Die Erfindung betrifft eine Feststellvorrichtung zur lösbaren Arretierung eines Verstellteiles, insbesondere eines bezüglich einer Kraftfahrzeugstruktur verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles, das mittels der Feststellvorrichtung innerhalb eines Verlagerungsbereiches in einer jeweiligen durch Verlagerung erreichten Ruhelage arretierbar ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a locking device for releasably locking an adjusting part, in particular a movable with respect to a motor vehicle structure motor vehicle part, which is locked by means of the locking device within a displacement range in a respective achieved by displacement rest position, according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Feststellvorrichtung umfasst mindestens ein erstes Reibelement und ein relativ zu dem ersten Reibelement drehbares zweites Reibelement, welches eine umlaufende (äußere) Reibfläche aufweist, die von einer zugeordneten Reibfläche des ersten Reibelementes (im Querschnitt ringförmig) umgriffen wird, wobei während einer (durch Verlagerung des Verstellteiles ausgelösten) Relativbewegung der beiden Reibelemente, also einem Verdrehen der beiden Reibelemente zueinander, das zweite Reibelement (unter Gleitreibungsbedingungen) mit seiner Reibfläche entlang der zugeordneten Reibfläche des ersten Reibelementes gleiten kann und wobei in einer jeweiligen Ruhelage des Verstellteiles das zweite Reibelement mit seiner Reibfläche (unter Haftreibungsbedingungen) an der Reibfläche des ersten Reibelementes anliegt.Such a locking device comprises at least a first friction element and a second friction element rotatable relative to the first friction element, which has a circumferential (outer) friction surface, which is encompassed by an associated friction surface of the first friction element (annular in cross-section), wherein during a (by displacement Relative movement of the two friction elements, ie a rotation of the two friction elements to each other, the second friction element (under Gleitreibungsbedingungen) with its friction surface along the associated friction surface of the first friction element can slide and wherein in a respective rest position of the adjusting the second friction element with its friction surface (Under static friction conditions) rests against the friction surface of the first friction element.
Unter einem im Querschnitt ringförmigen Umgreifen des zweiten Reibelementes durch die Reibfläche des ersten Reibelementes wird dabei nicht nur ein kreisringförmiges Umgreifen als ein Spezialfall verstanden, sondern die im Querschnitt ringförmige Kontur der ersten Reibfläche kann z. B. auch oval, vieleckig oder in sonstiger Weise unregelmäßig umlaufend ausgeführt sein.Under an annular cross-section annular gripping the second friction element by the friction surface of the first friction element is not only an annular embracing understood as a special case, but the annular cross-sectional contour of the first friction surface can, for. B. also be oval, polygonal or otherwise irregularly running around.
Eines der beiden Reibelemente, zum Beispiel das erste Reibelement, ist dabei als strukturseitiges Reibelement fest an einem Strukturbauteil vorgesehen, bezüglich dem das Verstellteil verlagerbar ist, insbesondere an einer Kraftfahrzeugstruktur; und das andere Reibelement, zum Beispiel das zweite Reibelement, ist dem Verstellteil, z. B. einem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil, zugeordnet und derart mit diesem gekoppelt, dass es bei einer Verlagerung jenes Teiles gedreht wird. Dabei kommt es für die Funktion der Feststellvorrichtung auf eine Relativbewegung der beiden Reibelemente an, ohne dass die konkrete Zuordnung des ersten und zweiten Reibelementes einerseits zu einem Strukturbauteil und andererseits zu einem Verstellteil entscheidend wäre.One of the two friction elements, for example the first friction element, is fixedly provided as a structure-side friction element on a structural component with respect to which the adjustment part is displaceable, in particular on a motor vehicle structure; and the other friction element, for example the second friction element, is the adjustment part, for. B. a movable motor vehicle part, associated with and coupled to this, that it is rotated at a displacement of that part. It depends on the function of the locking device on a relative movement of the two friction elements, without the specific assignment of the first and second friction element would be crucial on the one hand to a structural component and on the other hand to an adjustment.
Insbesondere kann eines der Reibelemente (beispielsweise das zweite Reibelement) derart (direkt oder indirekt über einen Mitnehmer) mit dem Verstellteil gekoppelt sein, dass als Folge einer Kraft- bzw. Drehmomenteinwirkung auf jenes Teil ein (Dreh-)Moment in die Feststellvorrichtung eingeleitet wird, welches (ggf. über einen Mitnehmer) auf das drehbare (z. B. zweite) Reibelement der Feststellvorrichtung übertragbar ist.In particular, one of the friction elements (for example the second friction element) may be coupled to the adjustment part (directly or indirectly via a driver) such that a (rotational) moment is introduced into the locking device as a result of a force or torque action on that part, which (possibly via a driver) on the rotatable (eg second) friction element of the locking device is transferable.
Die (stufenlose) Arretierbarkeit des Verstellteiles durch die zugeordnete Feststellvorrichtung muss dabei nicht zwingend im gesamten, maximal möglichen Verstellbereich des entsprechenden Teiles vorgesehen sein. So kann es durchaus genügen wenn – je nach Anwendungsfall – das Verstellteil, z. B. ein verlagerbares Kraftfahrzeugteil, lediglich in einem Teilbereich seines maximalen Verstellbereiches mittels der Feststellvorrichtung in einer jeweiligen verlagerten Position arretierbar ist. Der Bereich, in dem die Feststellvorrichtung wirksam ist, wird hier auch als Verlagerungsbereich bezeichnet.The (continuous) lockability of the adjustment by the associated locking device need not necessarily be provided in the entire, maximum possible adjustment of the corresponding part. So it may well be enough if - depending on the application - the adjustment, z. B. a movable motor vehicle part, only in a portion of its maximum adjustment range by means of the locking device in a respective displaced position can be locked. The area in which the locking device is effective is also referred to herein as a displacement area.
Bei einem im verlagerten Zustand (stufenlos) arretierbaren Kraftfahrzeugteil kann es sich um ein schwenk- bzw. klappbares Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel eine Kraftfahrzeugtür (Seiten- oder Hecktür) oder eine Verschlussklappe (Front- oder Heckklappe) eines Kraftfahrzeugs, handeln. Es kann aber auch ein durch Verschieben verlagerbares Kraftfahrzeugteil vorgesehen sein.A motor vehicle part which can be locked in the displaced state (steplessly) can be a pivotable or foldable motor vehicle part, such as a motor vehicle door (side or rear door) or a closure flap (front or tailgate) of a motor vehicle. But it can also be provided by displaceable by moving motor vehicle part.
Durch Verlagerung eines Kraftfahrzeugteiles bezüglich der Fahrzeugstruktur, insbesondere ein Abklappen des Kraftfahrzeugteiles von der Fahrzeugstruktur, kann im Fall eines Kraftfahrzeugteiles in Form einer Fahrzeugtür ein Zugang zum Fahrzeuginnenraum freigegeben werden oder im Fall eines Kraftfahrzeugteiles in Form einer Verschlussklappe ein Zugang zum Fahrzeugmotor oder einem Kofferraum ermöglicht werden. Hierbei kann es gewünscht sein, das entsprechende Kraftfahrzeugteil nicht bis in seine maximal mögliche Schwenklage abzuklappen, sondern nur ein begrenztes Abklappen in eine teilweise abgeklappte Lage mit einem gegenüber der vollständig abgeklappten Lage kleineren Klappwinkel vorzunehmen. Dies kann beispielsweise dann von Bedeutung sein, wenn in der Umgebung eines Kraftfahrzeuges Drittfahrzeuge geparkt sind, die beim Abklappen eines Kraftfahrzeugteiles nicht beschädigt werden sollen. Hierzu soll das entsprechende Kraftfahrzeugteil in seiner teilweise abgeklappten Lage mittels der Feststellvorrichtung so arretierbar sein, dass es nicht schon durch einen Windstoß oder durch unabsichtliche leichte Berührung weiter abgeklappt wird, was ja eine Kollision mit einem benachbarten Fahrzeug zur Folge haben könnte.By relocating a motor vehicle part with respect to the vehicle structure, in particular folding down of the motor vehicle part from the vehicle structure, in the case of a motor vehicle part in the form of a vehicle door access to the vehicle interior can be released or in the case of a motor vehicle part in the form of a shutter access to the vehicle engine or a trunk , In this case, it may be desirable not to fold the corresponding motor vehicle part down to its maximum possible pivoting position, but to make only a limited folding down into a partially folded-down position with a smaller folding angle compared to the completely folded-down position. This may be important, for example, if third-party vehicles are parked in the vicinity of a motor vehicle, which are not to be damaged when a motor vehicle part is folded down. For this purpose, the corresponding motor vehicle part should be lockable in its partially folded position by means of the locking device so that it is not already folded by a gust of wind or unintentional light touch, which could indeed have a collision with an adjacent vehicle result.
Die Feststellvorrichtung soll somit einerseits eine hinreichende Leichtgängigkeit eines verlagerbaren Kraftfahrzeugteils, wie zum Beispiel einer Fahrzeugtür, beim Öffnen und Schließen gewährleisten und andererseits das entsprechende Kraftfahrzeugteil in einem jeweiligen verlagerten Zustand hinreichend sicher arretieren.The locking device should thus on the one hand ensure sufficient ease of movement of a motor vehicle part, such as a vehicle door, when opening and closing and on the other hand sufficiently secure the corresponding motor vehicle part in a respective displaced state.
