Hinweis auf verwandte Dokumente

Dieses Dokument beansprucht die Priorität der Schweizerischen Patentanmeldung Nr. 0198/19, eingereicht am 15. Februar 2019, deren gesamten Inhalt hiermit durch Bezug aufgenommen wird.

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein modulares Möbelsys- tem gemäss Anspruch 1.

Hintergrund

Möbelsysteme mit verschiebbaren Möbelmodulen sind bekannt. Beispielsweise wurden modulare Rollregale als sogenannte Kompaktusanlagen zur Aufbewahrung von Akten entwickelt. Dabei sind mehrere Module hintereinander ange- ordnet. Um an die Akten eines Moduls zu gelangen, werden die Module manuell verschoben bis ein Zugangsraum zwischen dem interessierenden Modul und dem benachbarten Modul ent- steht. Dieses Konzept wurde ferner auf Wohneinheiten über- tragen, bei den Möbelmodule vorkonfiguriert sind und durch Verschieben der einzelnen Module verschiedene Zwischen- räume geschaffen werden können, die dem einen oder dem anderen Zweck dienen, z.B. ein Wohnraum oder ein Schlaf- raum. Aufgrund des Komforts wurden Lösungen entwickelt, bei denen die Möbelmodule elektrisch verfahrbar sind.

Solche modularen Möbelsysteme sind mit dem Au- genmerk entwickelt worden, Platz zu sparen, bzw. einen Raum optimal zu nutzen. Eine Herausforderung dabei ist die An- passung des Möbelsystems an die verschiedenen Raumkonfigu- rationen bzw. Raumaufbau. Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten modularen Möbelsystems.

Die Aufgabe wird mit einem modularen Möbelsys- tem mit mindestens zwei in einem Raum elektrisch und unab- hängig voneinander verfahrbaren Möbelmodulen. Jedes Möbel- modul umfasst einen eigenen, von einem Steuerungsrechner des MöbelSystems gesteuerten Motor. Für das modulare Mö- belsystem ist ein elektrischer Linearantrieb mit einem an einer Wand des Raums befestigten ersten Antriebselement und einem an jedem Möbelmodul befestigten zweiten Antrieb- selement vorgesehen. Das erste Antriebselement wirkt mit dem zweiten Antriebselement zusammen, so dass jedes Möbel- modul individuell mittels des Linearantriebs in Zusammen- wirkung mit dem eigenen Motor verfahrbar ist. Das modulare Möbelsystem umfasst weiter ein Schienensystem zur Stützung der Möbelmodule, das an einer Wand des Raums angeordnet ist. Beim Verfahren eines Möbelmoduls liegt ein Stützele- ment des Möbelmoduls auf dem Schienensystem auf.

Das vorliegende System hat den Vorteil dass die Führung der Möbelmodule wandseitig erfolgt. Es müssen also keine Führungsnuten im Boden eingelassen sein, um die Mö- belmodule geführt zu verfahren, was den Aufbauaufwand re- duziert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwen- dungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An- sprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Dar- stellung des erfindungsgemässen Möbelsystems, und

Fig. 2 eine schematische Schaltdarstellung des erfindungsgemässen Möbelsystems aus Fig. 1. Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig . 1 stellt perspektivisch ein erfindungsge- mässes Möbelsystem 1 dar. Das modulare Möbelsystem 1 hat mehrere in einem Raum elektrisch und unabhängig voneinander verfahrbare Möbelmodule 2, von den in der Figur aus Über- sichtlichkeitsgründen nur ein Modul 2 gezeigt ist. Ein weiteres Modul 2 würde auf der Abstützunterlage oder Un- terbau 16a angeordnet sein, es ist jedoch nicht gezeigt, um die hinten angeordneten Elemente des Moduls sichtbar zu machen. Im vorliegenden Kontext bedeutet der Begriff „hin- ten" zur Wand 15a hin.

