МЕБЕЛЬНАЯ ФУРНИТУРА ДЛЯ ПОВОРОТА СТВОРОК
FURNITURE FITTINGS FOR ROTATION OF FOLDS

Данное изобретение относится к мебельной фурнитуре для поворота створок, в частности, корпусной мебели, содержащей поворотную деталь, соединяемую со створкой и закрепленную на двух направляющих рычагах, и крепежную пластину, соединяемую с корпусом мебели, причем на крепежной пластине установлено два рычага, из которых первый рычаг шарнирно соединен с обоими направляющими рычагами, а второй рычаг шарнирно соединен с одним направляющим рычагом.
Существует фурнитура для корпусной мебели, в которой для получения доступа внутрь створку поворачивают вверх. Такую фурнитуру для поворота створок применяют, в частности, в настенных элементах кухонной мебели. Если створка находится в открытом положении, пользователю часто приходится тянуться вверх, чтобы снова закрыть ее. Это воспринимается как затруднительное действие, и не каждый пользователь может открывать и закрывать створки, расположенные вверху.
Следовательно, задача изобретения заключается в создании фурнитуры для поворота створки, которая простым способом соединяется с приводом для автоматического открывания и закрывания поворотной детали.
Эта задача решается благодаря фурнитуре с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Согласно изобретению в фурнитуре на рычаге или направляющем рычаге предусмотрен соединительный элемент, который может перемещаться посредством привода для перемещения поворотной детали. Размещение соединительного элемента на рычаге или направляющем рычаге имеет то преимущество, что фурнитуру можно установить на мебели так, чтобы она функционировала без приводного устройства, а в определенных случаях применения было возможно дооснащение приводом. При этом установка соединительного элемента на рычаге или направляющем рычаге относительно не трудоемка. Чтобы сделать возможным автоматическое открывание фурнитуры, соединительный элемент соединен, по меньшей мере, с любым одним рычагом, то есть с подвижной деталью фурнитуры.
Согласно предпочтительному варианту изобретения соединительный элемент соединен на шарнирной оси с направляющим рычагом и рычагом. Установка на оси, во-первых, упрощает монтаж, во-вторых, ведет к заданным условиям нагрузки для приводных деталей, зависящим от угла открытия поворотной детали.
Для компактности конструкции привод расположен либо рядом с крепежной пластиной - со стороны, противоположной поворотной детали, либо под крепежной пластиной. Благодаря этому привод установлен на сравнительно большом удалении от области открывания створки и, таким образом, почти не заметен.
Для простоты эксплуатации поворотная деталь благодаря силе прижатия или трения может фиксироваться в диапазоне открывания, предпочтительно в положении, открытом, по меньшей мере, на угол от 45 до 110°. Таким образом, привод может обеспечить открывание поворотной детали, которая может быть зафиксирована в требуемом угловом положении. Полностью открывать и закрывать поворотную деталь постоянно не требуется.
Согласно дополнительному варианту реализации заявленного изобретения предусмотрена пружина, посредством которой поворотная деталь предварительно напрягается: в закрытом положении - в закрытое положение, а после поворота детали за мертвую точку - в открытое положение. Пружину можно выполнить в виде спиральной пружины, пневматической пружины, пружины сжатия, пружины растяжения или других энергоаккумуляторов. При этом благодаря пружине может быть снижено усилие, необходимое для перемещения поворотной детали, так как часть веса при открывании створки компенсируется пружиной. Благодаря этому двигатель можно выполнить сравнительно небольшим. Кроме того, чтобы предотвратить незначительное выступание, пружина оттягивает створку в закрытое положение.