Eine Feststellvorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der WO 2009/007 400 A1 bekannt. Hierbei ist nach einer Variante der in der WO 2009/007 400 A1 beschriebenen Feststellvorrichtung ein fließfähiges Zusatzmedium vorgesehen, welches bei einer Relativbewegung der Reibelemente zwischen deren Reibflächen bringbar ist, um die Gleitreibung zu reduzieren, und welches bei einem Übergang der beiden Reibelemente in eine Ruhelage und damit zu Haftreibungsbedingungen aus dem Raum zwischen den beiden Reibelementen gedrückt wird, um eine möglichst große Haftreibung zu erhalten. Der Transport des Zusatzmedium kann dabei über Führungskanäle erfolgen, die an einem der beiden Reibelemente ausgebildet sind. A locking device of this kind is for example from the WO 2009/007 400 A1 known. In this case, according to a variant of the locking device described in WO 2009/007 400 A1 a flowable additional medium is provided which can be brought in a relative movement of the friction between the friction surfaces to reduce the sliding friction, and which at a transition of the two friction elements in a rest position and thus to static friction conditions from the space between the two friction elements is pressed in order to obtain the greatest possible static friction. The transport of the additional medium can take place via guide channels, which are formed on one of the two friction elements.
Weiterhin kann eine gattungsgemäße Feststellvorrichtung auch zur Kopplung mit einem Verstellteil außerhalb eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, z. B. mit einem Klapp- oder Schwenkfenster eines Gebäudes, einem Fensterladen, Verschlussklappen aller Art, z. B. an Möbeln oder Computern (Notebooks), usw.Furthermore, a generic locking device can also be used for coupling with an adjustment outside a motor vehicle, z. B. with a folding or tilting window of a building, a shutter, shutters of all kinds, eg. B. on furniture or computers (notebooks), etc.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Feststellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich bei einfachem Aufbau durch eine zuverlässige, sichere Funktion auszeichnet.The invention is based on the problem to provide a locking device of the type mentioned above, which is characterized by a reliable, reliable function with a simple structure.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Feststellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This problem is inventively solved by the provision of a locking device with the features of claim 1.
Danach steht das zweite Reibelement in einer jeweiligen Drehlage bezüglich des ersten Reibelementes jeweils nur über einen oder mehrere Teilbereiche der zweiten Reibfläche mit der ersten Reibfläche in Kontakt, die insgesamt höchstens 30% der zweiten Reibfläche überdecken.Thereafter, the second friction element in a respective rotational position with respect to the first friction element in each case only over one or more portions of the second friction surface with the first friction surface in contact, which cover a total of at most 30% of the second friction surface.
Mit anderen Worten ausgedrückt, berühren sich die Reibflächen der beiden Reibelemente in jeder relativen Drehlage des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes nur an höchstens 30% der Reibfläche des zweiten Reibelementes. Die aktive zweite Reibfläche wird somit bei einer jeweiligen Relativlage der beiden Reibflächen jeweils (nur) durch Teilbereiche der vollständigen zweiten Reibfläche (als einer Gegenfläche zu der ersten Reibfläche des ersten Reibelementes) gebildet, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Feststellvorrichtung mit der ersten Reibfläche in Kontakt treten können und die höchstens 30% der ersten Reibfläche ausmachen. Die übrigen Bereiche der zweiten Reibfläche liegen zwar der im Querschnitt ringförmig umlaufenden ersten Reibfläche nach Art einer Gegenfläche gegenüber; sie sind jedoch von dieser substantiell beabstandet, so dass weder unter Gleitreibungsbedingungen noch unter Haftreibungsbedingungen ein Kontakt vorliegt.In other words, the friction surfaces of the two friction elements in each relative rotational position of the second friction element with respect to the first friction element only touch at most 30% of the friction surface of the second friction element. The active second friction surface is thus formed (only) by partial regions of the complete second friction surface (as a mating surface to the first friction surface of the first friction element) at a respective relative position of the two friction surfaces, which come into contact with the first friction surface when the locking device is used as intended can and make up at most 30% of the first friction surface. Although the remaining regions of the second friction surface are opposite to the first friction surface, which runs annularly in cross section in the manner of a mating surface; however, they are substantially spaced therefrom so that there is no contact under either sliding friction conditions or under static friction conditions.
Unter der Querschnittsebene, in der die erste Reibfläche die zweite Reibfläche ringförmig umgreift, wird dabei vorliegend ein Schnitt senkrecht zur Drehachse verstanden, um die die beiden Reibelemente relativ zueinander verdrehbar sind.Under the cross-sectional plane in which the first friction surface surrounds the second friction surface in an annular manner, in the present case a section perpendicular to the axis of rotation is understood, about which the two friction elements are rotatable relative to one another.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht bei einfachem Aufbau der Reibelemente die Schaffung von Freiräumen zwischen den einander zugeordneten Reibflächen der beiden Reibelemente, ohne dass hierfür Kanäle, Taschen oder sonstige (konkave) Einbuchtungen an einem der Reibelemente vorzusehen wären. Denn da die beiderseitigen Reibflächen nur in Teilbereichen miteinander in Kontakt stehen, sind außerhalb dieser Teilbereiche Freiräume zwischen den beiden Reibflächen gebildet, wo die beiden Reibflächen voneinander beabstandet sind. Zudem können trotz der reduzierten Kontaktbereiche der beiden Reibflächen wegen der damit einhergehenden erhöhten Flächenpressung an den bestehenden Kontaktbereichen unter Haftreibungsbedingungen (also im Ruhezustand der beiden Reibelemente) große Haltekräfte erzielt werden.The solution according to the invention makes it possible, with a simple design of the friction elements, to create free spaces between the mutually associated friction surfaces of the two friction elements without channels, pockets or other (concave) indentations being provided on one of the friction elements for this purpose. Because the mutual friction surfaces are only in partial contact with each other, free spaces between the two friction surfaces are formed outside of these subregions, where the two friction surfaces are spaced from each other. In addition, despite the reduced contact areas of the two friction surfaces due to the concomitant increased surface pressure at the existing contact areas under static friction conditions (ie in the resting state of the two friction elements) large holding forces can be achieved.
Die Reibflächen der beiden Reibelemente lassen sich so ausgestalten, dass die Teilbereiche der zweiten Reibfläche, welche bei einer jeweiligen Drehlage des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes mit der ersten Reibfläche in Kontakt stehen, höchstens 10% oder gar nur höchstens 5% oder 3% der zweiten Reibfläche ausmachen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zweite Reibfläche an der ersten Reibfläche im Wesentlichen linienartig (bzw. im Querschnitt im Wesentlichen punktartig) anliegt. Dies ist bei einer durch eine umlaufende Mantelfläche des zweiten Reibelementes gebildeten zweiten Reibfläche beispielsweise dadurch erreichbar, dass die zweite Reibfläche in den Teilbereichen, in denen sie mit der ersten Reibfläche in Kontakt steht, eine andere Krümmung aufweist als die erste Reibfläche.The friction surfaces of the two friction elements can be designed such that the subregions of the second friction surface, which are in contact with the first friction surface in a respective rotational position of the second friction element with respect to the first friction element, at most 10% or even only at most 5% or 3% of make out second friction surface. In particular, it may be provided that the second friction surface bears against the first friction surface in a substantially line-like manner (or in a substantially point-like manner in cross section). In the case of a second friction surface formed by a circumferential lateral surface of the second friction element, this can be achieved, for example, in that the second friction surface has a different curvature than the first friction surface in the partial regions in which it is in contact with the first friction surface.
Hierbei kann einerseits vorgesehen sein, dass mindestens ein Teilabschnitt der zweiten Reibfläche bei jeder Drehlage des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes von der ersten Reibfläche beabstandet ist, z. B. indem bei jeder Drehlage des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes derselbe Teilbereich oder dieselben Teilbereiche der zweiten Reibfläche mit der ersten Reibfläche in Kontakt stehen.It can be provided on the one hand, that at least a portion of the second friction surface at each rotational position of the second friction element with respect to the first friction element is spaced from the first friction surface, for. B. in each rotational position of the second friction element with respect to the first friction element, the same portion or the same portions of the second friction surface with the first friction surface in contact.
Andererseits kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der Drehlage des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes unterschiedliche Teilbereiche der zweiten Reibfläche mit der ersten Reibfläche in Kontakt treten, insbesondere auch in der Weise, dass bei einer Drehung des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes um 360° sämtliche Bereiche der zweiten Reibfläche mindestens einmal mit der ersten Reibfläche in Kontakt treten.On the other hand, it can be provided that, depending on the rotational position of the second friction element with respect to the first friction element different portions of the second friction surface with the first friction surface in contact, especially in such a way that upon rotation of the second friction element with respect to the first friction element by 360 ° all areas of the second Friction surface at least once in contact with the first friction surface.