Wie erwähnt umfasst jedes Möbelmodul 2 einen eigenen, von einem Steuerungsrechner 10 des Möbelsystems 1 gesteuerten Motor 8. Für das modulare Möbelsystem 1 ist ein elektrischer Linearantrieb mit einem entlang der Wand 15a des Raums befestigten ersten Antriebselement 3a und einem an jedem Möbelmodul 2 befestigten zweiten Antrieb- selement 3b vorgesehen. Es wird angemerkt dass im vorlie- genden Dokument der Linearantrieb als Antriebsstrang und der Motor als die antreibende Kraft verstanden werden. Das erste Antriebselement 3a wirkt mit dem zweiten Antrieb- selement 3b zusammen, so dass jedes Möbelmodul 2 individu- ell mittels des Linearantriebs in Zusammenwirkung mit dem eigenen Motor 8 verfahrbar ist. Der Steuerungsrechner weist für die Steuerung einer Geschwindigkeit jedes Möbelmoduls 2 einen Motorcontroller 12 und einen mit dem Motor 8 ge- koppelten ersten Encoder 9 zur Regelung einer Drehzahl des Motors 8 auf. Der Motorcontroller 12 ist mit dem ersten Encoder 9, welcher vorzugsweise ein Encoder mit zwei Hall- Sensoren ist, elektrisch verbunden. Der Motorcontroller 12 erfüllt die Zertifizierung für Norm IEC 60335-1 in der am Anmeldetag dieser Anmeldung gültigen Fassung. Der Motor- controller 12 hat ferner Schnittstellen für Encoder mit zwei Hall-Sensoren.

Das erste Antriebselement 3a ist in einer be- vorzugten Ausführungsform eine Zahnstange 3a und das zweite Antriebselement 3b ein Ritzel 3b, der mit der Zahnstange 3a in Eingriff steht. Dabei wird bevorzugt eine Evolven- tenverzahnung verwendet, da diese leise, robust und einfach herzustellen ist. Zum Verfahren des Möbelmoduls 2 ist der Ritzel 3b mit dem Motor gekoppelt.

In einer weiteren, nicht gezeigten Ausfüh- rungsform kann der Linearantrieb ein Spindelantrieb mit einer entlang der Wand montierten Spindel sein.

In einer weiteren, nicht gezeigten Alternative kann der Linearantrieb als Direktantrieb ausgestaltet sein.

Zwischen Linearantrieb und Motor 8 ist ein Ge- triebe 7 vorgesehen. Bevorzugt wird hier ein Planetenge- triebe verwendet, da dieser den Vorteil hat, dass er leise ist, was für die Anwendung in einem bewohnten Raum, in dem Getriebegeräusche als störend empfunden werden, besonders wichtig ist. Ein Direktantrieb kann aber auch zur Anwendung kommen, so dass kein Getriebe notwendig ist. Weiter ist zwischen Linearantrieb und Motor 8 eine mechanische Kraft- begrenzung, insbesondere eine Drehmomentbegrenzung, insbe- sondere eine Rutschkupplung, zwischengeschaltet. Die me- chanische Kraftbegrenzung ist derart ausgestaltet, dass sie die Verbindung zwischen Motor 8 und Linearantrieb trennt, sobald ein vordefiniertes Drehmoment anliegt. Diese Sicherheitskupplung trägt dem Umstand Rechnung, dass sich beispielsweise ein Benutzer zwischen zwei benachbar- ten Modulen 2 befindet, während diese aufeinander zu bewegt werden. Sobald ein Modul auf ein Hindernis trifft, kommt die Rutschkupplung zum Einsatz, die den Motor 8 vom Line- arantrieb trennt. Dabei kann die Kraftgrenze, bei der die Kupplung auslösen soll, mechanisch eingestellt. Jedenfalls wird hier ein Wert eingestellt, bei dem keine ernsthaften Verletzungen der Bedienperson auftreten können und der den geltenden Sicherheitsbestimmungen entspricht. Der Steue- rungsrechner 10 ist zur Erkennung einer Trennung der Ver- bindung zwischen Linearantrieb und Motor 8 mittels der me- chanischen Kraftbegrenzung 6 derart ausgestaltet, dass er kontinuierlich oder in vordefinierten Zeitintervallen die Drehzahl des Motors 8 mit dem Positionssignal des zweiten Encoders vergleicht und überprüft ob eine Abweichung über einem vordefinierten Schwellwert liegt. Hat sich die Posi- tion nicht oder nur geringfügig geändert und dreht der Motor (im Leerlauf) weiter, so kann dies vom Steuerungs- rechner 10 als Entkopplung des Motors 8 vom Linearantrieb gedeutet werden. Als Reaktion kann der Steuerungsrechner den Motor 8 abschalten und die von der Positionserkennung gelieferte Stillstandposition speichern.