Предпочтительно, приводная мощность привода для поворачивания поворотной детали зависит от открытого положения, при этом угол открытия поворотной детали, при котором развивается максимальное перестановочное усилие, - это не угол открытия, при котором привод потребляет наибольшую мощность. Другими словами, привод соединен с рычагами или приводными рычагами так, что в максимально открытом положении, при котором вес створки, действующий на поворотную деталь, максимален, существует передаточное отношение, поэтому в этом диапазоне открывания максимальная отдача мощности приводом не требуется. Благодаря этому двигатель можно выполнить немного меньшего размера по сравнению с конструкцией, при которой мощность, отдаваемая двигателем, прямо пропорциональна передаче усилий. Предпочтительно, отдача мощности в этом случае, по меньшей мере, на 10-20% меньше мощности, отдаваемой двигателем при конструкции, когда осуществляется непосредственный привод на рычаг или направляющий рычаг. При этом передаточное отношение между двигателем и рычагом или направляющим рычагом, в частности, должно иметь место не во всем диапазоне поворота, а лишь в конце диапазона открывания, при котором имеют место максимальные веса.
Привод предпочтительно содержит электродвигатель, посредством передачи связанный с соединительным элементом. При этом соединительный элемент с одной стороны можно закрепить на зубчатом колесе на некотором расстоянии от его оси вращения, а с противоположной стороны - на шарнирной оси между рычагом и направляющим рычагом. Благодаря этому можно обеспечить приводное устройство, в котором применены стандартные детали, например, зубчатые колеса. Чтобы обеспечить быстрое открывание, соединительный элемент может достичь максимальной скорости открывания поворотной детали в середине диапазона поворота поворотной детали при постоянной скорости вращения привода. Это связано с тем, что пользователь стремится к быстрому открыванию створки в середине диапазона поворота, но при этом не хочет вначале пугаться выскакивающей створки или испытывать дискомфорт из-за громкого шума вследствие сильного удара створки в конце открытого положения. По этой причине предпочтительным является поворачивание с различной скоростью.
Согласно еще одному варианту реализации изобретения соединительный элемент связан со шпиндельным приводом. Этот привод для перемещения поворотной фурнитуры также можно простым способом установить на крепежной пластине или другой детали. Кроме того, можно предусмотреть привод с системой рычагов, перемещаемых наматываемым тросом. Для привода фурнитуры также можно предусмотреть поворотный рычаг, закрепленный в центре шарнира рычага и приводимый в действие на участке, выходящем за пределы этого рычага.
Ниже изобретение объясняется более подробно. В объяснении имеются ссылки на несколько примеров конструкции и прилагаемые чертежи. На чертежах изображено следующее:
на фиг.1А-1С представлены различные виды на фурнитуру согласно заявленному изобретению в различных открытых положениях;
на фиг.1D-1F представлено несколько диаграмм механических состояний для фурнитуры согласно фиг.1А-1С в зависимости от угла открытия;
на фиг.2A-2D представлено несколько видов на модифицированную фурнитуру в различных положениях открытия;
на фиг.3А-3С представлено несколько видов на фурнитуру согласно изобретению со шпиндельным приводом;
на фиг.3D представлена диаграмма механических состояний для фурнитуры согласно фиг.3А-3С;
на фиг.4А-4С представлено несколько видов на еще один вариант фурнитуры в различных положениях открытия;
на фиг.4D и 4Е представлены две диаграммы механических состояний для фурнитуры согласно фиг.4А-4С;
На фиг.5А и 5В представлены два вида на фурнитуру согласно еще одному варианту реализации заявленного изобретения.
На фиг.1А показана фурнитура 1, установленная на корпусе 2 мебели, предпочтительно, корпусной мебели, чтобы обеспечивать поворот вверх створки 3. Для этого к створке 3 прикреплена угловая поворотная деталь 4, имеющая на участке 5, расположенном перпендикулярно плоскости створки 3, шарнирную ось 6, на которой установлен направляющий рычаг 7. На некотором расстоянии от оси 6 на участке 5 выполнена еще одна ось 8, на которой с возможностью вращения установлен второй направляющий рычаг 9.
На конце, противоположном поворотной детали 4, направляющий рычаг 9 посредством оси 16 соединен с первым рычагом 11, который посредством оси 17 также шарнирно соединен с направляющим рычагом 7. На некотором расстоянии от первого рычага 11 предусмотрен второй рычаг 12, который с одной стороны посредством оси 13 шарнирно соединен с направляющим рычагом 7, а с другого конца посредством оси 14 - с крепежной пластиной 20.
