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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur axialen Festlegung, mit
einem Bolzen oder einer Hohlwelle mit einer äußeren oder inneren radialen Nut,
sowie mit einer mit über
ihren Umfang verteilt nach innen oder außen ragenden Zungen versehenen
Sicherungseinrichtung, deren Zungen mit der Nut in lösbaren Eingriff
bringbar sind, wobei die zum Abziehen der Sicherungseinrichtung
erforderliche Axialkraft in Abhängigkeit
von deren Drehstellung relativ zum Bolzen oder der Bohrung der Hohlwelle
veränderbar
ist.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung,
welche der Festlegung eines Reserverades in einer Mulde des Kofferraums
eines Kraftfahrzeugs dient, wird in der Druckschrift
DE 295 04 407 U1 beschrieben.
Bei dieser Vorrichtung sind Federarme einer Haltescheibe mit ihren
Rastvorsprüngen
in Rastvertiefungen eines fahrzeugseitigen Bolzens einsetzbar. Die
kerbenartigen Rastvertiefungen sind, einander gegenüberliegend,
nur in einen Teilbereich der Radialfläche des Bolzens eingelassen,
während
die übrigen
radialen Flächenbereiche
ungekerbt sind. Durch Drehung der Haltescheibe in eine Position,
in welcher die Rastvorsprünge
auf dem ungekerbten Umfangsbereich aufliegen, kann die Haltescheibe
in eine Löseposition
gebracht und praktisch kraftlos vom Bolzen abgezogen werden.
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Aus
der Patentschrift
DE
199 04 713 C1 ist eine in einem Schaltgestänge angeordnete
Vorrichtung zur axialen Festlegung eines Bolzens bekannt. Der Bolzen
weist auf seinem Umfang eine radial umlaufende Nut mit rechteckigem
Querschnitt auf, in welche die nach innen gerichteten Zungen eines
Sicherungsrings eingreifen. Durch den Sicherungsring werden eine
auf den Bolzen geschobene Lagerbuchse und eine von dieser gelagerte
Elastomerbuchse axial festgelegt. Die Elastomerbuchse ist in einen
Hebel des Schaltgestänges
eingepreßt,
während
der Bolzen starr mit einem Schaltstangenkopf verbunden ist.
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Zum
Lösen der
axialen Festlegung wird mit einem speziellen Werkzeug (Seegerringzange)
in zwei Bohrungen eingegriffen, die sich an den Enden des nicht
vollständig
umlaufenden (und daher als Ringsegment ausgebildeten) Sicherungsrings
befinden. Das Werkzeug ist geeignet, den Sicherungsring aufzuspreizen,
bis dieser senkrecht zur Achse des Bolzens abgezogen werden kann.
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Diese
Ausbildung weist den Nachteil auf, dass zum Lösen ein spezielles Werkzeug
einzusetzen ist, dass nicht immer verfügbar ist. Ferner muß im Umfeld
der Sicherungseinrichtung ausreichend Raum vorhanden sein, um das
Werkzeug handhaben zu können.
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Die
Offenlegungsschrift
DE
100 50 528 A1 offenbart eine lösbare Kupplung, insbesondere
für eine
Armlehne, bei welcher ein bolzenförmiges, auf seiner Radialfläche mit
Ansätzen
versehenes Rastteil in ein Aufnahmeteil eingesetzt wird. Das Rastteil ist
endseitig mit einem axialverschieblichen Zentrierstift versehen,
der sich am Aufnahmeteil abstützt
und dabei mittels einer im Rastteil eingelassenen Druckfeder nach
außen
vorgespannt ist. Der Zentrierstift hält die Ansätze des Rastteil auf diese
Weise in Rastausnehmungen des Aufnahmeteils. Durch manuelles Einschieben
des Rastteils in das Aufnahmeteil und nachfolgendes Drehen der Bauteile
zueinander geraten die Ansätze
in Überdeckung
mit Durchgangsausnehmungen des Aufnahmeteils, welche eine gleichfalls
nahezu kraftlose axiale Entnahme des Rastteils ermöglichen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur axialen
Festlegung bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln werkzeuglos
lösbar
ist und Stellungen mit verschieden hohen axialen Lösekräften aufweist.