Die Positionserkennung wird mit einem System zur absoluten Wegmessung durchgeführt . Dafür ist im modu- laren Möbelsystem 1 für jedes Modul ein Seilzugsensorsystem vorgesehen, welches einen an einem fixen Referenzpunkt be- festigtes Seil umfasst. Ferner umfasst es an jedem Möbel- modul 2 einen mit dem Seil zusammenwirkenden Seilzugsensor mit einem zweiten Encoder zur Ausgabe eines Positionssig- nals, das sich aus dem Ab- bzw. Aufrollen des Seils während der Bewegung des Moduls 2 ergibt.

Die Beschleunigung ist innerhalb gewisser Grenzen einstellbar; die Schranken der Wahl der Beschleu- nigung sind durch das Auslösedrehmoment der Rutschkupplung gegeben, d.h. das Beschleunigungsdrehmoment muss unter dem Auslösedrehmoment der Rutschkupplung liegen. Im Falle der Auslösung der Rutschkupplung aufgrund eines Hindernisses wird beim nächsten Anfahren des Moduls eine tiefe lineare Beschleunigung durchgeführt, bis eine Verschiebung des Mo- duls 2 mittels des Positionssensors detektiert wird (Ein- rasten der Rutschkupplung) .

Beim Bremsen eines Moduls 2 wird zwischen einem normalen Bremsvorgang und einem Notbremsvorgang unter- schieden. Der Steuerungsrechner 10 macht diese Unterschei- dung basierend auf bestimmte Signale die er empfängt . Wurde ein Notstopp vom Benutzer initiiert, so wird das Modul 2 um ein Vielfaches schneller gebremst, als bei einem norma- len Stoppvorgang beim Verstellen des Moduls 2. Im Falle dieses Sicherheitsbremsprofils wird nach der Detektion der Notstoppbedingung ausgelöst, wobei das Modul innerhalb ei- ner kurzen Strecke zum Halten kommen muss. Daher wird in diesem Fall vorzugsweise aktiv gebremst. Beim normalen Bremsvorgang wird die Bremsung unmittelbar nach Detektion einer entsprechenden Bedingung angestossen, wobei linear auf 0 cm/s gebremst wird. Selbstverständlich sind die Be- schleunigungs- und Bremswerte einstellbar und können je nach zu hinterlegenden Strecken für das Modul 2 und je nach Modulgewicht angepasst werden.

Weiter ist ein Schienensystem 4a zur Stützung der Möbelmodule 2 vorgesehen, das an einer Wand des Raums angeordnet ist. Beim Verfahren eines Möbelmoduls 2 liegt ein Stützelement 4b des Möbelmoduls 2 auf dem Schienensys- tem 4a auf.

Zwischen den Modulen ist immer ein Sicherheits- abstand vorgesehen. Einerseits ist dadurch sichergestellt dass z.B. Finger nicht eingeklemmt werden können, die wegen der geringen Gegenkraft von der Rutschkupplung eventuell nicht als Hindernis detektierbar wären. Andererseits wird dadurch vermieden dass zwei benachbarte Module aneinander- stossen und sich möglicherweise gegenseitig beschädigen.

