EP1323363A1 - Device with a movable furniture part, including drive unit and control device - Google Patents

Abstract

The item has a movable component, e.g. a drawer (3), operated by an electric drive unit (5) using a servomotor (6), with a force measuring device (2) providing a signal indicating the external force applied to the movable component, for corresponding regulation of the drive unit via a regulation device (1). The latter maybe supplied with a second signal from a position measuring device (4), indicating the drawer position.

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem bewegbaren Möbelteil,insbesondere mit einer Schublade, oder dergleichen mit einer Antriebseinheit und miteiner Regeleinrichtung zur Regelung der Antriebseinheit.The present invention relates to an arrangement with a movable furniture part,in particular with a drawer, or the like with a drive unit and witha control device for controlling the drive unit.

Derartige Anordnungen sind grundsätzlich bereits bekannt. Die deutsche PatentschriftDE 1 017 351 beschreibt eine Einrichtung zum Ausziehen oder Einschieben vonSchubladen in Möbel, die durch eine mittels korpusseitigen Drucktasten angesteuerteAntriebseinheit aus- bzw. einziehbar sind. Mit Hilfe der als Drucktasten ausgebildetenAuslöseeinrichtung ist jede mögliche Positionierung der Schublade zwischen dervollständig eingeschobenen und der vollständig herausgezogenen Position möglich.Die österreichische Patentschrift AT 398 513 B beschreibt eine Schubladenführungsgarnitur,deren Antrieb durch einen an der Frontblende der Schublade angeordnetenkapazitiven Tastschalter angesteuert ist. Durch Berührung des Tastschalters fährt dieSchublade ein bzw. aus. Die europäische Patentanmeldung EP 0 957 225 A1 enthälteine Vorrichtung zum Öffnen einer mit einer Antriebseinheit versehenen Schublade,wobei die Antriebseinheit durch ein als Tastschalter ausgeführtes Auslöseelementangesteuert ist. Die beiden zuletzt genannten Veröffentlichungen zeigen jeweils einAuslöseelement, das zwei Schaltzustände kennt. Folglich ist nach einem einmalerfolgten Ausziehvorgang bei Betätigung des Auslöseelements nur die Auslösung desentgegengesetzten Vorgangs möglich.Such arrangements are basically already known. The German patent specificationDE 1 017 351 describes a device for pulling out or pushing inDrawers in furniture that are controlled by a push button on the cabinet sideDrive unit can be extended or retracted. With the help of trained as push buttonsTrigger device is any possible positioning of the drawer between thefully retracted and fully withdrawn position possible.The Austrian patent AT 398 513 B describes a drawer slide set,whose drive is arranged on the front panel of the drawercapacitive push button switch is controlled. By touching the key switch, theDrawer on or off. The Europeanpatent application EP 0 957 225 A1 containsa device for opening a drawer provided with a drive unit,wherein the drive unit by a trigger element designed as a push buttonis controlled. The last two publications mentioned each show oneTripping element that knows two switching states. Hence after one timepull-out operation when the trigger element is actuated only the triggering of theopposite process possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine gattungsgemäße Anordnung zuschaffen, die ein intuitiveres Bedienen eines durch eine Antriebseinheit angetriebenenbewegbaren Möbelteiles ermöglicht.The object of the present invention is now to provide a generic arrangementcreate a more intuitive operation of a driven by a drive unitMovable furniture part allows.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Anordnung eine, vorzugsweiseanaloge, Kraftmesseinrichtung aufweist, wobei die Kraftmesseinrichtung ein für vonaußen an das bewegbare Möbelteil angelegte Kräfte charakteristisches Kraftsignalerzeugt, welches der Regeleinrichtung zuführbar ist.This is achieved according to the invention in that the arrangement is one, preferablyAnalogous, force measuring device, the force measuring device one forCharacteristic force signal applied to the outside of the movable furniture partgenerated, which can be fed to the control device.

Erfindungsgemäß ist somit eine Anordnung zur Verfügung gestellt, welche wie einübliches, nicht zusätzlich angetriebenes bewegbares Möbelteil betätigt werden kann.Mittels der Kraftmesseinrichtung wird erfindungsgemäß ein Kraftsignal erzeugt, welches den Betätigungswunsch des Benutzers an die Regeleinrichtung weiterleitet.Hieraus berechnet die Regeleinrichtung ein Regelsignal, welches die Unterstützungder vom Benutzer gewünschten Bewegung des bewegbaren Möbelteils durch dieAntriebseinheit ermöglicht. In dieser Weise wird die vom Benutzer gewünschteBewegung unterstützt, wobei gleichzeitig die intuitiv bekannte Vorgehensweise beimÖffnen oder Schließen eines bewegbaren Möbelteils für den Benutzer voll erhaltenbleibt.According to the invention, an arrangement is thus provided which is like anusual, not additionally driven movable furniture part can be operated.According to the invention, a force signal is generated by means of the force measuring device,which forwards the user's request for actuation to the control device.From this, the control device calculates a control signal, which is the supportthe movement of the movable furniture part desired by the user through theDrive unit enables. In this way, the one desired by the userMovement supports, while at the same time the intuitively known procedure forFull opening or closing of a movable piece of furniture for the userremains.