Как показано на фиг.1В и 1C, для открывания створки 3 поворотная деталь 4 может поворачиваться относительно крепежной пластины 20. Изображенная на этих чертежах фурнитура 1 относится к фурнитуре с семью шарнирными осями 6, 8, 16, 17, 13, 14 и 15. Расположение этих осей, а также геометрия рычагов 7, 9, 11 и 12 может варьироваться в зависимости от случая применения.
Для более легкого перемещения поворотной детали 4 в открытое положение предусмотрена пружина 25, которая на одном конце закреплена на оси 24, образующей центр шарнира для рычага 21 и рычага 22. Рычаг 21 установлен с возможностью поворота на шарнирной оси 13, а рычаг 22 со стороны, противоположной оси 24, закреплен на оси 23, предусмотренной на крепежной пластине 20. Со стороны, противоположной оси 24, пружина 25 закреплена на штифте 26, закрепленном с возможностью регулирования на винте 27 для регулирования натяжения пружины.
В закрытом положении створки 3 пружина 25 прижимает поворотную деталь 4 в закрытое положение, при этом посредством механизма для открывания поворотной детали 4 рычаги 21 и 22 сначала перемещаются друг к другу осями 13 и 23 таким образом, что длина пружины 25 вначале немного увеличивается. Только по достижении некоторого угла, например, от 15° до 25°, длина пружины уменьшается, и пружина 25 отжимает поворотную деталь 4 в открытое положение. Таким образом, после прохождения мертвой точки ход открывания поддерживается пружиной 25.
Чтобы фурнитуру можно было открывать и закрывать не только вручную, но и автоматически, предусмотрено приводное устройство. Приводное устройство содержит соединительный элемент 30 в виде рычага, который с одной стороны установлен на шарнирной оси 13, а с противоположной стороны - на оси 35 на зубчатом колесе 33. Зубчатое колесо 33 установлено с возможностью вращения вокруг оси 34, причем ось 35 находится на некотором расстоянии от оси 34. Зубчатое колесо 33 может приводиться в движение двигателем 32, который посредством приводного вала соединен с червяком 40, а посредством нескольких зубчатых колес 36, 37, 38 и 39 - с зубчатым колесом 33. Благодаря зубчатым колесам 36-39 обеспечивается передаточное отношение, поэтому размер электродвигателя 32 может быть сравнительно небольшим. При необходимости передачу 31 также можно модифицировать.
Чтобы автоматически открыть створку 3, двигатель 32 вращает зубчатое колесо 33 против часовой стрелки из положения, изображенного на фиг.1А, до тех пор, пока сначала не будет достигнуто положение, показанное на фиг.1В. В этом положении линия между осями 13 и 35 соединительного рычага 30 проходит почти перпендикулярно воображаемой линии между осью 34 вращения и осью 35. Это означает, что в этом положении открывание створки 3 происходит особенно быстро, так как перемещение соединительной тяги 30 и направляющего рычага 7 происходит почти по прямой линии.
При дальнейшем открывании достигается согласно фиг.1C максимально открытое положение створки 3. В этом положении зубчатое колесо 33 поворачивает ось 35 в направлении, при котором соединительный рычаг 30 лишь незначительно перемещается, точнее, поворачивается в направлении, соответствующем линии осей 13 и 35. Поэтому в конце открывания ход открывания створки 3 сравнительно медленный, в то время как в середине диапазона ход открывания створки 3 при постоянной частоте вращения зубчатого колеса 33 осуществляется быстро.
На фиг.1D представлена диаграмма механических состояний при открывании фурнитуры 1. Линией А показана сила, действующая на направляющий рычаг 7 на оси 13. Сначала необходимо развить определенную силу для открывания створки 3 против силы пружины 25, после чего проходят мертвую точку, в которой сила пружины 25 действует в направлении открывания, а вес створки 3 из-за небольшого угла открытия пока еще сравнительно невелик. Однако, начиная с определенного угла открытия, вес створки 3 давит на направляющий рычаг 7, и эта сила все увеличивается до конечного положения согласно фиг.1C.
