SE534043C2

SE534043C2 - Spring mechanism for force actuation of an object from a closed position to an open position

Info

Publication number: SE534043C2
Application number: SE0950130A
Authority: SE
Inventors: Rickard Magnusson; Felix Wickman
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2011-04-12
Also published as: DE102010009842A1; SE0950130A1

Description

20 25 30 534 043 2 svängarmsleden och med en därtill motsatt andra ände svängbart förbunden med nämnda föremål vid en öppningsled. 20 25 30 534 043 2 pivot arm joint and with a second end opposite thereto pivotally connected to said object at an opening joint.

Genom en sådan utformning av mekanismen med en av tryckfjädern påverkad svängarrn och en tryckstâng kan genom lämpliga val av det större och det mindre avståndet åstadkommas en önskad stor utväxling av rörelsen, så att en ut- rymmesbesparande liten tryckfjäder kan användas. Den av stödelementet uppburna svängamtsleden kan då även användas till att ta upp en stor del av tryckﬁäderns kraft i det stängda läget genom att svängarmen vinklas tillbaka så långt i det stängda lä- get, att tryckﬁädem påverkar den med en liten momentarm. Därigenom kan en liten tryckfjäder även tillåtas ha en relativt stor tryckkraft, samtidigt som mekanismens omgivande konstruktion kan tillåtas vara en relativt enkel och vek, framställd av t.ex.By such a design of the mechanism with a pivot arm actuated by the compression spring and a compression rod, by desired selection of the larger and the smaller distance, a desired large gear ratio of the movement can be achieved, so that a space-saving small compression spring can be used. The pivot joint joint supported by the support element can then also be used to absorb a large part of the pressure of the pressure spring in the closed position by angling the pivot arm back so far in the closed position that the pressure spring affects it with a small torque arm. Thereby, a small compression spring can also be allowed to have a relatively large compressive force, at the same time as the surrounding construction of the mechanism can be allowed to be a relatively simple and bent, made of e.g.

PP-plast.PP plastic.

I en utföringsform av mekanismen kan svängarmen vara så långt tillba- kavinklad i det stängda läget att tjäderleden, innerleden och svängarmsleden ligger i linje eller nästan i linje med varandra. Om de ligger i linje, så att innerleden intar ett dödpunktsläge, tar alltså stödelementet upp hela kraften hos den sammanpressade tryckfjädern, så att föremålet är helt obelastat i det stängda läget. Det är emellertid även tänkbart att utforma mekanismen så att innerleden har passerat dödpunkten i det stängda läget. I detta fall kan fjädern även tillhandahålla en stängande kraft på föremålet i det stängda läget.In one embodiment of the mechanism, the pivot arm can be angled so far backwards in the closed position that the capercaillie joint, the inner joint and the pivot arm joint are in line or almost in line with each other. If they are in line, so that the inner joint assumes a dead center position, then the support element absorbs the entire force of the compressed compression spring, so that the object is completely unloaded in the closed position. However, it is also conceivable to design the mechanism so that the inner joint has passed the dead center in the closed position. In this case, the spring can also provide a closing force on the object in the closed position.

Vidare kan ytterleden vara anordnad med försprång till innerleden i en öppningsriktning för mekanismen. Därigenom kan särskilt i slutfasen av föremålets rörelse mot det öppna läget uppnås en nedväxling hos mekanismen. Denna nedväx- ling påverkas av det sätt, på vilket den länkartade tryckstången ändrar riktning under öppningsrörelsen. Om t.ex. tryckstångens öppningsled befinner sig under en horison- tell svängled för föremålet i det stängda läget, kan tryckstången vara anordnad att kontinuerligt vinklas framåt-uppåt under öppningsrörelsen, så att dess momentarrn med avseende på svängarmen då hela tiden minskar.Furthermore, the outer joint can be arranged with a projection to the inner joint in an opening direction for the mechanism. As a result, especially in the final phase of the object's movement towards the open position, a downshift of the mechanism can be achieved. This downshift is affected by the way in which the link-shaped push rod changes direction during the opening movement. If e.g. the opening link of the push rod is below a horizontal pivot joint for the object in the closed position, the push rod can be arranged to be continuously angled forwards-upwards during the opening movement, so that its torque with respect to the pivot arm then constantly decreases.