Die Schiene 4a des Schienensystems ist vor- zugsweise als Linear-Wälzlager ausgestaltet und im Wesent- lichen parallel zum Raumboden 15b angeordnet. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Kugelumlauf-Linearführung. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da sie ein leichte- res Gleiten des Stützelements 4a erlaubt und vergleichs- weise leise ist. Da das Möbelmodul 2, das mittels des Stüt- zelements 4b auf der Schiene getragen wird, schwer ist, ist das Möbelmodul 2 zusätzlich auf der Abstützunterlage 16a, die mit dem Stützelement 4b fest verbunden oder ein- stückig ist, abgestützt. Die Abstützunterlage 16a ruht ih- rerseits mittels mindestens einer Rolle 16b auf dem Boden 15b. Vorzugsweise ist diese Rolle 16b am Möbelmodul 2 ge- genüber dem Schienensystem 4a angeordnet. Es könnten aber auch mehrere Rollen vorgesehen sein, beispielsweise an den dem Schienensystem gegenüberliegenden Ecken der Abstützun- terlage 16a. Durch den Einsatz von Rollen 16b wird das Gewicht des Moduls 2 besser auf entgegengesetzte Bereiche des aus Abstützunterlage 16a und Stützelement 4b gebildeten Abstützsystems verteilt und somit eine höhere Stabilität erreicht . An dieser Stelle wird auch der oben genannte zentraler Vorteil des Möbelsystems 1 klar: da der Antrieb des Möbelsystems wandseitig angeordnet ist und nur an ei- nigen Punkten im Boden verankert ist, vereinfacht sich der Aufbau des Möbelsystems 1: es müssen wie bereits erwähnt keine durchgehenden, langen Führungsnuten im Boden einge- lassen sein, um die Möbelmodule geführt zu verfahren. Das ist vorteilhaft, da Boden aus einer Vielzahl von Materia- lien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften bestehen können, die unterschiedlich berücksichtigt werden müssten. Auch eine allfällige Bodenheizung muss im vorlie- genden Fall nicht berücksichtigt werden. Ferner stellen Bodenwellen beim vorliegenden Möbelsystem 1 ein kleineres Problem dar, da lediglich die genannten Rollen 16b auf dem Boden 15b rollen. Die Rolle 16b aus einem geeigneten Gummi hergestellt werden, der einerseits eine Federwirkung hat und andererseits den Boden im Gegensatz zu härteren Mate- rialien schont.

Bevorzugt umfasst jedes Möbelmodul 2 einen optoelektronischen Sensor 13a, insbesondere ein Lichtgit- ter 13b, zur Detektion eines Hindernisses beim Verfahren des Möbelmoduls 2. Der optoelektronische Sensor 13a umfasst mindestens eine Lichtquelle und mindestens einen Empfänger und ist zur Abdeckung der gesamten Breite des Möbelmoduls 2 ausgelegt, was in Fig. 1 durch die divergierenden Linien

13b illustriert ist. Dabei ragen die Lichtquelle und der Empfänger von einer Front- oder Rückseite des Möbelmoduls 2 weg und sind jeweils mittels einer (nicht gezeigten) Feder gehalten, so dass sie beim Kollidieren mit einem Objekt bzw. beim Zusammenführen mit einem benachbarten Mo- dul entgegen der Federkraft in eine dafür vorgesehene Ni- sche eindrückbar sind und nicht mehr aus dem Möbelmodul 2 hinausragen, was ebenfalls eine Detektion auslöst. Die Ni- sche für den optoelektronischen Sensor 13a ist in Fig. 1 durch die Aussparung hinter dem mit 13a gekennzeichneten Balken gezeigt. Ergänzend zum optoelektronischen Sensor ist für jedes Möbelmodul 2 mindestens ein Drucksensor 13c vorgesehen. Der Drucksensor 13c kann z.B. ein Drucktaster oder Druckschalter sein und ist im Bereich der einen, vor- zugsweise der beiden in hin und zurück Fahrtrichtung gese- hen vorderen Kante bzw. Kanten der Abstützunterlage 16a angeordnet. In Ausführungsformen des Möbelmoduls sind meh- rere Drucksensoren entlang der Kante oder Kanten verteilt. Mittels des Drucksensors oder der Drucksensoren ist beim Kollidieren des Möbelmoduls 2 mit einem bodennahen Objekt, das eventuell vom Lichtgitter des optoelektronischen Sen- sors nicht erfasst werden kann, eine Detektion auslösbar. Im Kontext des vorliegenden Textes bedeutet eine solche Detektion dass anschliessend ein Notstopp des fahrenden Möbelmoduls eingeleitet wird.

Es ist bevorzugt dass insbesondere bei einem Notstopp kein nachfolgendes Anfahren irgendeines Möbelmo- duls vom Steuerungsrechner erlaubt wird, bis die Notstopp- bedingung vom Benutzer aufgehoben wurde.