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Lösung
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Nut über
ihren Umfang verteilt Bereiche unterschiedlicher Flankenneigung
aufweist. Zum Lösen
der Verbindung ist also kein Werkzeug erforderlich, vielmehr werden
die Zungen durch Verdrehen relativ zur Nut in eine Stellung gebracht,
in welcher der Sicherungsring mit verringertem Kraftaufwand axial
abziehbar ist. Die Begriffe „Bolzen" und „Hohlwelle" umfassen im Sinne
dieser Erfindung alle Körper
entsprechender Geometrie unabhängig
davon, ob diese der Übertragung
eines Drehmoments dienen oder nicht.
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Vorzugsweise
ist die Sicherungseinrichtung in einer ersten Drehstellung axial
abziehbar und in mindestens einer zweiten Drehstellung im Wesentlichen
axial unlösbar
mit dem Bolzen bzw. der Hohlwelle verbindbar.
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Nach
einer besonderen Ausbildung der Erfindung ist die Sicherungseinrichtung
in einer ersten Drehstellung im Wesentlichen unlösbar, in einer weiteren, gegenüber der
ersten um 20° bis
70°, insbesondere
etwa 45° gedrehten
Drehstellung lösbar
und in einer dritten, gegenüber
der ersten um etwa 90° gedrehten
Drehstellung erneut im Wesentlichen unlösbar.
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Die
Sicherungseinrichtung ist vorzugsweise als Sicherungsring ausgebildet,
der vollständig
umlaufend, aber beispielsweise auch ringsegmentartig ausgebildet
sein kann.
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Mit
besonderem Vorteil ist die Sicherungseinrichtung Teil einer Halterung,
mittels derer ein erstes Bauteil an einem mit dem Bolzen oder der
Hohlwelle verbundenen zweiten Bauteil drehbar verankerbar ist. Durch
die erfindungsgemäße Gestaltung kann
das Gelenk in einem sehr beengtem Bauraum angeordnet werden, der
keine Handhabung von Werkzeugen zuläßt.
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Die
Erfindung findet vorzugsweise Anwendung bei einer Armlehne, zum
Beispiel für
den Sitz oder die Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs, die mittels
einer entsprechenden Vorrichtung um die Längsachse von Bolzen oder Hohlwelle
drehbar lösbar
im Fahrzeug, insbesondere an einem Fahrzeugsitz, angeordnet ist.
Dabei ist die Sicherungseinrichtung mit Vorteil ortsfest im Fahrzeuginnenraum
angeordnet und der Bolzen oder die Hohlwelle drehfest mit der Armlehne
verbunden. Besonders günstig
ist eine Ausbildung, bei welcher die Armlehne in ihrer im Wesentlichen
horizontalen Gebrauchsstellung und gegebenenfalls auch in ihrer
um etwa 90° nach
oben gedrehten, im Wesentlichen vertikalen Verstaustellung im Wesentlichen
unlösbar,
in einer gegenüber der
Gebrauchsstellung um 20° bis
70°, insbesondere etwa
45° nach
oben gedrehten Zwischenstellung jedoch durch seitliches Verschieben
lösbar
im Fahrzeug angeordnet ist.
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Nach
dem Herunterklappen der Armlehne in ihre horizontale Gebrauchsstellung
ist somit ausgeschlossen, dass sich diese beim Auftreten seitlicher Kräfte (z.
B. seitens des Sitzinsassen oder im Falle eines Unfalls infolge
Massenträgheit)
aus ihrer Halterung löst.
Falls die Armlehne in ihrer vertikalen Verstaustellung nicht anderweitig
(z. B. durch Einschwenken in eine entsprechende Ausnehmung der Rückenlehne
eines Fahrzeugsitzes) gegen seitliches Verschieben gesichert ist,
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch in dieser Stellung ein ungewolltes Lösen verhindern.
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In
einer Zwischenstellung, die von der Armlehne in der Praxis nur kurzfristig
eingenommen wird, kann diese jedoch durch seitliches Verschieben
aus der Halterung gelöst
werden. Durch diese Ausbildung ist ein problemloser Austausch der
Armlehne werkzeuglos möglich,
beispielsweise gegen eine Armlehne mit einer höherwertigen Ausstattung.
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Figuren
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Die
Figuren stellen beispielhaft und schematisch eine Anwendung sowie
verschiedene Ausführung
der Erfindung dar.
