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Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebelgetriebe zur Steuerung zumindest eines Verriegelungselementes, mit einem ersten Hebel, welcher mit seinem mit dem Verriegelungselement zusammenwirkenden einen Ende im Wesentlichen in Hebellängsrichtung und mit seinem mit einem Aktuator zusammenwirkenden anderen Ende im Wesentlichen quer zur Hebellängsrichtung beweglich angeordnet ist, und mit einem zweiten Hebel, wobei die beiden Hebel nach Art einer Kniehebelanordnung vorgesehen sind und wobei das Kniegelenk mit dem Aktuator zusammenwirkt und zwischen den beiden Hebeln im Wesentlichen quer zu den Hebellängsachsen beweglich ist.
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Das andere Ende der Hebel ist zwischen einer der Verriegelungslage des einen Endes zugeordneten Übertotpunktlage und einer der Entriegelungslage des einen Endes zugeordneten Auslöselage verstellbar.
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Insbesondere dann, wenn der Hebel in seiner Übertotpunktlage eine der Totpunktlage nahe benachbarte Lage einnimmt, kann das Verriegelungselement mit großer Kraft in seiner Verriegelungslage gehalten werden. Gleichwohl lässt sich der Hebel durch eine geringe Querkraft an seinem anderen Ende in die der Entriegelungslage des Verriegelungselements zugeordnete Auslöselage bringen.
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Grundsätzlich besteht bei Konstruktionen der vorgenannten Art das Problem dass entweder in der Totpunktlage sehr hohe Kräfte auf den Hebel und damit zusammenwirkende Elemente einwirken oder in der Übertotpunktlage ein mehr oder weniger großes Spiel auftritt.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 1 557 618 A ist ein Hebelgetriebe bekannt, bei dem zwei Hebel in einer Kniehebelanordnung vorgesehen sind. Ein jeweils außen liegendes Ende jedes Hebels wirkt mit einem Verriegelungselement zusammen. Das Kniegelenk wirkt mit einem Aktuator zusammen und ist im Wesentlichen quer zu den Hebellängsachsen beweglich.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 103 37 263 B3 ist eine Art Schnappverschluss bekannt, um eine Abdeckung für eine Entwässerungsrinne auf dieser zu halten. Ein bistabiles Element in Form einer Blattfeder wird in die Entwässerungsrinne eingesetzt und ist mit einem Deckel für die Entwässerungsrinne verbunden. Durch Eindrücken des Deckels wird der Totpunkt der Blattfeder überschritten, woraufhin diese in ihre nach innen, in Richtung der Entwässerungsrinne gekrümmte Lage schnappt und den Deckel für die Entwässerungsrinne dadurch auf der Entwässerungsrinne hält.
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Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, bei hoher Funktionssicherheit einerseits übermäßige Kräfte zu vermeiden und andererseits bei einfachster Konstruktion Spielfreiheit zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens einer der Hebel als elastisches biegbares Langteil ausgebildet ist.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Hebel als elastisch nachgiebiges Element auszubilden, so dass er neben der Steuerung des Verriegelungselementes auch für eine Spielfreiheit des Hebelgetriebes sorgt. Die Hebel sind in Hebellängsrichtung elastisch nachgiebig und in der Übertotpunktlage, insbesondere unter Schubbelastung, elastisch gespannt.
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Der zumindest eine als elastisch biegbares Langteil ausgebildete Hebel ist in der Übertotpunktlage unter Verbiegung seiner Längsachse auf Schub belastet.
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Insbesondere kann eine Blattfeder als derartiges Langteil vorgesehen sein.
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Auf diese Weise lässt sich eine denkbar einfache Konstruktion verwirklichen, bei der darüber hinaus auch größere Toleranzen zugelassen werden können, so dass eine Fertigung zu geringen Kosten möglich wird.
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Gemäß der Erfindung sind zwei Hebel nach Art einer Kniehebelanordnung vorgesehen, wobei das Kniegelenk zwischen den beiden Hebeln im Wesentlichen quer zu den Hebellängsrichtungen beweglich ist und das vom Kniegelenk entfernte eine Ende des zweiten Hebels an einem stationären Lager gehaltert oder in Hebellängsrichtung beweglich ist und mit einem weiteren Verriegelungselement zusammenwirkt.
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Bei einer derartigen Konstruktion werden für die Lagerung der Hebel lediglich Schwenklager benötigt, so dass ohne größeren konstruktiven Aufwand eine geringe Reibung innerhalb des Getriebes gewährleistet werden kann, und zwar auch dann, wenn die Verriegelungsstellung für lange Zeit aufrechterhalten geblieben ist.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Hebel der Kniehebelanordnung beide als elastische Blattfedern ausgebildet, so dass das Getriebe viele Gleichteile aufweisen kann.