Besonders günstig ist es hierbei, dass das Kraftsignal sowohl die Information über denBetrag als auch über die Richtung, vorzugsweise über die Richtungskomponenteparallel zur Auszugsrichtung des bewegbaren Möbelteils, der von außen an denbewegbaren Möbelteil angelegten Kräfte beinhaltet. In dieser Variante ist somitvorgesehen, dass von der Regeleinrichtung mittels der Kraftmesseinrichtung erkanntwird, ob Druck oder Zug auf den bewegbaren Möbelteil ausgeübt wird. Hierdurch kanndie Regeleinrichtung entscheiden, ob der bewegbare Möbelteil geöffnet, geschlossen,beschleunigt oder verzögert werden soll. Darüber hinaus ist es durch die Messung desBetrages der von außen an den bewegbaren Möbelteil angelegten Kräfte auch möglichzu bestimmen, wie stark dieser beim Öffnen oder Schließen beschleunigt oderverzögert werden soll.It is particularly favorable here that the force signal contains both the information about theAmount as well as the direction, preferably via the direction componentparallel to the extension direction of the movable furniture part, which from the outside to theincludes movable forces applied forces. So in this variantprovided that recognized by the control device by means of the force measuring devicewhether pressure or tension is exerted on the movable furniture part. This canthe control device decides whether the movable furniture part is open, closed,should be accelerated or decelerated. In addition, it is by measuring theAmount of external forces applied to the movable furniture part is also possibleto determine how much this accelerates when opening or closingshould be delayed.

Des weiteren ist es günstig, dass die Anordnung mindestens einePositionsmesseinrichtung aufweist, welche ein für den Öffnungszustand desbewegbaren Möbelteils charakteristisches und der Regeleinrichtung zuführbaresPositionssignal erzeugt. Das so zur Verfügung gestellte Positionssignal kann derBerechnung der momentanen Istposition und/oder der momentanen Istgeschwindigkeitund/oder des momentanen Istwertes der Beschleunigung oder Verzögerung desbewegbaren Möbelteils als Funktion der gemessenen Position dienen. Dies wirdgünstigerweise dadurch realisiert, dass die Regeleinrichtung eineIstwertberechnungseinrichtung aufweist.Furthermore, it is favorable that the arrangement has at least oneHas position measuring device which for the opening state of theMovable furniture part characteristic and feedable to the control devicePosition signal generated. The position signal made available in this way canCalculation of the current actual position and / or the current actual speedand / or the current actual value of the acceleration or deceleration of themovable furniture part serve as a function of the measured position. this willConveniently realized in that the control deviceHas actual value calculation device.

In einer günstigen Variante ist des weiteren vorgesehen, dass die Regeleinrichtungeine Sollwertberechnungseinrichtung aufweist, welche aus dem von derKraftmesseinrichtung erzeugten Kraftsignal einen Sollwert für die Beschleunigung oderdie Verzögerung des bewegbaren Möbelteils berechnet, wobei eine besondersbevorzugte Ausgestaltungsform wiederum vorsieht, dass der Sollwert für die Beschleunigung oder die Verzögerung vom Beladungszustand des bewegbarenMöbelteils unabhängig ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass derbewegbare Möbelteil unabhängig von seiner Befüllung bei Anlegen einer bestimmtenäußeren Kraft an das bewegbare Möbelteil immer mit der gleichen Beschleunigungoder Verzögerung bewegt wird. Dies gibt dem Benutzer das Gefühl, dass derbewegbare Möbelteil scheinbar unabhängig von seiner Befüllung immer die gleicheMasse besitzt und resultiert darin, dass das Öffnen oder Schließen eines vollständiggefüllten bewegbaren Möbelteils sich für den Benutzer in der gleichen Weise anfühltund mit dem gleichen Kraftaufwand verbunden ist wie das Öffnen oder Schließen einesleeren bewegbaren Möbelteils.In a favorable variant it is further provided that the control devicehas a setpoint calculation device, which from theForce measuring device generated a target value for the acceleration orthe delay of the movable furniture part is calculated, one particularlypreferred embodiment in turn provides that the target value for theAcceleration or deceleration from the loaded state of the movableFurniture part is independent. This configuration ensures that themovable furniture part regardless of its filling when creating a certainexternal force on the movable furniture part always with the same accelerationor delay is moved. This gives the user the feeling that theMovable furniture part always the same regardless of how it is filledBulk owns and results in the opening or closing of one completelyfilled movable furniture part feels to the user in the same wayand involves the same amount of effort as opening or closing oneempty movable furniture part.

Dies kann günstigerweise realisiert werden, indem die Regeleinrichtung einRegelmodul aufweist, welches den Istwert der Beschleunigung oder Verzögerung anden Sollwert der Beschleunigung oder Verzögerung durch Weitergabe einesRegelsignals an einen Antriebseinheitregler anpaßt, wobei der Antriebseinheitregler dieAntriebseinheit ansteuert. Durch diesen Istwert/Sollwert-Abgleich der Beschleunigungwird erreicht, dass die Antriebseinheit die Bewegung des bewegbaren Möbelteilsgezielt in der Weise unterstützt, dass sich auch ein gefüllter bewegbarer Möbelteil fürden Benutzer scheinbar wie ein leerer bewegbarer Möbelteil betätigen läßt.This can conveniently be achieved by using the control deviceControl module which indicates the actual value of the acceleration or decelerationthe setpoint of acceleration or deceleration by passing on aAdapts control signal to a drive unit controller, the drive unit controllerControls drive unit. Through this actual value / setpoint adjustment of the accelerationis achieved that the drive unit stops the movement of the movable furniture partspecifically supports in such a way that there is also a filled, movable furniture part forlets the user seem to operate like an empty movable piece of furniture.