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Es
zeigen:
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1 einen
Fahrzeugsitz mit einer Armlehne, die mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung axial
festgelegt ist,
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2 den
Fahrzeugsitz nach 1 beim Lösen der Armlehne,
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3 eine
perspektivische Darstellung der in dem Fahrzeugsitz nach 1 und 2 verwendeten
Vorrichtung zur axialen Festlegung,
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4 eine
seitliche Ansicht der Vorrichtung nach 3 in einer
Stellung mit unlösbarer
Verankerung,
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5 Vorrichtung
nach 4 in Lösestellung
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6 den
Schnitt X-X durch die Vorrichtung nach 5
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7 eine
Vorrichtung zur axialen Festlegung einer Hohlwelle.
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Der
in 1 dargestellte Fahrzeugsitz 1 besteht
aus einem Sitzteil 2 und einer Rückenlehne 3, die seitlich
mit einer Armlehne 4 versehen ist. Die Armlehne 4 kann
von einer vertikalen Verstaustellung A, in der sie an der Seitenfläche 5 der
Rückenlehne 3 anliegt,
in eine horizontale Gebrauchsstellung B geklappt werden. In beiden
Positionen, die von der Armlehne 4 in der Praxis nicht
nur kurzfristig eingenommen werden können, ist sicherzustellen,
dass sich die Armlehne 4 sich beim Auftreten seitlicher
Kräfte (Y-Richtung des Fahrzeugs)
nicht von der Rückenlehne 3 löst und die
Insassen des Fahrzeugs gefährdet.
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In
einer zwischen Verstaustellung und Gebrauchsstellung befindlichen
Zwischenstellung C jedoch (2), in welche
die Armlehne 4 beim Verschwenken nur kurzfristig gelangt
(nämlich
genau unter einem Winkel α,
der beispielsweise 45° betragen
kann), kann die Armlehne 4 zur Seite hin (Y-Richtung) aus der
Rückenlehne 3 herausgezogen werden
(Position D). Durch diese Ausbildung wird sowohl in normalem Gebrauch
als auch im Falle eines Unfalls ausgeschlossen, dass sich die Armlehne 4 löst. Die
theoretische Möglichkeit,
dass die Armlehne 4 bei einem Unfall manuell oder durch
ihre Massenträgheit
genau bis zu einem Winkel α verschwenkt und
in diesem Moment seitlich belastet wird, ist in der Praxis ohne
Belang.
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Wie
aus 2 ersichtlich, weist die Armlehne 4 einen
in Richtung der Rückenlehne 3 hervorstehenden,
drehfest mit der Armlehne 4 verbundenen Bolzen 6 auf,
der durch eine Öffnung 7 in
der Seitenfläche 5 in
eine starr in der Rückenlehne 3 angeordneten
Sicherungseinrichtung 8 einschiebbar und dort axial festlegbar
ist. Der Aufbau der Sicherungseinrichtung 8 und ihr Zusammenwirken
mit dem Bolzen 6 wird in den Figuren 3 bis 5 im
Detail dargestellt.
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Die
Vorrichtung 9 zur axialen Festlegung umfaßt, wie
zuvor erläutert,
den Bolzen 6 und die Sicherungseinrichtung 8.
Die Sicherungseinrichtung 8 ist mit der Metallstruktur
der Rückenlehne 3 verschraubt und
als geschlossen umlaufender Sicherungsring 10 ausgebildet,
der mit drei nach innen ragenden, gleichmäßig über den Innenumfang verteilt
angeordneten Zungen 11 ausgestattet ist. Die federartigen Zungen 11 haben,
wie in 4 erkennbar, einen außenliegenden Bereich 12,
in der sie sich in Auszugsrichtung Y des Bolzens 6 wölben, sowie
einen innenliegenden Bereich 13, in welchem die Zungen 11 unter
Ausbildung einer geneigten Wirkfläche 14 entgegen der
Auszugsrichtung Y zurückspringen.
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Der
Bolzen 6 ist mit einer radial umlaufenden Nut 15 versehen.
Beim Einschieben des Bolzens 6 (entgegen der Auszugsrichtung
Y bis zum Erreichen eines Anschlags 21) werden die Zungen 11 infolge
ihrer geneigten Wirkflächen 14 unabhängig von
der Drehstellung zwischen Sicherungsring 10 und Bolzen 6 elastisch
verformt und rasten nachfolgend derart in die Nut 15 ein,
dass Bolzen 6 und Sicherungsring 10 drehbar ineinander
gelagert sind.
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Die
V-förmig
gestaltete Nut 15 weist eine erste Flanke 16 auf,
die für
die Funktion der Vorrichtung im Ausführungsbeispiel von untergeordneter
Bedeutung ist und nach dem Einrasten des Bolzens 6 parallel
zur Wirkfläche 14 verläuft. Die
Ausbildung der gegenüberliegenden
Flanke 17 ist hingegen wesentlich für die Ausführung der Erfindung.