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Bei einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Hebel der Kniehebelanordnung Teile eines einzigen elastisch biegbaren Langteils oder einer einzigen Blattfeder sind, d. h. die Hebel werden durch die voneinander abgewandten Enden der Blattfeder gebildet, und der Mittelbereich der Blattfeder bildet das als virtuelles Biegegelenk ausgebildete Kniegelenk.
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Der Aktuator kann je nach Verwendungszweck als manuell oder motorisch betätigbare Einrichtung ausgebildet sein. Im letzteren Fall ist insbesondere eine elektromagnetische Betätigung vorgesehen.
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Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 einen schematisierten Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer Verriegelungsanordnung im verriegelten Zustand.
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2 eine Darstellung des entriegelten Zustandes dieser Ausführungsform,
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3 den Verriegelungszustand einer zweiten Ausführungsform,
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4 den Entriegelungszustand der zweiten Ausführungsform und
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5 eine dritte Ausführungsform.
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Im Beispiel der 1 und 2 kann eine Hohlwelle 1 drehfest verriegelt oder für Drehbewegungen freigegeben werden.
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Die Hohlwelle 1 besitzt an ihrem Innenumfang einander gegenüberliegende Rastausnehmungen 2, die mit Arretierkugeln 3 zusammenwirken, welche ihrerseits an Schiebern 4 gelagert sind. Die Schieber 4 sind in nur schematisch dargestellten stationären Führungen 5 translatorisch verschiebbar, wobei nicht dargestellte schwache Federn vorgesehen sein können, die die Schieber 4 gegeneinander zu schieben suchen. Zwischen den Schiebern 4 ist eine Kniehebelanordnung mit den Hebeln 6, 6' und einem zwischen den Hebeln 6, 6' als Kniegelenk angeordneten Schaltherz 7 angeordnet.
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Das Schaltherz 7 wirkt mit einer Rückstellfeder 8 zusammen, die das Schaltherz 7 gegen einen Anschlag 9 spannt. Dieser Anschlag 9 ist so angeordnet, dass die Kniehebel 6 eine ihrer Totpunktlage nahe benachbarte Übertotpunktstellung einnehmen, wenn das Schaltherz 7 am Anschlag 9 anliegt, vgl. 1.
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Gegen die Kraft der Rückstellfeder 8 lässt sich das Schaltherz 7 mittels eines nicht näher dargestellten Aktuators in Pfeilrichtung P verschieben, derart, dass die Hebel 6, 6' aus der Übertotpunktlage der 1 über ihre Totpunktlage hinaus in eine Lage entsprechend 2 verstellt werden, bei der die Schieber 4 aneinander angenähert und die Arretierkugeln 3 aus den Rastausnehmungen 2 der Hohlwelle 1 ausgerückt sind, so dass die Hohlwelle 1 frei drehbar ist.
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Sobald der Aktuator das Schaltherz 7 nicht mehr in Pfeilrichtung P beaufschlagt, wird das Schaltherz 7 von der Rückstellfeder 8 in die Position der 1 zurückgestellt, so dass wiederum der dort dargestellte Verriegelungszustand erreicht wird.
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Eine wesentliche Besonderheit der Erfindung liegt darin, dass mindestens einer der beiden Hebel 6, 6' im Beispiel der 1 und 2 beide Hebel 6, 6' als biegsame Langteile, insbesondere als Blattfedern ausgebildet und so bemessen sind, dass sie auch in der Übertotpunktlage der 1 einen elastisch leicht gekrümmten Zustand einnehmen.
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Damit wird einerseits erreicht, dass der Riegelzustand der 1 ohne weitere konstruktive Maßnahmen spielfrei ist.
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Des Weiteren wird auf diese Weise sichergestellt, dass beim Durchlauf der Totpunktlage der Hebel 6, 6' über die Schieber 4 und die Arretierkugeln 6 keine unzulässig großen Kräfte auf die Innenwandung der Hohlwelle 1 ausgeübt werden.
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Insbesondere kann auch zugelassen werden, dass die Hebel 6, 6' aus der Lage der 2 auch dann in die Übertotpunktlage der 1 zurückgestellt werden können, wenn die Hohlwelle 1 eine Drehstellung einnimmt, bei der die Rastausnehmungen 2 nicht in Bewegungsrichtung der Schieber 4 bzw. der Arretierkugeln 3 liegen. In diesem Fall kann dann die Hohlwelle 1 gegebenenfalls gedreht werden, bis die Arretierkugeln 3 in die Rastausnehmungen 2 einschnappen und eine Weiterdrehung der Hohlwelle 1 verhindern.