Um den Flächenanteil der Teilbereiche der zweiten Reibfläche, über welche die zweite Reibfläche an der ersten Reibfläche anliegt, genau angeben zu können, ist es erforderlich, die Grenzen der (als Mantelfläche des zweiten Reibelementes umlaufenden) zweiten Reibfläche, insbesondere in axialer Richtung, zu definieren. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn die zweite Reibfläche gegenüber weiteren Elementen der Feststellvorrichtung nicht eindeutig, z. B. durch Unstetigkeitsstellen, abgegrenzt ist. Bevorzugt ist die axiale Ausdehnung der zweiten Reibfläche so definiert, dass die axiale Ausdehnung der zweiten Reibfläche begrenzt ist durch die axialen Grenzen der Teilbereiche, über die das zweite Reibelement mit der zweiten Reibfläche an der ersten Reibfläche anliegt.In order to be able to specify the area fraction of the subregions of the second friction surface over which the second friction surface rests against the first friction surface, it is necessary to define the boundaries of the second friction surface (in particular in the axial direction, which revolves as a lateral surface of the second friction element) , This may be particularly important if the second friction surface is not unique to other elements of the locking device, z. B. by discontinuities, is delimited. Preferably, the axial extent of the second friction surface is defined such that the axial extent of the second friction surface is limited by the axial limits of the partial regions over which the second friction element bears against the first friction surface with the second friction surface.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Reibfläche aus Reibelementabschnitten zusammengesetzt, von denen ein jeder an seiner der ersten Reibfläche gegenüberliegenden Oberfläche im Querschnitt konvex gekrümmt oder geradlinig erstreckt ist, wobei die besagten Reibelementabschnitte insbesondere einstückig aneinander angeformt sein können und somit übergangslos aneinander anschließen. D. h., die einzelnen Reibelementabschnitte müssen am zweiten Reibelement nicht als separat erkennbar sein, sondern können insbesondere ein einheitliches, einstückig geformtes Reibelement bilden.According to one embodiment of the invention, the second friction surface is composed of Reibelementabschnitten, each of which is on its opposite surface of the first friction surface in cross-section convexly curved or rectilinear, wherein said Reibelementabschnitte can be integrally formed in particular in one piece and thus connect seamlessly to each other. That is, the individual friction element sections need not be recognizable as being separate on the second friction element, but may in particular form a uniform, integrally formed friction element.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Gegenfläche des zweiten Reibelementes als zweite Reibfläche ausschließlich aus im Querschnitt konvex gekrümmten Reibelementabschnitten gebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Gegenfläche sowohl aus im Querschnitt konvex gekrümmten als auch geradlinig erstreckten Reibelementabschnitten zusammengesetzt ist, wobei insbesondere im Querschnitt konvex gekrümmte Abschnitte jeweils über einen geradlinig erstreckten Abschnitt miteinander verbunden sein können. Insbesondere kann somit die Gegenfläche frei sein von konkav geformten Flächenabschnitten, wie Kanälen oder Taschen.According to one embodiment of the invention, the mating surface of the second friction element is formed as a second friction surface exclusively from in cross-section convexly curved friction element sections. Alternatively it can be provided that the mating surface is composed of both in cross-section convexly curved and rectilinearly extending Reibelementabschnitten, wherein in particular in cross-section convex curved portions can be connected to each other via a rectilinearly extending portion. In particular, therefore, the counter surface may be free of concave shaped surface portions, such as channels or pockets.
Am Übergang zwischen zwei Reibelementabschnitten mit im Querschnitt unterschiedlicher Krümmung können jeweils Unstetigkeitsstellen an der Gegenfläche ausgebildet sein.At the transition between two Reibelementabschnitten with different curvature in cross section each discontinuity points may be formed on the mating surface.
Gemäß einer Erfindungsvariante bildet die Gegenfläche eine entlang der ersten Reibfläche umlaufende und dieser gegenüberliegende, im Querschnitt durchgängig konvex gekrümmte Fläche, zum Beispiel in Form einer im Querschnitt kreisringförmigen, ovalen oder elliptischen Fläche.According to a variant of the invention, the mating surface forms a surface which runs along the first friction surface and which is opposite to it and convexly curved in cross-section, for example in the form of an oval or elliptical surface of annular cross-section.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung bilden die Reibelementabschnitte, aus denen die Gegenfläche des zweiten Reibelementes gebildet ist, im Querschnitt mindestens zwei Kreisabschnitte mit unterschiedlichem Krümmungsradius.According to another embodiment of the invention, form the Reibelementabschnitte, of which the counter surface of the second friction element is formed in cross-section at least two circular sections with different radius of curvature.
Dass in einer jeweiligen Drehlage des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes jeweils nur ein Teil der Gegenfläche des zweiten Reibelementes mit der ersten Reibfläche in Kontakt steht, lässt sich beispielsweise durch eine exzentrische Lagerung und/oder eine exzentrische Ausgestaltung der Gegenfläche bezüglich der ersten Reibfläche erreichen oder weiter durch eine exzentrische Ausbildung der ersten Reibfläche bezüglich der zweiten Reibfläche.That in a respective rotational position of the second friction element with respect to the first friction element only a part of the counter surface of the second friction element is in contact with the first friction surface can be achieved for example by an eccentric bearing and / or an eccentric configuration of the counter surface with respect to the first friction surface or further by an eccentric design of the first friction surface with respect to the second friction surface.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die zweite Reibfläche durch mindestens zwei gekrümmte Reibelementabschnitte gebildet, über die sie jeweils gleichzeitig an der ersten Reibfläche anliegen kann, wobei insbesondere eine Anlage über mindestens zwei einander gegenüberliegende gekrümmte Reibelementabschnitte vorgesehen sein kann. Ferner können unter den besagten Reibelementabschnitten auch mindestens zwei Abschnitte unterschiedlicher Krümmung sein.According to a development of the invention, the second friction surface is formed by at least two curved Reibelementabschnitte over which they can each rest simultaneously on the first friction surface, in particular a system can be provided over at least two opposing curved Reibelementabschnitte. Furthermore, at least two sections of different curvature may also be under the said friction element sections.
Indem die zweite Reibfläche mit mindestens zwei voneinander beabstandeten Reibelementabschnitten, insbesondere entlang der Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Reibelementabschnitten, an der ersten Reibfläche anliegt, können zwischen diesen Reibelementabschnitten jeweils Freiräume zwischen den beiden Reibelementen bzw. deren Reibflächen gebildet sein.By the second friction surface with at least two spaced apart Reibelementabschnitten, in particular along the circumferential direction of spaced Reibelementabschnitten abuts the first friction surface, between these Reibelementabschnitten each free spaces between the two friction elements and their friction surfaces may be formed.
Die voneinander beabstandeten Reibelementabschnitte können dabei sowohl in einer Querschnittsebene angeordnet sein, als auch in unterschiedlichen Querschnittsebenen liegen.The spaced-apart Reibelementabschnitte can be arranged both in a cross-sectional plane, as well as lying in different cross-sectional planes.
Weiterhin kann das zweite Reibelement mehrteilig, das heißt mindestens zweiteilig, ausgebildet sein, wobei die Anlage der mindestens zwei Reibelemententeile an der Reibfläche des ersten Reibelementes über elastische Mittel gesteuert wird.Furthermore, the second friction element may be multi-part, that is to say at least two parts, wherein the contact of the at least two friction element parts on the friction surface of the first friction element is controlled via elastic means.
Allgemein können elastische Mittel vorgesehen sein, um die beiden Reibelemente derart gegeneinander zu verspannen, dass sie über ihre Reibflächen definiert miteinander in Kontakt stehen, insbesondere in der Weise, dass sich jeweils nur ein Teil der zweiten Reibfläche mit der ersten Reibfläche in Kontakt befindet.In general, elastic means may be provided in order to clamp the two friction elements against each other in such a way that they are in contact with one another via their friction surfaces, in particular in such a way that only a part of the second friction surface is in contact with the first friction surface.
Die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung ist insbesondere vorteilhaft bei Verwendung eines fließfähigen Zusatzmediums, welches bei einer Relativbewegung der Reibelemente zwischen deren Reibflächen bringbar ist und welches aus dem Gebiet zwischen den beiden Reibflächen herausdrückbar ist, wenn die beiden Reibelemente über ihre Reibflächen unter Haftreibungsbedingungen aneinander anliegen. Hierdurch wird bei Gewährleistung einer hinreichend großen Haftreibung gleichzeitig die Gleitreibung minimiert.The locking device according to the invention is particularly advantageous when using a flowable additional medium, which in a relative movement of the friction elements between the Friction surfaces can be brought and which can be pushed out of the area between the two friction surfaces when the two friction elements abut each other via their friction surfaces under static friction conditions. As a result, while ensuring a sufficiently large static friction at the same time the sliding friction is minimized.
Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass in einem einen Freiraum bildenden Bereich, in dem die erste Reibfläche nicht an der Gegenfläche des zweiten Reibelementes anliegt, der Abstand zwischen der ersten Reibfläche und der Gegenfläche zumindest abschnittsweise so klein ist, dass dort ein Kapillareffekt auftritt, der ein Aufsteigen des fließfähigen Zusatzmediums (entlang der Drehachse, um die die beiden Reibelemente zueinander verdrehbar sind) bewirkt; etwa ein Kapillareffekt von einer solchen Stärke, dass das Schmiermittel bei typischer Betriebstemperatur – bezogen auf die Ausdehnung des zweiten Reibelementes entlang der Drehachse – unter der Kapillarwirkung um mindestens 30%, insbesondere um mehr als 50%, aufsteigt.It can further be provided that in a free space forming region in which the first friction surface is not applied to the counter surface of the second friction element, the distance between the first friction surface and the counter surface is at least partially so small that there occurs a capillary effect, the an increase of the flowable additional medium (along the axis of rotation about which the two friction elements are rotatable relative to each other) causes; such a capillary effect of such a magnitude that the lubricant at typical operating temperature - based on the extension of the second friction element along the axis of rotation - under capillary action by at least 30%, in particular by more than 50%, rises.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich.Further details and advantages of the invention will become apparent in the following description of exemplary embodiments with reference to the figures.