En ytterperiferi hos svängarmen kan bilda en kamkurva för påverkan av en strömställare i det öppna läget. Därigenom kan på enkelt sätt t.ex. tändas en be- lysning i ett förvaringsutrymme när mekanismen når det öppna läget. Öppningsleden kan vara anordnad på avstånd från en gångled hos fö- remålet. Öppningsleden kan då även vara anordnad på en föremålet bildande lucka, 10 15 20 25 30 534 043 3 vilken är svängbar mot ökande tyngdkraft mellan det stängda och öppna läget om- kring gångleden vid en horisontell överkant av luckan.An outer periphery of the swing arm can form a cam curve for actuating a switch in the open position. As a result, e.g. a light illuminates in a storage compartment when the mechanism reaches the open position. The opening joint can be arranged at a distance from a hinge of the object. The opening joint can then also be arranged on an object forming a door, which is pivotable against increasing gravity between the closed and open position around the hinge at a horizontal upper edge of the door.

Andra särdrag och fördelar hos uppﬁnningen kan framgå av patentkra- ven och följande beskrivning av utföringsexempel.Other features and advantages of the invention may be apparent from the claims and the following description of embodiments.

KORTFATTAD RITNINGSBESKRIVNING FIG. 1A är en schematisk sidovy av en tjädermekanism enligt uppfin- ningen förbunden med en lucka i ett stängt läge; FIG. 1B är en vy motsvarande FIG. 1A med luckan i ett helt öppet läge; FIG. 1C är en schematisk sidovy av en ﬁädermekanism enligt FIG. 1A med luckan i ett begynnande mellanläge; FIG. 1D är en vy motsvarande FIG. 1C med luckan i ett avslutande mel- lanläge; FIG. 1E är en vy motsvarande FIG. 1C av en obetydligt modifierad fjä- dermekanism med luckan lett stängt läge; FIG. 2A är en sidovy av en konstruktiv utföringsform av en fjädermeka- nism enligt uppfinningen i ett läge motsvarande FIG. 1B; FIG. 2B är en vy snett ovanifrån av fjädermekanismen i FIG. 2A med ute- lämnad tryckﬁäder; och FIG. 3A och 3B är vyer snett underifrån av en alternativ utföringsform av en del av en ﬁädermekanism enligt uppﬁnningen i två olika lägen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is a schematic side view of a capercaillie mechanism according to the invention connected to a hatch in a closed position; FIG. 1B is a view corresponding to FIG. 1A with the door in a fully open position; FIG. 1C is a schematic side view of a spring mechanism according to FIG. 1A with the cover in an incipient intermediate position; FIG. 1D is a view corresponding to FIG. 1C with the cover in a closing intermediate position; FIG. 1E is a view corresponding to FIG. 1C of a slightly modified spring mechanism with the door slightly closed; FIG. 2A is a side view of a constructive embodiment of a spring mechanism according to the invention in a position corresponding to FIG. 1B; FIG. 2B is an oblique top view of the spring mechanism of FIG. 2A with omitted pressure ﬁ springs; and FIG. 3A and 3B are views obliquely from below of an alternative embodiment of a part of a spring mechanism according to the invention in two different positions.

På ritningen har delar med liknande funktion genomgående lika hänvis- ningstal.In the drawing, parts with a similar function consistently have the same reference numerals.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I den schematiska framställningen på FIG. 1A och 1B innefattar den med 10 allmänt betecknade fjädermekanismen ett länksystem med en tryckﬁäder 20, en svängarm 30 och en tiyckstång 40. I det visade exemplet är Iänksystemet uppburet av en bas eller ett stödelement 50 i form av t.ex. en metallplåt som är fast förbunden genom t.ex. skruvförband med en av de motsatta sidoväggarna 62 (endast den ena visas) i ett förvaringsutrymme 60 som kan tillslutas av en tyngdkraftspåverkad klaff eller lucka 70.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS In the schematic representation of FIG. 1A and 1B, the spring mechanism generally designated 10 comprises a link system with a pressure spring 20, a pivot arm 30 and a push rod 40. In the example shown, the link system is supported by a base or a support element 50 in the form of e.g. a metal plate which is fixedly connected by e.g. screw connection with one of the opposite side walls 62 (only one is shown) in a storage space 60 which can be closed by a gravity-affected flap or door 70.