Диаграмма В представляет собой графическое представление вращающего момента, действующего на зубчатом колесе 33 при открывании створки 3. За счет исполнения приводного устройства с соединительной тягой 30 и зубчатым колесом 33 вращающий момент в конце процесса открывания снова немного уменьшается, что объясняется установкой оси 35 на зубчатом колесе 33, поскольку в конце процесса открывания вращение колеса 33 вызывает лишь незначительное перемещение створки 3.
Диаграмма С представляет собой схематичное представление мощности двигателя, выдаваемой в зависимости от угла открытия.
На фиг.1Е мощность двигателя согласно диаграмме С показана в другом разрешении, причем график D представляет собой зависимость мощности двигателя от угла открытия. Из этого видно, что в соответствии с диаграммой В вращающего момента на зубчатом колесе мощность двигателя как раз в конце процесса открывания уже больше не увеличивается, а снова падает. За счет этого максимально необходимая мощность двигателя меньше, чем, например, в случае двигателя, непосредственно приводящего в действие рычаг 12. Благодаря этому соответствующий электродвигатель можно выполнить со сравнительно небольшими размерами.
На фиг.1F схематично показана кривая мощности непосредственного привода, при котором двигатель, например, непосредственно приводит в движение рычаг 12. В этом случае необходимая мощность двигателя увеличивается до максимума в конце процесса открывания, когда вес створки 3 максимален. Вследствие более высокой потребляемой мощности в конце процесса открывания двигатель приходится выполнять так, чтобы он имел соответствующую мощность.
В следующих примерах детали фурнитуры, включая крепежную пластину 20 и направляющие рычаги 7 и 9, а также рычаги 11 и 12 и поворотная деталь 4 выполнены так, как в первом примере. По этой причине ниже эти детали еще раз подробно не описываются.
В случае фурнитуры, изображенной на фиг.2A-2D, соединительная тяга 30' модифицирована и установлена с возможностью вращения на модифицированном зубчатом колесе 33'. Чтобы сначала переместить створку 3 из закрытого положения (фиг.2А) в приоткрытое положение (фиг.2В), зубчатое колесо 33' вращается не против часовой стрелки, как в первом примере, а по часовой стрелке. Благодаря дальнейшему вращению зубчатого колеса 33' по часовой стрелке створка 3, как видно из фиг.2С, перемещается в максимально открытое положение.
На фиг.2D фурнитура показана в аксонометрии. Из этого чертежа следует, что детали фурнитуры выполнены относительно тонкими и компактными. Механические силы, вращающие моменты и мощности такие же, как в первом варианте реализации заявленного изобретения.
На фиг.3А-3С показан еще один вариант исполнения фурнитуры для открывания створки. Эта фурнитура содержит стержневой соединительный элемент 50, который на оси 13 соединен с возможностью вращения с направляющим рычагом 7. В средней части соединительного элемента 50 установлен поводок 54, который имеет ходовую гайку и может перемещаться по вращающемуся шпинделю 53. Шпиндель 53 закреплен на корпусе 52 шпинделя и проводится в движение двигателем 55. За счет вращения шпинделя 53 ходовая гайка перемещается вместе с поводком 54. Таким образом, она может переместить соединительный элемент 50 из закрытого положения (фиг.3А) через среднее открытое положение (фиг.3В) в полностью открытое положение (фиг.3С). Шпиндельный привод 51 закреплен на крепежной пластине 20.
На фиг.3D графически представлены механические состояния для шпиндельного привода 51. На диаграмме G показано усилие на направляющем рычаге 7 в районе опоры 13, причем расход усилия на направляющем рычаге 7 с увеличением угла открытия повышается.
На диаграмме Н показано усилие, действующее на шпиндель 53, которое, в отличие от усилия, действующего на направляющий рычаг G, в конце уже не увеличивается, а уменьшается. Это связано с ориентацией шпинделя 53, установленного под определенным углом к направляющему рычагу 7. Благодаря этому также может быть получено соответствующее передаточное отношение в диапазоне хода открывания.