Es zeigen:Show it:
1A eine schematische Querschnittsdarstellung zweier zusammenwirkender Reibelemente einer Feststellvorrichtung; 1A a schematic cross-sectional view of two cooperating friction elements of a locking device;
1B eine erste Weiterbildung der Anordnung aus 1A; 1B a first embodiment of the arrangement 1A ;
1C eine zweite Weiterbildung der Anordnung aus 1A; 1C a second embodiment of the arrangement 1A ;
2A eine Feststellvorrichtung auf der Grundlage zweier Reibelemente der in 1A gezeigten Art in einem Längsschnitt; 2A a locking device based on two friction elements of in 1A shown type in a longitudinal section;
2B eine erste Abwandlung der Feststellvorrichtung aus 2A; 2 B a first modification of the locking device 2A ;
2C eine zweite Abwandlung der Feststellvorrichtung aus 2A; 2C a second modification of the locking device 2A ;
3A eine weitere Ausführungsform zweier zusammenwirkender Reibelemente einer Feststellvorrichtung im Querschnitt; 3A a further embodiment of two cooperating friction elements of a locking device in cross section;
3B eine erste Weiterbildung der Anordnung aus 3A; 3B a first embodiment of the arrangement 3A ;
3C eine zweite Weiterbildung der Anordnung aus 3A; 3C a second embodiment of the arrangement 3A ;
4A eine weitere Ausführungsform einer Feststellvorrichtung mit zwei zusammenwirkenden Reibelementen im Längsschnitt; 4A a further embodiment of a locking device with two cooperating friction elements in longitudinal section;
4B einen Querschnitt durch die Feststellvorrichtung aus 4A im Bereich der Reibelemente; 4B a cross section through the locking device 4A in the field of friction elements;
5A eine Abwandlung der Feststellvorrichtung aus 4A hinsichtlich der Neigung der Reibflächen; 5A a modification of the locking device 4A with regard to the inclination of the friction surfaces;
5B einen Querschnitt durch die Feststellvorrichtung der 5A im Bereich der Reibelemente; 5B a cross section through the locking device of 5A in the field of friction elements;
6 eine Abwandlung der Feststellvorrichtung aus 4A hinsichtlich der Ausgestaltung der Reibfläche des einen Reibelementes im Längsschnitt; 6 a modification of the locking device 4A with regard to the configuration of the friction surface of a friction element in longitudinal section;
7A eine weitere Ausführungsform zweier zusammenwirkender Reibelemente einer Feststellvorrichtung im Querschnitt, und zwar bei einer ersten Temperatur eines zwischen die beiden Reibelemente bringbaren fließfähigen Zusatzmediums; 7A a further embodiment of two cooperating friction elements of a locking device in cross-section, and that at a first temperature of a bringable between the two friction elements flowable additional medium;
7B die Anordnung aus 7A bei einer zweiten Temperatur des fließfähigen Zusatzmediums; 7B the arrangement 7A at a second temperature of the flowable additional medium;
8A einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Feststellvorrichtung mit zwei zusammenwirkenden Reibelementen, und zwar bei einer ersten Temperatur eines zwischen die beiden Reibelemente bringbaren fließfähigen Zusatzmediums; 8A a longitudinal section through a further embodiment of a locking device with two cooperating friction elements, and that at a first temperature of a bringable between the two friction elements flowable additional medium;
8B die Feststellvorrichtung aus 8A bei einer zweiten Temperatur des fließfähigen Zusatzmediums; 8B the locking device off 8A at a second temperature of the flowable additional medium;
9A einen Querschnitt durch zusammenwirkende Reibelemente einer Feststellvorrichtung, wobei eines der Reibelemente aus zwei separaten Komponenten besteht; 9A a cross section through cooperating friction elements of a locking device, wherein one of the friction elements consists of two separate components;
9B eine Abwandlung der Anordnung aus 9A; 9B a modification of the arrangement 9A ;
10 eine Darstellung eines bekannten Aufbaus einer Feststellvorrichtung mit zwei zusammenwirkenden Reibelementen im Längsschnitt; 10 an illustration of a known construction of a locking device with two cooperating friction elements in longitudinal section;
11A eine perspektivische Darstellung der seitlichen Fahrzeugstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einer aufgeklappten Fahrzeugtür; 11A a perspective view of the lateral vehicle structure of a motor vehicle with an unfolded vehicle door;
11B eine perspektivische Darstellung der Rückseite eines Kraftfahrzeugs mit einer aufgeklappten Hecktür. 11B a perspective view of the back of a motor vehicle with an opened rear door.
11A zeigt einen Ausschnitt der seitlichen Fahrzeugstruktur (Karosserie K) eines Kraftfahrzeugs, die zusammen mit dem Dachbereich D des Kraftfahrzeugs eine Türöffnung O definiert und umschließt, durch die hindurch ein Fahrgast das Innere des Kraftfahrzeugs betreten kann. Zum Verschließen der Türöffnung O ist ein verlagerbares bzw. auslenkbares Kraftfahrzeugteil in Form einer klappbaren Seitentür S vorgesehen, die in 11A in teilweise abgeklappter Lage dargestellt ist. Das Abklappen einer Seitentür S eines Kraftfahrzeugs von der Fahrzeugstruktur K in eine nur teilweise abgeklappte Lage erfolgt beispielsweise regelmäßig dann, wenn neben dem Kraftfahrzeug ein Drittfahrzeug parkt, so dass die Seitentür S nicht beliebig weit geöffnet werden kann, ohne mit dem Drittfahrzeug zu kollidieren. Es ist dann wichtig, dass die Seitentür S in der teilweise aufgeklappten Lage so arretiert ist, dass sie nicht schon durch einen Windstoß oder unbeabsichtigtes Berühren seitens eines Passanten weiter aufgeklappt wird, da sie hierdurch mit dem benachbarten Drittfahrzeug kollidieren könnte. Hierfür sind so genannte Feststellvorrichtungen vorgesehen, mit denen eine Seitentür S in teilweise aufgeklappter Lage arretierbar ist. 11A shows a section of the lateral vehicle structure (body K) of a motor vehicle, which together with the roof area D of the motor vehicle defines and encloses a door opening O, through which a passenger can enter the interior of the motor vehicle. For closing the door opening O a displaceable or deflectable motor vehicle part in the form of a hinged side door S is provided, which in 11A is shown in partially folded position. The folding down of a side door S of a motor vehicle from the vehicle structure K into a partially folded-down position takes place, for example, regularly when a third vehicle is parked next to the motor vehicle, so that the side door S can not be opened arbitrarily wide without colliding with the third vehicle. It is then important that the side door S is locked in the partially unfolded position so that it is not already unfolded by a gust of wind or unintentional contact by a passer, as it could thereby collide with the adjacent third party vehicle. For this purpose, so-called locking devices are provided with which a side door S can be locked in a partially unfolded position.
Ziel ist es, eine solche Feststellvorrichtung so zu gestalten, dass sie einerseits eine zuverlässige Arretierung einer Kraftfahrzeugtür in teilweise aufgeklappter Lage ermöglicht, gleichzeitig aber eine gewünschte Leichtgängigkeit der Fahrzeugtür beim Auf- und Zuklappen nicht beeinträchtigt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Feststellvorrichtungen, mit denen dieses Ziel erreichbar ist, werden nachfolgend anhand der 1A bis 9B beschrieben werden.The aim is to make such a locking device so that on the one hand allows a reliable locking of a motor vehicle door in partially unfolded position, but at the same time does not affect a desired ease of movement of the vehicle door when opening and closing. Different embodiments of locking devices, with which this goal can be achieved, are described below with reference to the 1A to 9B to be discribed.
Zuvor sei anhand 11B noch verdeutlicht, dass Feststellvorrichtungen der genannten Art nicht nur bei Seitentüren eines Kraftfahrzeugs, sondern beispielsweise auch bei einer an der Rückseite R eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen und zum Verschließen eines Laderaums L dienenden Hecktür bzw. Heckklappe H vorgesehen sein können. Weitere mögliche Einsatzgebiete sind Kofferraumklappen, Motorklappen, Schiebetüren, verstellbare Ladeböden, Rollos und sonstige Fahrzeugteile, die relativ zu einer Strukturbaugruppe des Kraftfahrzeugs verlagerbar (auslenkbar) sind. Nachfolgend wird jeweils allgemein von auslenkbaren Kraftfahrzeugteilen gesprochen werden, wobei insbesondere vierschwenkbare (klappbare) jedoch auch verschiebbare Kraftfahrzeugteile umfasst sein sollen.Before that is based 11B makes clear that locking devices of the type mentioned not only in side doors of a motor vehicle, but also, for example, in a provided on the back R of a motor vehicle and serving to close a cargo space L tailgate or tailgate H can be provided. Further possible fields of use are trunk flaps, engine flaps, sliding doors, adjustable loading floors, roller blinds and other vehicle parts which are displaceable (deflectable) relative to a structural subassembly of the motor vehicle. In the following, it will be generally spoken of deflectable motor vehicle parts, in particular four-foldable (hinged) but also displaceable motor vehicle parts are to be included.