Um ein rechtzeitiges Abbremsen des bewegbaren Möbelteils vor dem Erreichen seinerEndlage beim Öffnen oder Schließen zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn dieRegeleinrichtung eine Geschwindigkeitsollwertberechnungseinrichtung aufweist,welche einen von der Istposition abhängigen Sollwert der Geschwindigkeit berechnet,wobei das Regelmodul dem Antriebseinheitregler einen Steuerbefehl zur Verringerungdes Istwertes der Beschleunigung oder zur Erhöhung des Istwertes der Verzögerungzusendet, wenn der Istwert der Geschwindigkeit den Sollwert der Geschwindigkeit fürdie momentane Position überschreitet. In dieser Ausführungsform werden somit dievom Benutzer des bewegbaren Möbelteils durch Drücken oder Ziehen an diesemausgeübten Steuersignale in der Weise kontrolliert, dass der bewegbare Möbelteil inder vollständig ausgefahren und in der vollständig eingeschobenen Position zur Ruhekommt. Hierdurch werden unbeabsichtigte Beschädigungen der gesamten Einrichtungverhindert.To slow down the movable furniture part before reaching itTo ensure end position when opening or closing, it is advantageous if theControl device has a speed setpoint calculation device,which calculates a setpoint value of the speed dependent on the actual position,the control module giving the drive unit controller a control command to reducethe actual value of the acceleration or to increase the actual value of the decelerationsends if the actual value of the speed is the setpoint of the speed forexceeds the current position. In this embodiment, theby the user of the movable furniture part by pressing or pulling on itControl signals exercised in such a way that the movable furniture part inthe fully extended and in the fully retracted position to restcomes. This will cause accidental damage to the entire facilityprevented.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein,dass die Kraftmesseinrichtung zwischen einem Frontpaneel und einem daran direktanschließenden Teil des bewegbaren Möbelteils angeordnet ist. Es kann auchvorgesehen sein, dass die Kraftmesseinrichtung zwischen einem Frontpaneel und derAntriebseinheit, vorzugsweise im Motor, angeordnet ist.In a further advantageous embodiment of the invention,that the force measuring device between a front panel and one directly on itadjoining part of the movable furniture part is arranged. It can alsobe provided that the force measuring device between a front panel and theDrive unit, preferably in the engine.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dernachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:

Fig. 1

eine schematisierte Seitenansicht auf eine erfindungsgemäßeAusführungsform mit einer Schublade,

Fig. 2

ein Schema zu einer Möglichkeit der Ausbildung der Regeleinrichtung,

Fig. 3

ein Vergleich des Kraftbedarfs beim Betätigen einer rein manuellbetriebenen Schublade im leeren und im gefüllten Zustand,

Fig.4

eine beispielhafte Darstellung zum Sollwert der Geschwindigkeit alsFunktion der momentanen Position und

Fig. 5 und 6

spezielle Ausführungsvarianten der Kraftmesseinrichtung

Further details and features of the present invention result from the following description of the figures. It shows:

Fig. 1

2 shows a schematic side view of an embodiment according to the invention with a drawer,

Fig. 2

a scheme for a possibility of training the control device,

Fig. 3

a comparison of the power requirement when operating a purely manually operated drawer in the empty and in the filled state,

Figure 4

an exemplary representation of the setpoint value of the speed as a function of the current position and

5 and 6

special design variants of the force measuring device

Fig. 1 zeigt als bewegbaren Möbelteil eine Schublade oder einen Schubkasten 3 ohnedas umgebende Möbelstück, in dem sie/er eingebaut ist. Die Schublade 3 weisthierbei, wie allgemein üblich, ein Frontpaneel 15 sowie einen Griff 16 auf. Des weiterenist an der in einer Seitenansicht dargestellten Schublade 3 eine Schiene 14, welche anihrer Unterkante als Zahnstange ausgebildet ist, angeordnet. Die Führung derSchublade beim Öffnen oder Schließen erfolgt hierbei, wie beim Stand der Technikbekannt, über die Schiene 14. Dies ist hier nicht genauer dargestellt und kann inverschiedensten Arten und Weisen ausgeführt sein. Zur Unterstützung der ÖffnungsundSchließbewegung ist nun eine Antriebseinheit 5 in der Weise angeordnet, dassdas von ihr angetriebene Zahnrad 13 in die an der Führungsschiene 14 angebrachteZahnstange eingreift. Die Antriebseinheit 5 weist hierbei einen elektrischen Motorvorzugsweise Servomotor 6 sowie ein Getriebe 12 auf. Die Schublade 3 kann mittelsder so gestalteten Antriebseinheit 5 sowohl teilweise oder vollständig geöffnet als auchteilweise oder vollständig geschlossen werden. Hierbei ist die Antriebseinheit 5 ortsfestam nicht weiter dargestellten, die Schublade umgebenden Möbel angebracht. Zur Bestimmung eines Positionssignals, welches den Öffnungs- bzw. Schließzustand derSchublade angibt, ist eine Positionsmesseinrichtung 4 (hier als ein in die Zahnstangeeingreifendes Zahnrad dargestellt) vorgesehen.Fig. 1 shows a movable furniture part, a drawer or adrawer 3 withoutthe surrounding piece of furniture in which it is installed. Thedrawer 3 hashere, as is generally customary, afront panel 15 and ahandle 16. Furthermoreis on thedrawer 3 shown in a side view arail 14, which onits lower edge is designed as a rack. The leadership of theDrawer when opening or closing takes place here, as in the prior artknown, via therail 14. This is not shown here in detail and can inbe carried out in various ways. To support the opening andClosing movement, adrive unit 5 is now arranged in such a way thatthegear 13 driven by it in the attached to theguide rail 14Rack engages. Thedrive unit 5 has an electric motorpreferablyservo motor 6 and agear 12. Thedrawer 3 can by meansof thedrive unit 5 designed in this way both partially or completely opened andpartially or completely closed. Here, thedrive unit 5 is stationaryattached to the furniture, not shown, surrounding the drawer. toDetermination of a position signal which indicates the opening or closing state of theIndicates drawer is a position measuring device 4 (here as one in the rackengaging gear shown) provided.