Die Antriebskomponenten und der optoelektroni- sche Sensor sind in einer Wandanbindung untergebracht, die als Blende für einen aufgeräumten optischen Eindruck sorgt, den Benutzer vor den bewegten Teilen des Möbelsystems 1 schützt und die Komponenten des Möbelsystems 1 vor Staub, usw. schützt.

Wie bereits erwähnt ist das Möbelsystem 1 elektrisch angetrieben. Im Falle einer Unterbrechung der Stromversorgung bzw. in einem Fehlerfall lässt sich jedes Möbelmodul 2 auch einzeln manuell steuern. Dazu lässt sich an jedem Möbelmodul 2 eine mechanische Kurbel koppeln, mittels welcher das Möbelmodul 2 manuell durch Drehen der Kurbel verfahrbar ist (nicht gezeigt) .

Fig . 2 zeigt eine schematische Schaltdarstel- lung des erfindungsgemässen Möbelsystems 1 aus Fig. 1 in einer typischen Konfiguration, integriert in einer Woh- nung. Das Möbelsystem 1 umfasst mehrere Möbelmodule 2; ein Büro 2a, einen Schrank 2b und ein Bett 2c, die in x-Richtung hin und her bewegbar sind. Ferner sind in der Wohnung nicht verschiebbar eine Küche 2e und ein Bad 2d vorgesehen. Wei- ter kann im Bereich vor den Modulen ein Wohnzimmer vorge- sehen sein. Es wird bemerkt, dass auch nur zwei Möbelmodule vorgesehen sein können, beispielsweise ein Bettmodul und ein Schrankmodul . Wie in der Figur ersichtlich kann für eine maximale Platzausnutzung das Büro 2a an die Küche 2e gefahren werden, um mehr Büroplatz zu bekommen. Umgekehrt kann das Büro 2a nach rechts gefahren werden, so dass die Küche zugänglich wird. Mit anderen Worten schafft das vor- liegenden MöbelSystem nicht nur Platz zwischen den eigenen Modulen, sondern es kann so positioniert werden, dass zu- sätzliche, mit festen Wohnungsbestandteilen zusammenhän- gende Räume auch modular verwendet werden können. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass z.B. eine Spüle und der Kühlschrank in jedem Betriebsmodus zugänglich sind.

Der modulare Aufbau funktioniert nun so, dass die Module 2a-2c nach links oder rechts mittels einer Be- dienungsschnittstelle 18 verfahren werden können. Wird beispielsweise das Bett 2c nach rechts verschoben und der Schrank nach links, entsteht ein Schlafzimmer mit Schrank- Zugang. Wird der Schrank nun nach rechts verschoben und das Büromodul nach links, so entsteht ein Büro und das Schrankmodul 2b liegt am Bettmodul an und ist nicht mehr zugänglich. Die Module selbst können in einer Vielzahl von Konfigurationen geliefert werden, z.B. als die genannten Standardmodule oder sie können den Wünschen des Kunden an- gepasst werden. Beispielsweise können in einem Modul ver- schiedene einklappbare oder kippbare Möbelelemente vorge- sehen sein, wie z.B. ein umklappbarer oder ausziehbarer Tisch im Büromodul 2a. Über die obengenannte Wandanbindung wird jedes Modul 2 über eine Netzanbindung 22 und einen Stromverteiler 21 mit Strom versorgt. Beispielsweise kön- nen dadurch Lampen, z.B. ein Lese- oder Arbeitslicht, oder andere elektrischen Geräte, wie z.B. ein TV-Gerät 17 un- tergebracht werden. Weiter können die Module so beschaffen sein, dass sie von beiden Seiten zugänglich sind, um die jeweilige Funktion in mehreren Konfigurationen nutzen zu können. In der Figur sind auch der Steuerungsrechner 10, der Linearantrieb, der Positionssensor 11 und der Motor 8 mit dem Motorcontroller 12 gezeigt. Ferner sind die elektrischen Verbindungen mit dem Steuerungsrechner und der Stromversorgung gezeigt. Dabei handelt es sich um Ver- bindungen für Signale zur Positionierung der Möbelmodule und um sicherheitsrelevante Signale, die z.B. mit allfäl- ligen Hindernissen beim Verfahren der Module 2 einhergehen. Dabei sind alle mit beweglichen Teilen verbundenen Signal- bzw. Stromkabel mittels einer Schleppkette geführt, so dass eine zuverlässige Verbindung gewährleistet wird und die Kabel kontrolliert geführt sind. Die Schleppkette 14 ist aus ästhetischen und Schutzgründen auch in der Wandanbin- dung angeordnet.