Weiterhin können die nachfolgend zu erläuternden Feststellvorrichtungen auch zur Arretierung verlagerbarer Verstellteile außerhalb von Kraftfahrzeugen, z. B. an Gebäuden, Möbeln, Arbeitsgeräten usw., genutzt werden.Furthermore, the locking devices to be explained below also for locking displaceable adjusting parts outside of motor vehicles, eg. B. on buildings, furniture, implements, etc., are used.
10 zeigt in einem Längsschnitt den grundsätzlichen (z. B. aus der WO 2009/007 400 A1 bekannten) Aufbau einer Feststellvorrichtung, mittels der ein auslenkbares Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel eine Seitentür gemäß 11A oder eine Hecktür gemäß 11B oder eine Schiebetür, oder ein sonstiges Verstellteil in teilweise ausgelenkter Lage arretierbar ist. 10 shows in a longitudinal section the basic (eg from the WO 2009/007 400 A1 known) construction of a locking device by means of a deflectable motor vehicle part, such as a side door according to 11A or a tailgate according to 11B or a sliding door, or other adjustment in a partially deflected position can be locked.
Die Feststellvorrichtung umfasst ein Gehäuse 5 mit einem Gehäuseunterteil 51 und einem Gehäuseoberteil 52, die durch geeignete Befestigungsmittel, zum Beispiel in Form von Schrauben oder Nieten, aneinander befestigt sind. In dem Gehäuse 5 sind zwei Reibelemente 1, 2 angeordnet, die über einander zugewandte Reibflächen 10, 20 miteinander in Eingriff bringbar sind, um durch die hierbei wirkende (statische) Haftreibung ein auslenkbares Kraftfahrzeugteil stufenlos in teilweise ausgelenkter Lage arretieren zu können.The locking device comprises a housing 5 with a housing lower part 51 and an upper housing part 52 which are fastened together by suitable fastening means, for example in the form of screws or rivets. In the case 5 are two friction elements 1 . 2 arranged, the over-facing friction surfaces 10 . 20 can be brought into engagement with one another to be able to lock a deflectable motor vehicle part steplessly in partially deflected position by the (static) static friction acting in this case.
Das erste Reibelement 1 wird gebildet durch einen Abschnitt der Innenwand des Gehäuses 5, genauer einen Abschnitt der Innenwand des Gehäuseunterteils 51, der rotationssymmetrisch bezüglich einer Gehäuseachse A ausgebildet ist und der eine sich zum Gehäuseboden des Gehäuseunterteils 51 hin konisch verjüngende Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 definiert bzw. ausbildet. Somit ist das erste Reibelement 1 gehäusefest gestaltet, indem dessen bezüglich der Gehäuseachse A rotationssymmetrische, sich konisch verjüngende Reibfläche 10 einen unmittelbaren Bestandteil einer ringförmig umlaufenden inneren Seitenwand des Gehäuses 5 bildet. Alternativ kann ein gehäusefestes erstes Reibelement beispielsweise auch dadurch realisiert werden, dass ein von der Innenwand des Gehäuses separates Reibelement im Inneren des Gehäuses fixiert wird.The first friction element 1 is formed by a portion of the inner wall of the housing 5 , Specifically, a portion of the inner wall of the housing base 51 , which is formed rotationally symmetrical with respect to a housing axis A and the one to the housing bottom of the housing base 51 towards conically tapered friction surface 10 of the first friction element 1 defines or forms. Thus, the first friction element 1 designed housing-fixed by its respect to the housing axis A rotationally symmetrical, conically tapered friction surface 10 an immediate part of an annular circumferential inner side wall of the housing 5 forms. Alternatively, a housing-fixed first friction element, for example, also be realized in that a separate from the inner wall of the housing friction element is fixed in the interior of the housing.
Das (scheibenförmige) zweite Reibelement 2 ist drehfest auf einer Welle 3 gelagert, die an ihren beiden Enden 31, 32 in jeweils einem zugeordneten Lager 53 bzw. 54 des Gehäuses 5 drehbar gelagert ist und deren Drehachse A mit der Gehäuseachse zusammenfällt, bezüglich der das erste Reibelement 1 rotationssymmetrisch geformt ist. Das zweite Reibelement 2 ist ebenfalls (abgesehen von einer Strukturierung seiner Reibfläche) im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich jener Achse A ausgebildet und verjüngt sich – ebenso wie das erste Reibelement 1 – zu dem (am Gehäuseunterteil 51 vorgesehenen) Gehäuseboden hin. Hierdurch definiert das zweite Reibelement 2 an seinem äußeren Umfang eine konische Reibfläche 20, die der konischen Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 gegenüber liegt und mit dieser reibschlüssig in Eingriff bringbar ist.The (disk-shaped) second friction element 2 is rotatable on a shaft 3 stored at both ends 31 . 32 in each case in an assigned warehouse 53 respectively. 54 of the housing 5 is rotatably mounted and the axis of rotation A coincides with the housing axis, with respect to the first friction element 1 is rotationally symmetrical. The second friction element 2 is also (apart from a structuring of its friction surface) formed substantially rotationally symmetrical with respect to that axis A and tapers - as well as the first friction element 1 - to the (on the lower housing part 51 provided) housing bottom out. This defines the second friction element 2 at its outer periphery a conical friction surface 20 that of the conical friction surface 10 of the first friction element 1 is opposite and frictionally engageable with this.
Um die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 reibschlüssig miteinander in Eingriff bringen zu können, ist ein elastisches Element 4 in Form einer Feder, genauer einer als Druckfeder ausgestalteten Schraubenfeder, vorgesehen, die die Welle 3 umgreift und die sich einerseits an einem verbreiterten Endabschnitt 32 der Welle 3 und andererseits am zweiten Reibelement 2 abstützt, und zwar derart, dass sie die Tendenz hat, das zweite Reibelement 2 gegen das erste Reibelement 1 zu verspannen und hierdurch die beiden Reibflächen 10, 20 miteinander in Eingriff zu bringen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Wirkrichtung Ri der von dem vorgespannten elastischen Element 4 aufgebrachten Kräfte bzw. Vorspannung derart, dass sie sich entlang der Welle 3 bzw. deren Achse A erstreckt und das zweite Reibelement 2 entlang jener Richtung Ri gegen das erste Reibelement 1 verspannt.To the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 frictionally engaged with each other Being able to bring is an elastic element 4 in the form of a spring, more precisely designed as a compression spring coil spring, provided the shaft 3 encompasses and on the one hand at a widened end portion 32 the wave 3 and on the other hand on the second friction element 2 supported, in such a way that it has the tendency, the second friction element 2 against the first friction element 1 to brace and thereby the two friction surfaces 10 . 20 to engage with each other. In other words, the effective direction Ri is that of the prestressed elastic element 4 applied forces or bias such that they are along the shaft 3 or whose axis A extends and the second friction element 2 along that direction Ri against the first friction element 1 braced.
Um weiterhin eine axiale Beweglichkeit des mitdrehend an der Welle 3 gelagerten zweiten Reibelementes 2 zu ermöglichen, so dass dieses entlang der Wirkrichtung Ri der Vorspannung des elastischen Elementes 4 definiert mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Eingriff bringbar ist, erfolgt die drehfeste Lagerung des zweiten Reibelementes 2 an der zugeordneten Welle 3 mittels ineinander greifender Formschlussbereiche F2, F3 des Reibelementes 2 und der Welle 3, welche eine axiale Beweglichkeit des zweiten Reibelementes 2 entlang der Achse A der Welle 3 (und somit auch der hiermit zusammenfallenden Gehäuseachse) zulassen. Konkret bilden die Formschlussbereiche F2, F3 hier beispielhaft eine Nut-Feder-Verbindung mit einer am zweiten Reibelement 2 vorgesehenen Nut F2, die sich entlang der Wellenachse A erstreckt, und mit einer zugeordneten, von der Welle 3 nach außen in die Nut F2 hinein abstehenden Feder F3 in Form eines Vorsprunges.To continue an axial mobility of the co-rotating on the shaft 3 mounted second friction element 2 allow this along the direction of action Ri of the bias of the elastic element 4 defined with the friction surface 10 of the first friction element 1 can be brought into engagement, the rotationally fixed mounting of the second friction element takes place 2 on the associated shaft 3 by means of interlocking form-fitting regions F2, F3 of the friction element 2 and the wave 3 , which has an axial mobility of the second friction element 2 along the axis A of the shaft 3 (and thus also the coincident housing axis) allow. Concretely, the form-fitting regions F2, F3 here form, for example, a tongue and groove connection with one on the second friction element 2 provided groove F2, which extends along the shaft axis A, and with an associated, from the shaft 3 outwardly into the groove F2 projecting spring F3 in the form of a projection.