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Nach
dem Einrasten der Zungen 11 stützen diese sich auf der Flanke 17 ab,
sobald eine Kraft in Richtung Y auf den Bolzen 6 wirkt.
Gleiches gilt naturgemäß bei einer
auf den Sicherungsring 10 wirkenden Kraft in -Y- Richtung. Die Flanke 17 weist
Bereiche 18 mit großer
Flankenneigung β und
Bereiche 19 mit geringer Flankenneigung γ auf.
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Wie
aus 6 ersichtlich, sind die Bereiche 19 mit
geringer Flankenneigung γ kongruent
zur Anordnung der Zungen 11 in der Nut 15 verteilt,
wobei die Breite der Bereiche 19 etwas größer ist
als die Breite der Zungen 11. Im Ausführungsbeispiel sind sowohl
Zungen 11 als auch die Bereiche 19 mit geringer
Flankenneigung γ um
jeweils 120° versetzt
auf dem Umfang der Nut 15 bzw. des Sicherungsrings 10 angeordnet.
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Bei
der in 4 gezeigten Drehstellung zwischen Sicherungsring 10 und
Bolzen 6 stützten
sich die Zungen 11 auf den Bereichen 18 mit großer Flankenneigung β ab, wobei
die Flankenneigung β beispielsweise
90° betragen
kann. Im Ausführungsbeispiel
ist die Flankenneigung β so
gewählt,
dass sie orthogonal zur geneigten Wirkfläche 14 verläuft und etwa
75° beträgt. Sofern
die Zungen 11 im Bereich 18 anliegen, ist ein
Ausziehen des Bolzens 6 aus dem Sicherungsring 10 in
Y-Richtung ohne Zerstörung
der Bauteile praktisch ausgeschlossen.
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Werden
Bolzen 6 und Sicherungsring 10 zueinander hingegen
so verdreht, dass alle Zungen 11 beim Auftreten axialer
Kräfte
an Bereichen 19 geringer Flankenneigung γ, beispielsweise
20°, anliegen, werden
die Zungen 11 unter axialer Krafteinwirkung erneut elastisch
verformt, so dass der Bolzen 6 in Y-Richtung aus dem Sicherungsring 10 gelöst werden
kann.
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Sicherungsring 10 bzw.
Bolzen 6 sind an Rückenlehne 3 bzw.
Armlehne 4 hinsichtlich ihrer Drehstellung nun derart angeordnet,
dass die Überdeckung
der Zungen 11 und der Bereiche 19 geringer Flankenneigung γ genau dann
gegeben ist, wenn sich die Armlehne 4 in ihrer Zwischenstellung
C befindet, also 45° gegenüber der
Horizontalen geneigt ist. In allen anderen Schwenkpositionen ist
sie axial unlösbar
gesichert.
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Die
Erfindung ist naturgemäß auch dann ausführbar, wenn
die Zungen 11 unregelmäßig über den
Innenumfang des Sicherungsrings 10 verteilt sind, sofern
die Anordnung der Bereiche 19 geringer Flankenneigung γ in der Nut
entsprechend angepaßt wird.
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Die
Erfindung kann selbstverständlich
auch zur axialen Festlegung einer Hohlwelle 20 auf einer Sicherungseinrichtung 8 dienen,
wobei die Sicherungseinrichtung 8 nach außen ragende
Zungen 11 aufweist, die in eine radiale Nut 15 auf
dem Innenumfang der Hohlwelle 20 einrastbar sind (7).
Die Y-Richtung kennzeichnet dabei die Richtung einer Kraft, die
zum Abziehen auf die Hohlwelle 20 aufgebracht wird.
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Sitzteil
- 3
- Rückenlehne
- 4
- Armlehne
- 5
- Seitenfläche
- 6
- Bolzen
- 7
- Öffnung
- 8
- Sicherungseinrichtung
- 9
- Vorrichtung
(zur axialen Festlegung)
- 10
- Sicherungsring
- 11
- Zunge
- 12
- außenliegender
Bereich
- 13
- innenliegender
Bereich
- 14
- Wirkfläche
- 15
- Nut
- 16,
17
- Flanke
- 18
- Bereich
(großer
Flankenneigung β)
- 19
- Bereich
(geringer Flankenneigung γ)
- 20
- Hohlwelle
- 21
- Anschlag