Luckan 70 är vid sin överkant svängbart förbunden med de motsatta si- doväggarna 62 genom en gångled 72. Vid sin nederkant kan luckan 70 ha en manu- 10 15 20 25 30 534 043 4 ellt påverkbar, t.ex. ﬁäderbelastad, spärrmekanism 74 som låser fast luckan 70 vid en botten 64 av förvaringsutrymmet 60 i luckans 70 nedfällda, stängda läge.The door 70 is pivotally connected at its upper edge to the opposite side walls 62 through a hinge 72. At its lower edge the door 70 can have a manually actuable, e.g. ﬁ spring-loaded, locking mechanism 74 which locks the door 70 at a bottom 64 of the storage space 60 in the closed, lowered position of the door 70.

Tryckfjädern 20 är i det visade exemplet en gastjäder innefattande en cylinder 22 och en kolvstång 24 påverkad av trycksatt gas i cylindern 22. En bakre ände av tryckﬁädem 20 är förbunden med basen 50 via en ﬁäderled 26. En inre ände av svängarmen 30 är förbunden med basen 50 via en svängarmsled 34. En yttre ände av svängarmen 30 är förbunden med en inre ände av tryckstången 40 via en ytterled 42 på ett större avstånd R från svängarmsleden 34. Den yttre änden avtryck- fjädern 20 är förbunden med svängarmen 30 via en innerled 28 på ett mindre av- stånd r från svängarmsleden 34. En yttre ände av tryckstången 40 är slutligen för- bunden med luckan 70 via en öppningsled 44 på avstånd från gângleden 72 vid luckans 70 överkant.The compression spring 20 in the example shown is a gas spring comprising a cylinder 22 and a piston rod 24 actuated by pressurized gas in the cylinder 22. A rear end of the pressure spring 20 is connected to the base 50 via a spring joint 26. An inner end of the pivot arm 30 is connected to the base 50 via a pivot link 34. An outer end of the pivot arm 30 is connected to an inner end of the push rod 40 via an outer link 42 at a greater distance R from the pivot link 34. The outer end of the shock spring 20 is connected to the pivot arm 30 via an inner link 28 at a lesser distance r from the pivot arm joint 34. An outer end of the push rod 40 is finally connected to the door 70 via an opening joint 44 at a distance from the gangway 72 at the upper edge of the door 70.

Länkmekanismen 10 är arrangerad på sådant sätt, att i luckans 70 stängda läge enligt FIG. 1A utövar tryckfjädern 20 via svängarmen 30 och tryck- stången 40 en relativt liten kraft på luckan 70 och spärrmekanismen 70 genom att lederna 26, 28, 34 ligger nästan i linje med varandra. Med andra ord utövar fjädern 20 då ett relativt litet vridmoment på svängarrnen 30, så att den största delen av tjä- derkraften tas upp av svängarmsleden 34. Det är naturligtvis även möjligt, att när luckan 70 är stängd på ej visat sätt dimensionera ﬁädermekanismen 10, så att sväng- armsleden 28 ligger helt i linje med lederna 26 och 34 i ett dödpunktsläge, eller att låta svängarmsleden 28 passera detta dödpunktsläge som visas i F lG. 1E; i detta senare fall kan då mekanismen 10 även tillhandahålla en viss stängande kraft på luckan 70, så att eventuellt spärrmekanismen 74 kan utelämnas.The link mechanism 10 is arranged in such a way that in the closed position of the door 70 according to FIG. 1A, the compression spring 20 via the pivot arm 30 and the push rod 40 exerts a relatively small force on the door 70 and the locking mechanism 70 in that the joints 26, 28, 34 are almost in line with each other. In other words, the spring 20 then exerts a relatively small torque on the pivots 30, so that most of the tether force is absorbed by the pivot arm joint 34. It is of course also possible that when the door 70 is closed dimension the spring mechanism 10, not shown, so that the pivot arm joint 28 is completely aligned with the joints 26 and 34 in a dead center position, or to allow the pivot arm joint 28 to pass this dead center position shown in F 1G. 1E; in the latter case, the mechanism 10 may then also provide a certain closing force on the door 70, so that possibly the locking mechanism 74 can be omitted.