Der von der Welle 3 nach außen abstehende Formschlussbereich F3 in Form einer Feder greift derart in den zugeordneten Formschlussbereich F2 in Form einer Nut des zweiten Reibelementes 2 ein, dass das zweite Reibelement 2 – bis auf ein gegebenenfalls vorhandenes Drehwinkelspiel – im Wesentlichen drehfest an der Welle 3 gelagert ist, sich jedoch – unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 – entlang der Achse A begrenzt verschieben lässt, wobei das (maximal) mögliche Ausmaß der Verschiebung dadurch begrenzt ist, dass das zweite Reibelement 2 unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 mit seiner Reibfläche 20 gegen die zugeordnete Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 gedrückt wird.The one from the wave 3 outwardly projecting form-fitting region F3 in the form of a spring engages in the associated form-fitting region F2 in the form of a groove of the second friction element 2 a that the second friction element 2 - Except for an optionally available Drehwinkelspiel - substantially rotationally fixed to the shaft 3 is stored, however - under the action of the bias of the elastic element 4 - Can move along the axis A limited, wherein the (maximum) possible extent of the shift is limited by the fact that the second friction element 2 under the action of the bias of the elastic element 4 with its friction surface 20 against the associated friction surface 10 of the first friction element 1 is pressed.
Aufgrund seiner axial verschieblichen Lagerung ist das zweite Reibelement 2 unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 derart (selbsttätig) nachführbar, dass es – auch nach langer Betriebsdauer der Feststellvorrichtung und hiermit verbundenem Verschleiß – stets definiert mit der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Engriff steht. Die Nachführung erfolgt dabei selbsttätig unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 und unter Ausnutzung der axialen Verschieblichkeit des zweiten Reibelementes 2 entlang der Welle 3.Due to its axially displaceable mounting is the second friction element 2 under the action of the bias of the elastic element 4 such (automatically) traceable that it - even after a long period of operation of the locking device and associated wear - always defined with the associated friction surface 10 of the first friction element 1 is in an attack. The tracking takes place automatically under the action of the bias of the elastic element 4 and taking advantage of the axial displaceability of the second friction element 2 along the wave 3 ,
Das Material für die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 ist so zu wählen, dass die beiden Reibflächen 10, 20, wenn sie unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 miteinander in Eingriff stehen, eine hinreichend große statische Haftreibung erzeugen, um mittels der Feststellvorrichtung ein teilweise bezüglich der Fahrzeugstruktur ausgelenktes Kraftfahrzeugteil in seiner ausgelenkten Lage arretieren zu können. Geeignete Materialkombinationen für die beiden Reibflächen 10, 20 wären beispielhaft, dass von den beiden Reibflächen 10, 20 die eine (äußere Reibfläche 10) aus Stahl und die andere (innere Reibfläche 20) aus POM (Polyoxymethylen) besteht.The material for the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 is to be chosen so that the two friction surfaces 10 . 20 when under the action of the bias of the elastic element 4 engage with each other, generate a sufficiently large static friction in order to lock by means of the locking device partially deflected with respect to the vehicle structure motor vehicle part in its deflected position can. Suitable material combinations for the two friction surfaces 10 . 20 would be exemplary of that of the two friction surfaces 10 . 20 the one (outer friction surface 10 ) made of steel and the other (inner friction surface 20 ) consists of POM (polyoxymethylene).
Neben einer zuverlässigen Arretierung eines ausgelenkten Kraftfahrzeugteils soll die Feststellbremse darüber hinaus auch ein möglichst leichtgängiges Auslenken des entsprechenden Kraftfahrzeugteils ermöglichen; das heißt, die zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 der Reibelemente 1, 2 wirkenden Reibungskräfte sollen bei einer Relativbewegung der beiden Reibflächen 10, 20 zueinander möglichst gering sein. Mit anderen Worten ausgedrückt, soll die zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 bei einer Relativbewegung wirkende Gleitreibung deutlich geringer sein, möglichst um ein Vielfaches geringer sein, als die (statische) Haftreibung, die zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 wirkt, wenn das zweite Reibelement 2 in Ruhelage durch das elastische Element 4 gegen das erste Reibelement 1 verspannt ist.In addition to a reliable locking a deflected motor vehicle part, the parking brake should also allow the smoothest possible deflection of the corresponding motor vehicle part; that is, between the two friction surfaces 10 . 20 the friction elements 1 . 2 acting friction forces to a relative movement of the two friction surfaces 10 . 20 to each other as low as possible. In other words, between the two friction surfaces 10 . 20 Sliding friction acting with a relative movement should be significantly lower, if possible by a multiple less than the (static) static friction between the two friction surfaces 10 . 20 acts when the second friction element 2 in rest position by the elastic element 4 against the first friction element 1 is tense.
Die Bewegung des zweiten Reibelementes 2 bei einem Auslenken eines zugeordneten, mittels der Feststellbremse zu arretierenden Kraftfahrzeugteils, zum Beispiel einer Seitentür oder einer Hecktür eines Kraftfahrzeugs, wird dabei dadurch ausgelöst, dass die Welle 3, auf der das zweite Reibelement 2 drehfest gelagert ist, mit jenem auslenkbaren Kraftfahrzeugteil gekoppelt ist, und zwar derart, dass eine Auslenkung jenes Kraftfahrzeugteiles, also etwa einer Fahrzeugtür, in eine Drehbewegung der Welle 3 um ihre Achse A umgesetzt wird. Hierzu kann die Welle 3 einerseits unmittelbar an einer Schwenkachse angreifen, um die ein auslenkbares Kraftfahrzeugteil verschwenkt wird, oder es kann der Welle 3 ein Getriebe vorgeschaltet sein, über das eine Auslenkung des entsprechenden Kraftfahrzeugteiles in eine Drehbewegung der Welle umgesetzt wird. Ein solches Getriebe kann dann beispielsweise eine definierte Übersetzung (für erhöhte Geschwindigkeiten des zweiten Reibelementes) bewirken oder auch eine Richtungsumlenkung, etwa um die Welle 3 in einer bestimmten Raumrichtung anordnen zu können.The movement of the second friction element 2 in a deflection of an associated, to be locked by means of the parking brake motor vehicle part, for example, a side door or a rear door of a motor vehicle, thereby triggered by the fact that the shaft 3 on which the second friction element 2 is rotatably mounted, is coupled to that deflectable motor vehicle part, in such a way that a deflection of that motor vehicle part, so as a vehicle door, in a rotational movement of the shaft 3 is implemented around its axis A. For this, the wave 3 on the one hand attack directly on a pivot axis about which a deflectable motor vehicle part is pivoted, or it can the shaft 3 a transmission be connected upstream, via which a deflection of the corresponding motor vehicle part is converted into a rotational movement of the shaft. Such a transmission can then, for example, a defined translation (for increased speeds of the second friction element) cause or a directional deflection, about the shaft 3 to be able to arrange in a certain spatial direction.
Im Ergebnis ist also das zweite Reibelement 2 über die zugehörige Welle 3 derart mit einem zugeordneten, auslenkbaren Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel einer Fahrzeugtür, zu koppeln, dass eine Auslenkung jenes Kraftfahrzeugteiles eine Drehbewegung der Welle 3 zur Folge hat. As a result, so the second friction element 2 about the associated wave 3 in such a way with an associated, deflectable motor vehicle part, such as a vehicle door, to couple, that a deflection of that motor vehicle part a rotational movement of the shaft 3 entails.
Das andere, erste Reibelement 1 ist dann derart bezüglich der Fahrzeugstruktur zu fixieren, dass es bei einem Auslenken des festzustellenden Kraftfahrzeugteiles nicht mitgenommen wird. Dies lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass das Gehäuse 5, an dessen Innenwand das erste Reibelement 1 mit seiner Reibfläche 10 ausgebildet ist, strukturseitig am Fahrzeug angeordnet wird, beispielsweise am Rahmen einer der Feststellvorrichtung zugeordneten Fahrzeugtür.The other, first friction element 1 is then to be fixed with respect to the vehicle structure that it is not taken in a deflection of the motor vehicle part to be detected. This can be achieved in particular by the fact that the housing 5 , on the inner wall of the first friction element 1 with its friction surface 10 is formed, structurally arranged on the vehicle, for example, on the frame of a locking device associated vehicle door.
Somit führt im Ergebnis eine Auslenkbewegung des der Feststellvorrichtung zugeordneten auslenkbaren Kraftfahrzeugteils dazu, dass das zweite Reibelement 2 mittels der Welle 3 um die Achse A bezüglich des ersten Reibelementes 1 verdreht wird, wobei die beiden konischen Reibflächen 10, 20 aneinander gleiten. Ziel ist es nun, die hierbei auftretenden Gleitreibungskräfte – bei gleichzeitiger Gewährleistung möglichst großer statischer Haftreibungskräfte – so zu begrenzen, dass einem Auslenken des besagten Kraftfahrzeugteiles keine zu großen Reibungskräfte entgegenwirken. Hierzu kann einerseits eine geeignete Auswahl der für die beiden zusammenwirkenden Reibflächen 10, 20 verwendeten Materialien beitragen, insbesondere durch Verwendung solcher Materialpaarungen, bei denen die statische Haftreibung substantiell größer ist, insbesondere um ein Vielfaches größer ist, als die Gleitreibung.As a result, a deflection movement of the deflectable motor vehicle part assigned to the locking device results in the second friction element 2 by means of the shaft 3 about the axis A with respect to the first friction element 1 is twisted, with the two conical friction surfaces 10 . 20 glide together. The aim now is to limit the sliding friction forces occurring while at the same time ensuring the greatest possible static static frictional forces in such a way that no deflection of the said motor vehicle part is counteracted by excessive frictional forces. For this purpose, on the one hand, a suitable selection of the two cooperating friction surfaces 10 . 20 contribute materials used, in particular by using such material pairings in which the static static friction is substantially greater, in particular many times greater than the sliding friction.