Вследствие этого получается мощность двигателя согласно диаграмме I, которая в конце опять же меньше, чем в среднем диапазоне.
На фиг.4А-4С показан еще один вариант исполнения фурнитуры для открывания створки. В этом варианте приводное устройство содержит соединительный элемент 60 в виде рычага, посредством оси 62 соединенного с возможностью поворота с еще одним рычагом 61. Кроме того, рычаг 61 закреплен на дополнительной оси 63 на корпусе 2 мебели или на соответствующей крепежной пластине 20. Для открывания и закрывания створки 3 предусмотрен трос 64, который с одной стороны закреплен на оси 62, а с противоположной стороны может наматываться на валик 65. Валик 65 может приводиться во вращение посредством зубчатого сектора 66, который передачей соединен с электродвигателем 67.
Если тянуть за трос 64, створка 3 сначала перемещается из закрытого положения (фиг.4А) в приоткрытое положение (фиг.4В). Если трос 64 продолжает наматываться на валик 65, створка открывается до максимально открытого положения, как показано на фиг.4С.
На фиг.4D представлены механические соотношения при открывании фурнитуры. На диаграмме К показана сила, действующая на трос 64 в зависимости от угла открытия створки 3. Усилие, действующее на трос K, проходит максимум, который расположен на некотором расстоянии от максимального угла открытия. Это связано с тем, что положение оси 62 при открывании фурнитуры меняется, и соотношения сил становятся более благоприятными. Напротив, на диаграмме J показано усилие, действующее на направляющий рычаг 7 в районе оси 13. Эта сила с увеличением угла открытия непрерывно повышается.
На диаграмме L показана мощность двигателя, требуемая при открывании створки 3. Так как усилие, действующее на трос, в конце хода открывания снова уменьшается, мощность двигателя в конце хода открывания также уменьшается, поэтому электродвигатель 67 можно выполнить сравнительно небольшого размера.
На фиг.4Е в увеличенном масштабе представлена кривая мощности двигателя в случае приводного устройства с тросом 64. На диаграмме М показана кривая мощности, при которой от электродвигателя 67 в зависимости от угла открытия требуется разная мощность, причем как раз при максимальном угле открытия, несмотря на вес створки 3, мощность снова немного падает.
На фиг.5А показан еще один вариант реализации фурнитуры для открывания створки. В этом варианте направляющий рычаг 7 приводится в движение соединительным элементом 70, выполненным в виде рычага, который может поворачиваться вокруг оси 71, одновременно являющейся осью 14 рычага 12. Кроме того, соединительный элемент 70 при помощи оси 72 соединен с направляющим рычагом 7, причем ось 72 идентична оси 13. Однако соединительный элемент 70 выдается за рычаг 12 и содержит привод 73, который может поворачиваться вместе с соединительным элементом 70. Посредством зубчатого колеса привод 73 взаимодействует с зубчатым сектором 74, который выполнен неподвижным и закреплен, например, на крепежной пластине 20. Вследствие поворота соединительного элемента 70 вокруг оси 71 перемещаются направляющий рычаг 7 и поворотная деталь 4, в результате створка 3 перемещается из закрытого положения (фиг.5А) в открытое положение (фиг.5В).
В показанных примерах осуществления изобретения поясняется открывание и закрывание фурнитуры только с применением привода. Конечно, вместо этого фурнитуру можно открывать и закрывать вручную. В этом случае между приводом и элементом связи предусмотрена муфта в качестве предохранительной муфты, например, установленная на передаче фрикционная предохранительная муфта, допускающая перемещение вручную поворотной детали относительно крепежной пластины.
Кроме того, привод фурнитуры можно соединить с контроллером, чтобы осуществлять открывание или закрывание при помощи кнопок, выключателей, датчиков или дистанционного управления. Кроме того, на корпусе мебели для контроллера можно установить контактные датчики, радиодатчики, а также другие датчики и выключатели.