Zur Bestimmung des Betrages und der Richtung der von außen an die Schublade 3angreifenden Kräfte 20 weist die Anordnung erfindungsgemäß eineKraftmesseinrichtung 2 auf. Diese Kraftmesseinrichtung 2 kann über ein Zahnrad 17 indie Zahnstange in der Schiene 14 eingreifen. Alternativ hierzu sind jedoch auchzahlreiche andere Anordnungs- und Ausbildungsformen der erfindungsgemäßenKraftmesseinrichtung möglich. So kann die Kraftmesseinrichtung z.B. auch am Griff 16oder zwischen Frontpaneel 15 und Schublade 3 angeordnet sein. Allgemein kannvorgesehen sein, dass die Kraftmesseinrichtung 2 zwischen einem Frontpaneel 15 undeinem daran direkt anschließenden Teil des bewegbaren Möbelteils 3 angeordnet ist,oder dass die Kraftmesseinrichtung zwischen einem Frontpaneel 15 und derAntriebseinheit 5, vorzugsweise im Motor 6, angeordnet ist. In Fig. 5 ist hierbei eineVariante der Kraftmesseinrichtung 2 gezeigt, welche auf Betätigung des Griffes 16 invertikaler Richtung 21 ausgelegt ist. In Fig. 6 ist eine Variante gezeigt, welche Kräfte inhorizontaler Richtung 20 detektiert. Als Kraftmesseinrichtung 2 kommenunterschiedlichste Kraft- bzw. Beschleunigungsmesser in Frage. Dies können z.B.Dehnungsmeßstreifen, piezoelektrische Kraftaufnehmer oder elektromagnetischeKraftmesseinrichtungen, wie z.B. Tauchspuleninstrumente sein. DieKraftmesseinrichtung 2 sowie die Positionsmesseinrichtung 4 führen über geeigneteLeitungen der Regeleinrichtung 1 ein Kraftsignal bzw. Positionssignal zu, woraus in derRegeleinrichtung 1 ein Ansteuersignal für die Antriebseinheit 5 berechnet wird. Bei derMessung der von außen an die Schublade angreifenden Kräfte 20 wird in der Regelwie in der in Fig. 1 dargestellten üblichen Ausführungsform nur die inBewegungsrichtung der Schublade 3 verlaufende horizontale Kraftkomponente (durchdie Pfeilrichtung 20 gekennzeichnet) gemessen, da die vertikal angreifendenKraftkomponenten durch die Führungsschiene auf entsprechende nach dem Stand derTechnik ausgebildete Lager übertragen werden. Die Kraftübertragung von derAntriebseinheit 5, sowie die Anordnung der Positionsmesseinrichtung 4 und derKraftmesseinrichtung 2 können auch in anderer als der hier dargestellten Weiserealisiert sein. In Frage kommen hierzu z.B. Antriebe über Seilzüge, Zahnriemen oderanderweitig angetriebene Führungsschienen.To determine the amount and the direction of the outside of thedrawer 3attacking forces 20, the arrangement according to the inventionForce measuring device 2. Thisforce measuring device 2 can be driven via a toothed wheel 17engage the rack in therail 14. Alternatively, however, are alsonumerous other forms of arrangement and training of the inventionForce measuring device possible. The force measuring device can e.g. also onhandle 16or be arranged between thefront panel 15 and thedrawer 3. Generally canbe provided that theforce measuring device 2 between afront panel 15 anda part of themovable furniture part 3 directly adjoining it is arranged,or that the force measuring device between afront panel 15 and theDrive unit 5, preferably in themotor 6, is arranged. 5 here is oneVariant of theforce measuring device 2 shown, which upon actuation of thehandle 16 invertical direction 21 is designed. 6 shows a variant of the forces inhorizontal direction 20 detected. Come as aforce measuring device 2Different force and accelerometers in question. This can e.g.Strain gauges, piezoelectric force transducers or electromagneticForce measuring devices, e.g. Be moving coil instruments. TheForce measuring device 2 and theposition measuring device 4 lead via suitableLines of the control device 1 a force signal or position signal, from which in theControl device 1 a control signal for thedrive unit 5 is calculated. In theMeasurement of theforces 20 acting on the drawer from the outside is generally carried outas in the usual embodiment shown in Fig. 1 only inDirection of movement of thedrawer 3 horizontal force component (throughthearrow direction 20 marked) measured, since the vertically attackingForce components through the guide rail to corresponding according to the state of theTechnically trained bearings are transferred. The power transmission from theDrive unit 5, and the arrangement of theposition measuring device 4 and theForce measuring device 2 can also be in a different way than that shown herebe realized. For example, Drives via cables, toothed belts orotherwise driven guide rails.