Alternativ oder ergänzend ist vorliegend die Verwendung eines (fließfähigen) Zusatz- bzw. Zwischenmediums Z vorgesehen, das während einer Bewegung des zweiten Reibelementes 2 relativ zu dem ersten Reibelement 1 zwischen die einander zugewandten Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 zu bringen ist und die wirkenden Reibungskräfte reduziert. Als ein Schmierstoff zur Reduzierung der Reibungskräfte kann ein geeignetes Öl, zum Beispiel Fluorsilicon-Basisöl mit Ester Additiven verwendet werden, und zwar gerade in Kombination mit Reibflächen 10, 20, von denen die eine aus Metall (Stahl) und die andere aus (thermoplastischen) Kunststoff (z. B. PA/Polyamid oder POM/Polyoxymethylen) besteht.Alternatively or additionally, the use of a (flowable) additional or intermediate medium Z is provided here, which during a movement of the second friction element 2 relative to the first friction element 1 between the mutually facing friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 to bring and reduces the frictional forces. As a lubricant for reducing the frictional forces, a suitable oil, for example, fluorosilicone base oil with ester additives can be used, especially in combination with friction surfaces 10 . 20 of which one is made of metal (steel) and the other of (thermoplastic) plastic (eg PA / polyamide or POM / polyoxymethylene).
Das Zusatz- bzw. Zwischenmedium Z in Form eines Schmierstoffes, also bestehend aus einem fließfähigen Material, ist im Gehäuseunterteil 51 vorgesehen, und zwar mit einer solchen Füllhöhe, dass es zumindest bis an die dem Gehäuseboden zugewandte Unterseite des zweiten Reibelementes 2 heranreicht, bevorzugt aber das zweite Reibelement 2 insgesamt umgibt.The additional or intermediate medium Z in the form of a lubricant, ie consisting of a flowable material, is in the lower housing part 51 provided, with such a filling height, that it at least up to the bottom of the housing facing the bottom of the second friction element 2 approaches, but preferably the second friction element 2 total surrounds.
Damit während einer Relativbewegung, also einer Drehbewegung, des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1, ein hinreichender Anteil des fließfähigen Zusatz- bzw. Zwischenmediums Z zwischen die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 gelangen kann und hierdurch die Gleitreibung entsprechend herabgesetzt wird, können entlang der Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 Führungskanäle vorgesehen sein, wie in der WO 2009/007 400 A1 beschrieben, in denen das Zusatz- bzw. Zwischenmedium Z aufgenommen ist und von denen aus es während einer Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 zwischen die beiden Reibflächen 10, 20 gelangen kann. Dabei sind jene Kanäle z. B. als Vertiefungen (Nuten bzw. Rillen) in der Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 ausgebildet, die sich im Wesentlichen entlang der Welle 3 bzw. deren Achse A erstrecken, dabei aber – entsprechend der Neigung der Reibfläche 20 – zu jener Richtung geneigt sind.Thus during a relative movement, ie a rotational movement, of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 , A sufficient proportion of the flowable additional or intermediate medium Z between the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 can reach and thus the sliding friction is reduced accordingly, along the friction surface 20 of the second friction element 2 Be provided guide channels, as in the WO 2009/007 400 A1 described, in which the additional or intermediate medium Z is received and from which it during a rotational movement of the second friction element 2 between the two friction surfaces 10 . 20 can get. These channels are z. B. as depressions (grooves or grooves) in the friction surface 20 of the second friction element 2 formed essentially along the shaft 3 or whose axis A extend, but - according to the inclination of the friction surface 20 - are inclined to that direction.
Im Ruhezustand des zweiten Reibelementes 2, also wenn etwa ein ausgelenktes Kraftfahrzeugteil mittels der Feststellvorrichtung in ausgelenkter Lage arretiert werden soll, wird das Zusatz- bzw. Zwischenmedium Z unter der Wirkung der Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 aus dem Bereich zwischen den aneinander anliegenden Reibflächen 10, 20 herausgedrückt, so dass die Haftreibung nicht beeinträchtigt wird.In the resting state of the second friction element 2 Thus, when about a deflected motor vehicle part is to be locked by the locking device in the deflected position, the additional or intermediate medium Z is under the action of the biasing force of the elastic element 4 from the area between the adjoining friction surfaces 10 . 20 pushed out, so that the stiction is not affected.
Die Art und Menge des vorzusehenden Zusatzmediums Z ist vorteilhaft so auszuwählen, dass das zweite Reibelement 2 unter Haftreibungsbedingungen (Ruhezustand) möglichst nicht auf diesem aufschwimmt, also das Zusatzmedium Z aus dem Bereich der einander zugeordneten Reibflächen der Reibelemente 1, 2, wie oben beschrieben, verdrängt werden kann, um zuverlässige Haftreibung im Ruhezustand zu gewährleisten.The type and amount of the additional medium Z to be provided is advantageously to be selected such that the second friction element 2 Under static friction conditions (resting state) as possible not floated on this, so the additional medium Z from the region of the mutually associated friction surfaces of the friction elements 1 . 2 As described above, can be displaced to ensure reliable stiction at rest.
Insgesamt ergibt sich somit anhand der 1 folgendes: Endet die Auslenkbewegung, die zum Verlagern eines der Feststellvorrichtung zugeordneten Kraftfahrzeugteils, beispielsweise einer Fahrzeugtür, geführt hat, so dreht sich die Welle 3 nicht weiter und das zweite Reibelement 2 liegt dem ersten Reibelement 1 ortsfest gegenüber, wobei die beiderseitigen Reibflächen 10, 20 aneinander anliegen. Unter der Wirkung der von dem elastischen Element 4 erzeugten Vorspannkraft wird dann das zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 befindliche Zwischenmedium Z zumindest an den Stellen weggedrückt, an denen die Reibflächen 10, 20 unmittelbar aneinander anliegen. Nach einer kurzen Übergangszeit, die für das Wegdrücken des Zwischenmediums Z erforderlich ist, setzt dann die erhöhte (trockene) Haftreibung zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 ein.Overall, therefore, based on the 1 the following: ends the deflection movement, which has led to the displacement of a locking device associated motor vehicle part, such as a vehicle door, so the shaft rotates 3 not further and the second friction element 2 lies the first friction element 1 stationary opposite, wherein the mutual friction surfaces 10 . 20 abut each other. Under the action of the elastic element 4 generated biasing force is then the between the two friction surfaces 10 . 20 located intermediate medium Z at least pushed away at the points where the friction surfaces 10 . 20 lie directly against each other. After a short transitional period, which is for the pushing away of the intermediate medium Z is required, then sets the increased (dry) static friction between the two friction surfaces 10 . 20 one.
Wird später das entsprechende Kraftfahrzeugteil wieder bewegt, beispielsweise, um es noch weiter auszulenken oder um es in seine ursprüngliche Lage zurückzuklappen, so muss hierfür zunächst die Haftreibung zwischen den Reibflächen 10, 20 der Feststellvorrichtung überwunden werden. Sobald dann das zweite Reibelement 2 mit seiner Reibfläche 20 wieder bezüglich des ersten Reibelementes 1 und seiner Reibfläche 10 bewegt wird, das heißt, gedreht wird, ist – ggf. mittels Führungskanälen, die bei der Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 nach und nach sämtliche Bereiche der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 überstreichen – sichergestellt, dass die Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 kontinuierlich mit Zwischenmedium Z benetzt wird, über das dann die Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 mit verringerter Gleitreibung gleiten kann.If the corresponding motor vehicle part is later moved again, for example in order to deflect it further or to fold it back into its original position, the static friction between the friction surfaces must first be used for this purpose 10 . 20 the locking device to be overcome. As soon as the second friction element 2 with its friction surface 20 again with respect to the first friction element 1 and its friction surface 10 is moved, that is, is rotated, is - possibly by means of guide channels, during the rotation of the second friction element 2 gradually all areas of the friction surface 10 of the first friction element 1 paint over - ensure that the friction surface 10 of the first friction element 1 is continuously wetted with intermediate medium Z, then on the friction surface 20 of the second friction element 2 can slide with reduced sliding friction.