I luckans 70 öppna läge enligt FIG. 1B utövar fjädem en relativt stor kraft på luckan 70 genom att de tänkta sammanbindningslinjerna för lederna 26, 28 och 34 innesluter en obetydligt passerad rät vinkel. Med andra ord utövar ﬁädem 20 ett relativt stort vridmoment med en momentarm a på svängarmen 30. Under luckans 70 öppningsrörelse kommer alltså tryckkraften på tryckstången 40 isvängarmsleden 42 att kontinuerligt öka nästan ända fram till det öppna läget i FIG. 1B. Genom att tryck- stången 40 kontinuerligt vinklas uppåt under öppningsrörelsen, kommer även mo- mentarmen b (FlG. 1B) verkande på svängarmen 30 från tryckstången 40 att konti- nuerligt minska under slutfasen av öppningsrörelsen, så att den ökande kraften på tryckstången 40 från den utsvängande luckans 70 ökande tyngdkraft kompenseras genom nedväxling av öppningsrörelsen. 10 15 20 25 534 043 5 Ytterleden 42 är vidare anordnad med försprång till innerleden 28 i en öppningsriktning för mekanismen 10. När den drivande ﬁäderns 20 momentarm a på svängarmen 30 börjar åter minska vid läget ungefär enligt FIG. 1D, har minskningen av tryckstångens 40 momentarm b på svängarrnen 30 från lasten hos luckan 70 re- dan påbörjats tack vare detta försprång, närmare bestämt vid läget ungefär enligt FIG. 1C, vilket även kan uttryckas som att fjädern 20 då får det allt lättare att motver- ka den ökande lasten från luckan.In the open position of the door 70 according to FIG. 1B, the spring exerts a relatively large force on the door 70 in that the intended connecting lines of the joints 26, 28 and 34 enclose an insignificantly passed right angle. In other words, the edema 20 exerts a relatively large torque with a torque arm a on the pivot arm 30. During the opening movement of the door 70, the compressive force on the push rod 40 of the ice pivot arm joint 42 will thus continuously increase almost all the way to the open position in FIG. 1B. As the push rod 40 is continuously angled upwards during the opening movement, the torque arm b (Fig. 1B) acting on the pivot arm 30 from the push rod 40 will also continuously decrease during the final phase of the opening movement, so that the increasing force on the push rod 40 from the the increasing gravity of the swinging door 70 is compensated by downshifting the opening movement. The outer joint 42 is further provided with a projection to the inner joint 28 in an opening direction of the mechanism 10. When the moment arm a of the driving spring 20 on the pivot arm 30 begins to decrease again at the position approximately according to FIG. 1D, the reduction of the torque arm b of the push rod 40 on the pivots 30 from the load of the door 70 has already begun due to this lead, more specifically at the position approximately according to FIG. 1C, which can also be expressed as the spring 20 then making it increasingly easier to counteract the increasing load from the door.

Som särskilt framgår av utföringsforrnen i FIG. 2A och 2B, bildar en yt- terperiferi av svängarrnen 30 en kamkurva 32. I mekanismens 10 öppna läge kom- mer kamkurvan att påverka en på stödelementet 50 anordnad omkopplare, såsom en mikroströmställare 80, genom ingrepp med ett tillbakatjädrande kontaktorgan 80.As is particularly apparent from the embodiments of FIG. 2A and 2B, an outer periphery of the pivots 30 forms a cam curve 32. In the open position of the mechanism 10, the cam curve will actuate a switch provided on the support member 50, such as a micro switch 80, by engagement with a recoil contacting member 80.