Die in Fig. 2 dargestellte Regeleinrichtung 1 erhält zunächst ein Kraftsignal von derKraftmesseinrichtung 2 sowie ein Positionssignal von der Positionsmesseinrichtung 4.Die Regeleinrichtung 1, die Kraftmesseinrichtung 2 sowie die Positionsmesseinrichtung4 können sowohl analog als auch digital als auch teilweise analog und teilweise digitalausgebildet sein. Im dargestellten Beispiel führt die analoge Kraftmesseinrichtung 2 einanaloges Meßsignal dem Analogeingang 18 zu. Dieser überträgt das Meßsignal zurSollwertberechnungseinrichtung 7 sowie zum Komparator 19. Das von derPositionsmesseinrichtung 4 (z.B. als Sinus-Cosinus-Geber oder Incremental-Geberausgebildeter Encoder) erzeugte Positionssignal wird derIstwertberechnungseinrichtung 8 zugeführt. In dieser wird aus dem Positionssignalsowohl die momentane Istposition x_I und Istgeschwindigkeit als auch der momentaneIstwert der Beschleunigung oder Verzögerung der Schublade berechnet. Der Istwertder Geschwindigkeit und der Beschleunigung können dabei z.B. durch einfache bzw.zweifache Ableitung des Istwertes der Position nach der Zeit berechnet werden. Alledrei so berechneten Istwerte werden dem Reglermodul 9 sowie derGeschwindigkeitssollwertberechnungseinrichtung 11 zugeführt. Letztere berechnethieraus für jede Position den Sollwert der Geschwindigkeit, welcher an keiner Positionvom Istwert der Geschwindigkeit übertroffen werden darf (siehe hierzu Fig. 4).Thecontrol device 1 shown in FIG. 2 first receives a force signal from theforce measuring device 2 and a position signal from theposition measuring device 4. Thecontrol device 1, theforce measuring device 2 and theposition measuring device 4 can be designed in an analog, digital, partially analog and partially digital manner , In the example shown, the analogforce measuring device 2 supplies an analog measurement signal to theanalog input 18. This transmits the measurement signal to thesetpoint calculation device 7 and to thecomparator 19. The position signal generated by the position measuring device 4 (for example, a sine-cosine encoder or incremental encoder) is fed to the actual-value calculation device 8. In this, the current actual position x_I and the actual speed as well as the current actual value of the acceleration or deceleration of the drawer are calculated from the position signal. The actual value of the speed and the acceleration can be calculated, for example, by single or double derivation of the actual value of the position over time. All three actual values calculated in this way are supplied to thecontroller module 9 and to the speedsetpoint calculation device 11. The latter uses this to calculate the setpoint of the speed for each position, which must not be exceeded by the actual value of the speed at any position (see Fig. 4).