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Im Übrigen ist bei der Konstruktion der 1 und 2 vorteilhaft, dass die Arretierkugeln 3 mit vergleichsweise großen Kräften in die Rastausnehmungen 2 gedrängt werden, während das Schaltherz 7 mit vergleichsweise sehr geringen Kräften beweglich ist, so dass sowohl die Rückstellfeder 8 als auch der dieser entgegenwirkende Aktuator lediglich schwache Kräfte zu erzeugen brauchen.
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Die Ausführungform der 3 und 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform der 1 und 2 zunächst dadurch, dass lediglich ein beweglicher Schieber 4 mit zugeordneter Arretierkugel 3 vorgesehen ist und der zweite Schieber 4 der Ausführungsform der 1 und 2 durch ein stationäres Lagerteil 10 ersetzt ist.
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Außerdem wirkt die Arretierkugel mit der Rastausnehmung 2 an einer um eine stationäre Achse 20 schwenkbare Sperrklinke 11 zusammen, die ihrerseits einen Sperrbolzen 12, der beispielsweise an einer Kofferraumklappe eines Personenkraftwagens angeordnet sein kann, gemäß 3 sperrend festhält bzw. gemäß 4 freigibt.
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Mittels eines Aktuators kann das Schaltherz 7 wiederum in Pfeilrichtung P aus der Übertotpunktlage der Hebel 20, 20' gemäß 3 gegen die Rückstellfeder 8 in die Lager der 4 verschoben werden, so dass die Arretierkugel 3 aus der Rastausnehmung 2 der Sperrklinke 11 austritt und die Sperrklinke 11 den Sperrbolzen 12, etwa zur Öffnung einer Kofferraumklappe, freigibt.
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Danach kann die das Schaltherz 7 gegen die Kraft der Rückstellfeder 8 in 4 nach links schiebende Kraft wiederum abgeschaltet werden, so dass die Rückstellfeder 8 das Schaltherz 7 wieder in die Lage der 3 bringen kann, wobei die Hebel 20, 20' eine ihrer Totpunktlage benachbarte Übertotpunktlage einnehmen.
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Diese Übertotpunktlage kann gegebenenfalls auch dann eingenommen werden, wenn die Sperrklinke 11 noch eine Lage entsprechend der 4 einnimmt. Dies wird durch die Biegeelastizität der Hebel 20, 20' ermöglicht.
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Sobald der Sperrbolzen 12, etwa beim Schließen der Kofferraumklappe, abwärts in die Lage der 3 gebracht wird, wird die Sperrklinke 11 zwangsläufig in die Lage der 3 mitgeschleppt, so dass dann die Arretierkugel 3 in die Rastausnehmung einfallen kann.
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Die Ausführungsform der 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform der 3 und 4 im Wesentlichen nur dadurch, dass die Kniehebel 13, 13' durch die Enden einer einzigen Blattfeder oder eines Biegestabes gebildet werden, wobei der Mittelbereich 13'' der Blattfeder ein virtuelles Gelenk, d. h. das Kniegelenk bildet.
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Aus der in 5 dargestellten Übertotpunktlage kann die Blattfeder durch eine schwache, in Pfeilrichtung P wirkende Kraft eines Aktuators weggedrängt werden, so dass die Blattfeder einen entgegengesetzt gekrümmten, nicht dargestellten Zustand einnimmt und der Schieber 6 mit der Arretierkugel 3 aus der Rastausnehmung 2 der Sperrklinke 11 ausgerückt wird. Sobald die vorgenannte Kraft des Aktuators abgeschaltet wird, kann die Blattfeder durch eine entgegengesetzt gerichtete Kraft einer Rückstellfeder (in 5 nicht dargestellt) in die Lage der 5 zurückgestellt werden.
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Gegebenenfalls kann die Rückstellfeder auch entfallen, wenn die Blattfeder eine gewisse Vorspannung aufweist, so dass die Blattfeder den Biegezustand der 5 einzunehmen sucht.
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Abweichend von der zeichnerischen Darstellung können die Schieber 4 als Arretierelemente ausgebildet sein. Beispielsweise können an den Schiebern 4 Fortsätze angeformt oder angeordnet sein, die mit Rast- oder Riegelausnehmungen an der Hohlwelle 1 oder der Sperrklinke 11 zusammenwirken.