Omkopplaren 80 kan t.ex. vara anordnad att tända och släcka en ej visad belysning i det utrymme där tjäderrnekanismen 10 är installerad.The switch 80 can e.g. be arranged to switch on and off a lighting (not shown) in the space where the capercaillie mechanism 10 is installed.

Som tydligast framgår av FIG. 2B, kan stödelementet 50 vara utformat som ett bockat plåtstycke som bland annat är format med en hållare 52 för strömstäl- laren 80, en klykformig transportsäkring 54 för tryckstångens 40 främre ändparti vid en midja 46 i mekanismens 10 tillbakadragna läge och en förbindningsfläns 56 för ett takparti i det utrymme där mekanismen ska installeras. Tryckstången 40 har även en midja 48 vid sitt bakre parti för upptagning i transportsäkringen 54 vid montering av tryckfjädern 20 i sitt framskjutna, avlastade läge vid stödelementet 50 och svängar- men 30.As most clearly seen in FIG. 2B, the support member 50 may be formed as a bent piece of sheet metal which is formed, inter alia, with a holder 52 for the switch 80, a hook-shaped transport lock 54 for the front end portion of the push rod 40 at a waist 46 in the retracted position of the mechanism 10 and a connecting flange 56 for a roof section in the space where the mechanism is to be installed. The push rod 40 also has a waist 48 at its rear portion for receiving in the transport lock 54 when mounting the compression spring 20 in its extended, relieved position at the support member 50 and the pivot arm 30.

Fjäderrnekanismen 10 kan vara utformad på många olika sätt inom ra- men för efterföljande patentkrav. I den endast delvis visade utföringsforrnen i FIG. 3A och 3B är svängarmen 30 t.ex. utformad som ett utmed längden delat rörstycke.The spring mechanism 10 can be designed in many different ways within the scope of the appended claims. In the only partially shown embodiment of FIG. 3A and 3B, the pivot arm 30 is e.g. designed as a lengthwise pipe section.

Ovan detaljerade beskrivning är i första hand avsedd att underlätta för- ståelsen och några onödiga begränsningar av uppﬁnningen ska inte uttolkas därifrån.The above detailed description is primarily intended to facilitate understanding and any unnecessary limitations of the invention should not be construed as such.

De modiﬁkationer som blir uppenbara för en fackman vid genomgång av beskriv- ningen kan genomföras utan avvikelse från uppﬁnningstanken eller omfånget av ef- terföljande patentkrav.The modifications that become apparent to one skilled in the art upon review of the specification may be practiced without departing from the spirit of invention or the scope of the appended claims.

Claims

534 043 6 PATENT REQUIREMENTS

A spring mechanism (10) for actuating an object (70) from a closed position to an open position, comprising a pressure spring (20), with a first end pivotally connected to a support element (50) at a spring joint (26) and with an opposite second end (28) for actuating the object (70) to the open position, a pivot arm (30) pivotally connected to the support element (50) at a pivot arm joint (34) and pivotally connected to the other end of the compression spring (20) at an inner joint (28) at a smaller distance (r) from the pivot arm joint (34) and with a push rod (40) with a first end pivotally connected to the pivot arm (30) at an outer joint (42) at a greater distance (R) from pivot arm joint (34) and with a second end opposite thereto pivotally connected to said object (70) at an opening joint (44), characterized in that the opening joint (44), the outer joint (42) and the pivot arm joint (34) are substantially in line with each other in the open position.

Spring mechanism according to claim 1, wherein the spring joint (26), the inner joint (28) and the pivot arm joint (34) are almost in line with each other in the closed position.

Spring mechanism according to claim 1 or 2, wherein the outer joint (42) is arranged with a projection to the inner joint (28) in an opening direction for the mechanism (10).

A spring mechanism according to any one of the preceding claims, wherein an outer periphery of the pivot arm (30) forms a cam curve (32) for actuating a switch (80) in the open position.

A spring mechanism according to any one of the preceding claims, wherein the opening joint (44) is arranged at a distance from a hinge (72) of the object (70).

Spring mechanism according to claim 5, wherein the opening joint (44) is arranged on an object-forming door (70), which is pivotable against increasing gravity between the closed and open position around the hinge (72) at a horizontal upper edge of the door (70).