Der Komparator 19 erhält sowohl Informationen über die momentaneIstgeschwindigkeit als auch das Kraftsignal, welches die Information über die äußerlichan die Schublade momentan angelegten Kräfte beinhaltet. Der Komparator 19berechnet hierbei ein Signal, das dem Regelmodul 9 mitteilt, ob Druck oder Zug aufdas bewegbare Möbelteil bzw. die Schublade ausgeübt wird. DieSollwertberechnungseinrichtung 7 berechnet aus dem Kraftsignal den Sollwert derBeschleunigung der Schublade. Hierbei werden im allgemeinen sowohl dieReibungskräfte, welche beim Öffnen oder Schließen auf die Schublade bzw. dasbewegbare Möbelteil wirken, als auch die Haftkräfte, welche nur in den Endpositionenauf die Schublade bzw. das bewegbare Möbelteil wirken, berücksichtigt. Ziel derBerechnung ist es, einen Sollwert der Beschleunigung bzw. Verzögerung zurVerfügung zu stellen, der der Beschleunigung bzw. Verzögerung einer leerenSchublade bzw. eines leeren bewegbaren Möbelteils bei den gemessenen äußerlichanliegenden Kräften gleichkommt. Dies kann sowohl durch eine Berechnung als auchmittels einer digitalen Tabelle, in der gemessene Beschleunigungen bzw.Verzögerungen des leeren Möbelteiles in Abhängigkeit der gemessenen von außen an dieses angelegten Kräfte gespeichert sind, realisiert werden. Im Falle einesnichtgefüllten Möbelteils entspricht der Sollwert der Beschleunigung vorzugsweise demBeschleunigungswert, welcher sich ohne zusätzliche Unterstützung der Antriebseinheitdurch die äußerlich angelegten Kräfte ergeben würde. Im Falle eines gefülltenMöbelteils ist der Sollwert der Beschleunigung in der Weise berechnet, dass die durchdie Befüllung zusätzlich aufzuwendenden Kräfte zum Öffnen oder Schließen durch dieAntriebseinheit kompensiert werden. Die - wie oben geschildert - berechneten Wertewerden dem Regelmodul 9 zugeführt. Im Regelmodul 9 wird ein Steuerbefehl erzeugt,welcher der Anpassung des Istwertes der Beschleunigung oder Verzögerung an denSollwert der Beschleunigung oder Verzögerung dient. Hierbei wird darüber hinausüberwacht, dass der Istwert der Geschwindigkeit an keiner Position des bewegbarenMöbelteils 3 den Sollwert der Geschwindigkeit überschreitet. Alternativ zumIstwert/Sollwert Abgleich der Beschleunigung kann im Regelmodul 9 auch vorgesehensein, dass die gemessene äußerlich an das bewegbare Möbelteil 3 angelegte Kraftdurch eine entsprechende Beschleunigung oder Verzögerung auf 0 abgeglichen wird.Der so berechnete Steuerbefehl wird dem Antriebseinheitsregler 10 zugeführt. Dieserkann z.B. als Servomotor-Regelmodul, vozugsweise mit kaskadiertem Lageregler,Geschwindigkeitsregler und Stromregler ausgebildet sein und dient der Ansteuerungdes Motors bzw. Servomotors 6 der Antriebseinheit 5. Das hierzu notwendigeAnsteuersignal kann z.B. ein pulsweitenmodulierter Strom, wie beim Stand der Technikfür Servoregler bekannt, sein. Die in Fig. 2 gezeigte Regeleinrichtung 1 ist hierbei nureine mögliche Ausführungsvariante eines Regelverfahrens für die erfindungsgemäßeAnordnung. Die in Fig. 2 schematisch dargestellten Komponenten können sowohl alsein integriertes Bauelement als auch als eine Anordnung verschiedener separaterKomponenten ausgebildet sein.Thecomparator 19 receives information about the currentActual speed as well as the force signal, which is the information on the outsideforces currently applied to the drawer. Thecomparator 19calculates a signal that tells thecontrol module 9 whether pressure or tension is onthe movable furniture part or the drawer is exercised. TheSetpoint calculation device 7 calculates the setpoint value from the force signalAccelerating the drawer. In general, bothFrictional forces, which when opening or closing the drawer or theMovable furniture part act, as well as the adhesive forces, which are only in the end positionsact on the drawer or the movable furniture part, taken into account. goal ofThe calculation is to set a target value for the acceleration or decelerationTo provide the acceleration or deceleration of an empty oneDrawer or an empty movable piece of furniture with the measured externallyequal forces. This can be done both through a calculation as wellusing a digital table in which measured accelerations orDelays of the empty furniture part depending on the measured from the outsidethis applied forces are stored, can be realized. in case of aunfilled furniture part preferably corresponds to the target value of the accelerationAcceleration value, which is without additional support from the drive unitwould result from the external forces. In the case of a filled oneFurniture part is the setpoint of acceleration calculated in such a way that bythe filling additional forces to open or close by theDrive unit can be compensated. The values calculated as described aboveare fed to thecontrol module 9. A control command is generated in thecontrol module 9,which the adaptation of the actual value of the acceleration or deceleration to theSetpoint used for acceleration or deceleration. This is beyondmonitors that the actual value of the speed at no position of themovableFurniture part 3 exceeds the setpoint speed. Alternatively toActual value / setpoint adjustment of the acceleration can also be provided in thecontrol module 9be that the measured force applied externally to themovable furniture part 3is adjusted to 0 by an appropriate acceleration or deceleration.The control command thus calculated is fed to thedrive unit controller 10. Thiscan e.g. as a servo motor control module, preferably with a cascaded position controller,Speed controller and current controller should be designed and used for controlof the motor orservo motor 6 of thedrive unit 5. The necessary for thisControl signal can e.g. a pulse width modulated current, as in the prior artknown for servo drives. Thecontrol device 1 shown in FIG. 2 is only herea possible embodiment variant of a control method for the inventionArrangement. The components shown schematically in Fig. 2 can be bothan integrated component as well as an arrangement of various separateComponents be formed.

Die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung dientsowohl der Unterstützung der Schließ- als auch der Öffnungsbewegung desbewegbaren Möbelteils. Beim Schließvorgang ergeben sich dieBeschleunigungsphasen und Verzögerungsphasen in entsprechender Weise wie beimÖffnungsvorgang. Die Verzögerungsphase kann jedoch so erfolgen, dass derServounterstützungseffekt ab einer benutzerdefinierten Position deaktiviert wird undder bewegbare Möbelteil sich mit immer gleichen kinematischen Parametern in dieEndlage bewegt (Zwangsführung).The device according to the invention shown schematically in FIGS. 1 and 2 servessupporting both the closing and opening movements of themovable furniture part. When closing, the resultAcceleration phases and deceleration phases in the same way as forOpening process. However, the delay phase can be such that theServo assist effect is disabled from a custom position andthe movable furniture part with the same kinematic parametersEnd position moved (forced guidance).

In Fig. 3 sind in einem beliebig herausgegriffenen Rechenbeispiel die Kräfte einestypischen Öffnungsvorgangs für eine leere (durchgezogene Linie) und eine gefüllte(gestrichelte Linie) Schublade dargestellt. Um eine Beschleunigung und eineVerzögerung von jeweils 1m/s² für die Schublade zu erreichen, ist im Fall derunbeladenen Schublade 3 eine externe Betätigungskraft 20 von 8 N zurBeschleunigung bzw. eine Betätigungskraft von 2 N zur Verzögerung notwendig(durchgezogene Linie). Um bei gefüllter Schublade die gleichen Beschleunigungs- undVerzögerungswerte für eine gefüllte Schublade zu erreichen, ist ohneServounterstützung eine externe Betätigungskraft von 53 N zur Beschleunigung bzw.von 47 N zur Verzögerung notwendig (strichlierte Linie). Diesem in Fig. 3 gezeigtenRechenbeispiel sind eine gleichbleibende Reibungskraft von 3 N, eine nichtvorhandene Zuhaltekraft des Führungssystems von 0 N, eine gewünschteBeschleunigung/Verzögerung der Lade von 1 m/s² und eine Eigenmasse derSchublade von 5 kg zugrunde gelegt. Die Masse des Füllgutes beträgt 45 kg.3 shows the forces of a typical opening process for an empty (solid line) and a filled (dashed line) drawer in an arbitrarily selected calculation example. In order to achieve an acceleration and a deceleration of 1m / s² for the drawer, in the case of the unloadeddrawer 3 anexternal actuation force 20 of 8 N for acceleration or an actuation force of 2 N for deceleration is necessary (solid line). To achieve the same acceleration and deceleration values for a filled drawer when the drawer is full, an external actuation force of 53 N for acceleration or 47 N for deceleration is required without servo assistance (dashed line). This calculation example shown in FIG. 3 is based on a constant frictional force of 3 N, a non-existing locking force of the guide system of 0 N, a desired acceleration / deceleration of the drawer of 1 m / s² and a dead weight of the drawer of 5 kg. The mass of the filling material is 45 kg.