Das System umfasst weiter Steckdosen 20 und eine Netzwerkanbindung für den Benutzer. Die Netzwerkan- bindung ist einerseits dazu vorgesehen, dem Benutzer In- ternetzugriff zu ermöglichen und andererseits um das Mö- belsystem 1 selbst an das Internet anzuschliessen. Damit ist z.B. eine Ferndiagnose im Fehlerfall bequem zur Feh- lerermittlung abrufbar. Ferner kann dadurch das MöbelSys- tem vom Benutzer selbst ferngesteuert werden. Beispiels- weise kann der Benutzer mit seinem Smartphone bevor er nach Hause kommt eine bestimmte Möbelkonfiguration einstellen und diese an das Möbelsystem 1 schicken, welches daraufhin die Module entsprechend selbstständig verfährt. Dazu um- fasst der Steuerungsrechner 10 weiter ein Modul zur Verar- beitung von Benutzerdaten, die er von einer Benutzer- schnittstelle empfängt, unabhängig davon ob diese Daten von einem Ferngerät oder durch direkte Bedienung der Be- nutzerschnittstelle stammen. Der Steuerungsrechner umfasst ausser Software für die Steuerung der Möbelmodule 2 auch Software zur Änderung von Parametern und Einstellung ver- schiedener Grössen bzw. voreingestellter Benutzungspro- file. Dabei können die einzelnen Module nicht nur eigen- ständig mittels eines einzigen Knopfdrucks verfahren wer- den, sondern es ist auch möglich, Zwischenpositionen eines Moduls 2 anzusteuern, indem die entsprechende „Links-" oder „Rechtstaste" bis zur gewünschten Position gedrückt gehal- ten wird.

Das Möbelsystem 1 kann vorzugsweise auch in Hausautomationssystemen integriert werden, wobei zu diesem Zweck entsprechenden Schnittstellen am Steuerungsrechner 10 vorgesehen sind.

Die beweglichen Teile des Möbelsystems 1 sind soweit möglich von der Umgebung abgeschirmt, einerseits aus Sicherheitsgründen und andererseits aus Verschmut- zungsgründen. Überall wo es sinnvoll ist werden zu diesem Zweck beispielsweise Bürstendichtungen verwendet, die ei- nerseits den Schmutz von aussen abweisen und andererseits für die Abdichtung bewegter Teile geeignet ist. Insbeson- dere kann eine solche Dichtung an der Wandanbindung entlang der verstellbaren Länge für die beim Verfahren der Module mitgeführten Kabel, oder bei der Rolle 16b vorgesehen sein.

Das Möbelsystem kann wie erwähnt in bestehende Wohnungen integriert werden . Dabei wird so vorgegangen, dass zunächst das Schienensystem samt Antrieb und Unterbau 16a befestigt werden. Anschliessend werden die Möbelmodule

2 aufgebaut, wobei je nach Zugangsmöglichkeiten für die Wohnung die Module vorher fertig gebaut werden können oder in Teilen in die Wohnung transportiert und erst dann zu- sammengebaut werden. Danach wird das System an die notwen- digen Anschlüsse wie Strom, Fernsehen und evtl. Netzwerk, wenn kein WLAN vorhanden ist, angeschlossen. Schliesslich wird das Möbelsystem programmiert und getestet.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfin- düng beschrieben worden sind wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf anderen Weisen im Rahmen der nachfolgen- den Ansprüchen realisiert werden kann. Dabei beziehen sich in der Beschreibung verwendete Begriffe wie „bevorzugt", „insbesondere", „vorteilhaft", etc. nur auf optionale und beispielhafte Ausführungsformen.