Durch die in Fig. 1 und 2 illustrierte erfindungsgemäße Anordnung verhält sich dieSchublade jedoch wie ein unbeladenes System (durchgezogene Linie), da dieäußerlich angreifende Betätigungskraft 20 direkt in einen Sollwert der Beschleunigungfür die Antriebseinheit umgerechnet wird. Hierdurch wird erreicht, dass bereits bei 8 NBetätigungskraft 20 die gefüllte Schublade 3 durch Unterstützung ebenfalls eineBeschleunigung bzw. eine Verzögerung von 1 m/s² erfährt. Ohne diese Unterstützungdurch die Antriebseinheit 5 würde die gefüllte Schublade bei den im oben angeführtenBerechnungsbeispiel zugrundegelegten Werten lediglich eine Beschleunigung von 0,1m/s² erfahren, wenn sie mit einer Betätigungskraft von 8 N beschleunigt bzw. verzögertwürde. Im in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist die äußerlich angelegte BetätigungskraftF_B in Abhängigkeit der Istposition x_I der Schublade aufgetragen.Due to the arrangement according to the invention illustrated in FIGS. 1 and 2, however, the drawer behaves like an unloaded system (solid line), since the externally acting actuatingforce 20 is converted directly into a target value for the acceleration for the drive unit. This ensures that the filleddrawer 3 also experiences an acceleration or a deceleration of 1 m / s² at 8N actuating force 20. Without this support from thedrive unit 5, the filled drawer would only experience an acceleration of 0.1 m / s² with the values used in the above calculation example if it were accelerated or decelerated with an actuating force of 8 N. In the example shown in FIG. 3, the externally applied actuating force F_{B is} plotted as a function of the actual position x_{I of} the drawer.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer für einen bestimmten Bewegungszustand desbewegbaren Möbelteils berechneten Kurve des Sollwertes V_S der Geschwindigkeit.Diese so berechnete Sollwertkurve dient der Regeleinrichtung 1 dazu, sicherzustellen,dass das bewegbare Möbelteil in den Endlagen (0 oder x_M) zum Stillstand kommt undsomit keine Fehlbedienung möglich ist. Beim Öffnen oder Schließen wird die in Fig. 4dargestellte Rampe so berechnet, dass die maximal erreichbare Geschwindigkeit abeiner bestimmten Position linear auf Null abnimmt. Alternativ zur Berechnung des Sollwertes der Geschwindigkeit kann auch vorgesehen sein, dass entsprechendeSollwertkurven vorzugsweise digital abgespeichert sind.FIG. 4 shows an example of a curve of the target value V_{S of} the speed calculated for a specific movement state of the movable furniture part. This setpoint curve calculated in this way is used by thecontrol device 1 to ensure that the movable furniture part comes to a standstill in the end positions (0 or x_M ) and thus incorrect operation is not possible. When opening or closing, the ramp shown in FIG. 4 is calculated so that the maximum achievable speed decreases linearly to zero from a certain position. As an alternative to calculating the setpoint value of the speed, it can also be provided that corresponding setpoint value curves are preferably stored digitally.

Zusätzlich kann eine Schaltschwelle beim Regelvorgang vorgesehen sein, wobei,wenn die Betätigungskraft 20 in Richtung 20 oder 21 kleiner als die Schaltschwelle ist,das bewegbare Möbelteil mit einem benutzerdefinierten Verzögerungswert verzögertwird. Diese Schaltschwelle kann z.B. aus der Reibungskraft des leeren bewegbarenMöbelteils errechnet, jedoch auch mittels anderer Gesichtspunkte ermittelt werden.Insgesamt sorgt die Regeleinrichtung 1 dafür, dass die Höchstgeschwindigkeit desbewegbaren Möbelteils an jeder Position immer kleiner oder gleich dem Sollwert V_S derGeschwindigkeit ist.In addition, a switching threshold can be provided during the control process, wherein if the actuatingforce 20 in thedirection 20 or 21 is smaller than the switching threshold, the movable furniture part is decelerated with a user-defined delay value. This switching threshold can be calculated, for example, from the frictional force of the empty, movable furniture part, but can also be determined using other criteria. Overall, thecontrol device 1 ensures that the maximum speed of the movable furniture part at any position is always less than or equal to the setpoint value V_{S of} the speed.

Claims (11)

Translated fromGerman

Anordnung mit einem bewegbaren Möbelteil, insbesondere mit einer Schublade,oder dergleichen, mit einer Antriebseinheit und mit einer Regeleinrichtung zurRegelung der Antriebseinheit,dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine,vorzugsweise analoge, Kraftmesseinrichtung (2) aufweist, wobei dieKraftmesseinrichtung (2) ein für von außen an das bewegbare Möbelteil (3)angelegte Kräfte (20, 21) charakteristisches Kraftsignal erzeugt, welches derRegeleinrichtung (1) zuführbar ist.Arrangement with a movable furniture part, in particular with a drawer or the like, with a drive unit and with a regulating device for regulating the drive unit,characterized in that the arrangement has a, preferably analog, force measuring device (2), the force measuring device (2) being a Generates a characteristic force signal for forces (20, 21) applied to the movable furniture part (3) from the outside, which force signal can be fed to the control device (1).Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftsignalsowohl die Information über den Betrag als auch über die Richtung, vorzugsweiseüber die Richtungskomponente parallel zur Auszugsrichtung des bewegbarenMöbelteils (3) der von außen an das bewegbare Möbelteil (3) angelegten Kräfte(20) beinhaltet.Arrangement according to claim 1,characterized in that the force signal not only provides information about the amount but also about the direction, preferably about the directional component parallel to the direction of extension of the movable furniture part (3) of the forces (20) applied to the movable furniture part (3) from the outside ) includes.Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestenseine Positionsmesseinrichtung (4) aufweist, welche ein für den Öffnungszustanddes bewegbaren Möbelteils (3) charakteristisches und der Regeleinrichtung (1)zuführbares Positionssignal erzeugt.Arrangement according to claim 1 or 2,characterized in that it has at least one position measuring device (4) which generates a position signal which is characteristic of the opening state of the movable furniture part (3) and which can be supplied to the control device (1).Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, dass dieAntriebseinheit (5) einen elektrischen Motor (6), vorzugsweise einen Servomotor,aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 3,characterized in that the drive unit (5) has an electric motor (6), preferably a servo motor.Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, dass dieRegeleinrichtung (1) eine Sollwertberechnungseinrichtung (7) aufweist, welche ausdem von der Kraftmesseinrichtung (2) erzeugten Kraftsignal einen Sollwert für dieBeschleunigung oder die Verzögerung des bewegbaren Möbelteils (3) berechnet.Arrangement according to one of Claims 1 to 4,characterized in that the control device (1) has a setpoint calculation device (7) which, from the force signal generated by the force measuring device (2), has a setpoint value for the acceleration or deceleration of the movable furniture part (3) calculated.Anordnung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für dieBeschleunigung oder die Verzögerung vom Beladungszustand des bewegbarenMöbelteils (3) unabhängig ist.Arrangement according to claim 5,characterized in that the target value for the acceleration or deceleration is independent of the loading state of the movable furniture part (3).Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,dadurch gekennzeichnet, dass dieRegeleinrichtung (1) eine Istwertberechnungseinrichtung (8) aufweist, welche ausdem von der Positionsmesseinrichtung (4) erzeugten Positionssignal, diemomentane Istposition und/oder die momentane Istgeschwindigkeit und/oder denmomentanen Istwert der Beschleunigung oder Verzögerung des bewegbarenMöbelteils (3) als Funktion der gemessenen Position berechnet.Arrangement according to one of claims 3 to 6,characterized in that the control device (1) has an actual value calculation device (8) which, from the position signal generated by the position measuring device (4), the current actual position and / or the current actual speed and / or the instantaneous actual value of the acceleration or deceleration of the movable furniture part (3) calculated as a function of the measured position.Anordnung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung(1) ein Regelmodul (9) aufweist, welches den Istwert der Beschleunigung oderVerzögerung an den Sollwert der Beschleunigung oder Verzögerung durchWeitergabe eines Regelsignals an einen Antriebseinheitregler (10) anpaßt, wobeider Antriebseinheitregler (10) die Antriebseinheit (5) ansteuert.Arrangement according to Claim 7,characterized in that the control device (1) has a control module (9) which adjusts the actual value of the acceleration or deceleration to the setpoint value of the acceleration or deceleration by passing on a control signal to a drive unit controller (10), the drive unit controller (10) controls the drive unit (5).Anordnung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung(1) eine Geschwindigkeitsollwertberechnungseinrichtung (11) aufweist, welcheeinen von der Istposition abhängigen Sollwert der Geschwindigkeit berechnet,wobei das Regelmodul (9) dem Antriebseinheitregler (10) einen Steuerbefehl zurVerringerung des Istwertes der Beschleunigung oder zur Erhöhung des Istwertesder Verzögerung zusendet, wenn der Istwert der Geschwindigkeit den Sollwert derGeschwindigkeit für die momentane Position überschreitet.Arrangement according to Claim 8,characterized in that the control device (1) has a speed setpoint calculation device (11) which calculates a setpoint value of the speed which is dependent on the actual position, the control module (9) giving the drive unit controller (10) a control command to reduce the actual value of the Acceleration or to increase the actual value of the deceleration when the actual value of the speed exceeds the setpoint of the speed for the current position.Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, dass dieKraftmesseinrichtung (2) zwischen einem Frontpaneel (15) und einem daran direktanschließenden Teil des bewegbaren Möbelteils (3) angeordnet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 9,characterized in that the force measuring device (2) is arranged between a front panel (15) and a part of the movable furniture part (3) directly adjoining it.Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, dass dieKraftmesseinrichtung (2) zwischen einem Frontpaneel (15) und der Antriebseinheit(5), vorzugsweise im Motor (6), angeordnet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 9,characterized in that the force measuring device (2) is arranged between a front panel (15) and the drive unit (5), preferably in the motor (6).

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