Bei der in 10 dargestellten Feststellvorrichtung befinden sich die beiden Reibelemente 1, 2 mit ihren Reibflächen 10, 20 im Wesentlichen entlang des gesamten Umfanges der Feststellvorrichtung in Kontakt, wenn die beiden Reibelemente 1, 2 über ihre Reibflächen 10, 20 entweder unter Haftreibungsbedingungen (in der Ruhelage) oder unter Gleitreibungsbedingungen (bei einer Relativbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1) aneinander anliegen. Ausgenommen hiervon sind ggf. lediglich solche (konkav geformten) Bereiche der einen oder anderen Reibfläche 10, 20, an denen Führungskanäle ausgebildet sind, mittels derer ein Zusatzmedium Z transportierbar ist, um es während einer Relativbewegung (Gleitreibungsbedingungen) zwischen die einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 zu bringen und in der Ruhelage (Haftreibungsbedingungen) wieder abfließen zu lassen.At the in 10 Locking device shown are the two friction elements 1 . 2 with their friction surfaces 10 . 20 substantially in contact along the entire circumference of the locking device when the two friction elements 1 . 2 over their friction surfaces 10 . 20 either under static friction conditions (in the rest position) or under sliding friction conditions (during a relative movement of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 ) abut each other. Exceptions to this are possibly only those (concave-shaped) areas of one or the other friction surface 10 . 20 in which guide channels are formed, by means of which an additional medium Z is transportable to it during a relative movement (sliding friction conditions) between the mutually associated friction surfaces 10 . 20 to bring and drain in the rest position (static friction conditions) again.
Anhand 1A wird nun eine erste Ausführungsform einer Feststellvorrichtung beschrieben werden, die von jenem Prinzip abweicht, indem jeweils nur Teilbereiche der beiden Reibflächen 10, 20 bestimmungsgemäß miteinander in Kontakt stehen, wenn die beiden Reibelemente 1, 2 über die Reibflächen 10, 20 unter Haftreibungsbedingungen aneinander anliegen bzw. unter Gleitreibungsbedingungen relativ zueinander gleiten.Based 1A Now, a first embodiment of a locking device will be described, which differs from that principle, in each case only partial areas of the two friction surfaces 10 . 20 intended to be in contact with each other when the two friction elements 1 . 2 over the friction surfaces 10 . 20 under static friction conditions abut each other or slide under sliding friction conditions relative to each other.
Diese Ausgestaltung einer Feststellvorrichtung beruht auf der Erkenntnis, dass eine definierte Haftreibung zwischen den Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2, welche zur sicheren Arretierung eines verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles, wie zum Beispiel einer Kraftfahrzeugtür, führt auch dann erreichbar ist, wenn die beiden Reibelemente 1, 2 nur über Teilbereiche ihrer Reibflächen 10, 20 miteinander in Kontakt stehen. Hierbei kann insbesondere eine an den Kontaktbereichen der beiden Reibflächen 10, 20 erhöhte Flächenpressung sowie ggf. eine in der Querschnittsebene der Reibelemente auftretende Keilwirkung genutzt werden, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird.This embodiment of a locking device is based on the knowledge that a defined static friction between the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 which for secure locking of a movable motor vehicle part, such as a motor vehicle door, leads is also achievable when the two friction elements 1 . 2 only over parts of their friction surfaces 10 . 20 in contact with each other. In this case, in particular one at the contact areas of the two friction surfaces 10 . 20 increased surface pressure and possibly occurring in the cross-sectional plane of the friction elements wedge effect can be used, as will be explained in more detail below.
In einer Querschnittsebene senkrecht zur Drehachse D, bezüglich derer die beiden Reibelemente 1, 2 zueinander verdrehbar sind, wie zum Beispiel in den 1A bis 7B dargestellt, sind dabei vorzugsweise höchstens 50%, insbesondere höchstens 30% oder sogar höchstens 10% bzw. nur 3% bis 5% einer jeweiligen Reibfläche 10 oder 20 in Kontakt der jeweils zugeordneten anderen Reibfläche 20 bzw. 10, was insbesondere durch eine (durch unterschiedliche Krümmungen der beiden Reibflächen 10, 20 erzeugte) im Wesentlichen linienhafte bzw. im Querschnitt punktartige Anlage der beiden Reibflächen 10, 20 erreicht werden kann.In a cross-sectional plane perpendicular to the axis of rotation D, with respect to which the two friction elements 1 . 2 are rotatable to each other, such as in the 1A to 7B are shown, are preferably at most 50%, in particular at most 30% or even at most 10% or only 3% to 5% of a respective friction surface 10 or 20 in contact with the respectively associated other friction surface 20 respectively. 10 , which in particular by a (by different curvatures of the two friction surfaces 10 . 20 produced) substantially linear or in cross-section point-like contact of the two friction surfaces 10 . 20 can be achieved.
Um den Flächenanteil der Teilbereiche der zweiten Reibfläche 20, über welche die zweite Reibfläche 20 an der ersten Reibfläche 10 anliegt, auch ohne Bezug auf die Querschnittsebene definiert angeben zu können, ist es erforderlich, die Grenzen G1, G2 der (als Mantelfläche des zweiten Reibelementes 2 umlaufenden und als Gegenfläche der ersten Reibfläche 10 gegenüberliegenden) zweiten Reibfläche 20, insbesondere in axialer Richtung, zu definieren bzw. festzulegen. Hier ist die axiale Ausdehnung der zweiten Reibfläche 20 so definiert, dass die axiale Ausdehnung der zweiten Reibfläche 20 begrenzt ist durch die axialen Grenzen G1, G2 der Teilbereiche T, T1, T2, vergl. 2A–2C sowie 4A, 4B, 6, 8A und 8B, über die das zweite Reibelement 2 mit der zweiten Reibfläche 20 an der ersten Reibfläche 10 anliegt.To the area ratio of the portions of the second friction surface 20 over which the second friction surface 20 on the first friction surface 10 is present, even without reference to the cross-sectional plane defined to indicate, it is necessary, the boundaries G1, G2 of (as lateral surface of the second friction element 2 circumferential and as counter surface of the first friction surface 10 opposite) second friction surface 20 , in particular in the axial direction to define or set. Here is the axial extent of the second friction surface 20 defined so that the axial extent of the second friction surface 20 is limited by the axial limits G1, G2 of the subregions T, T1, T2, see. 2A - 2C such as 4A . 4B . 6 . 8A and 8B over which the second friction element 2 with the second friction surface 20 on the first friction surface 10 is applied.
1A zeigt in einem Querschnitt senkrecht zur Gehäuse- bzw. Drehachse A, D einer Feststellvorrichtung, wie in 10 dargestellt, ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zweier Reibelemente 1, 2, die – in der besagten Querschnittsebene – jeweils nur mit Teilbereichen T ihrer Reibflächen 10, 20 in Kontakt stehen. 1A shows in a cross section perpendicular to the housing or axis of rotation A, D of a locking device, as in 10 illustrated, a first embodiment of an arrangement of two friction elements 1 . 2 , which - in the said cross-sectional plane - in each case only with partial regions T of their friction surfaces 10 . 20 stay in contact.
Die Anordnung aus 1A geht dabei – ebenso wie die zuvor anhand 10 erläuterte bekannte Feststellvorrichtung – von zwei Reibelementen 1, 2 aus, von denen das eine Reibelement 1 als ein äußeres (im Beispiel gehäusefestes) Reibelement das zweite, innere (im Ausführungsbeispiel drehbar gelagerte) Reibelement 2 im Querschnitt ringförmig umschließt, sodass die in radialer Richtung innere Oberfläche des ersten Reibelementes 1 als dessen Reibfläche 10 dient und die in radialer Richtung äußere Oberfläche des zweiten Reibelementes 2 als zweite Reibfläche 20 dient, welche der ersten Reibfläche 10 als Gegenfläche zugewandt ist bzw. gegenüberliegt. Die zweite Reibfläche 20 bildet eine umlaufende Mantelfläche des zweiten Reibelementes 2.The arrangement off 1A goes there - just like the previous one 10 explained known locking device - of two friction elements 1 . 2 one of which is a friction element 1 as an outer (in the example fixed to the housing) friction element, the second, inner (rotatably mounted in the embodiment) friction element 2 in annular cross-section encloses, so that the radially inner surface of the first friction element 1 as its friction surface 10 serves and in the radial direction outer surface of the second friction element 2 as a second friction surface 20 serves, which is the first friction surface 10 faces as a counter surface or opposite. The second friction surface 20 forms a circumferential lateral surface of the second friction element 2 ,
Im Ausführungsbeispiel der 1A verlaufen dabei beide Reibflächen 10, 20 im Querschnitt jeweils entlang einer Kreislinie, wobei der Durchmesser der ersten Reibfläche 10 größer ist als der Durchmesser der zweiten Reibfläche 20 (Gegenfläche), sodass zwischen den Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 ein Freiraum F gebildet wird, der sich bevorzugt in axialer Richtung (senkrecht zur Querschnittsebene der 1A) entlang der gesamten Länge des zweiten Reibelementes 2 erstreckt. Die beiden Reibflächen 10, 20 können dabei beispielsweise Zylinderflächen oder sich in axialer Richtung konisch verjüngende Flächen, entsprechend der Anordnung aus 10, bilden.In the embodiment of 1A Both friction surfaces extend in this case 10 . 20 in cross section in each case along a circular line, wherein the diameter of the first friction surface 10 greater than the diameter of the second friction surface 20 (Counterface), so between the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 a free space F is formed, which preferably in the axial direction (perpendicular to the cross-sectional plane of the 1A ) along the entire length of the second friction element 2 extends. The two friction surfaces 10 . 20 For example, cylinder surfaces or conically tapered surfaces in the axial direction, in accordance with the arrangement 10 , form.
Dabei ist jedoch vorliegend das zweite, innere Reibelement 2 im Fall der 1A mit seiner Reibfläche 20 nicht konzentrisch bezüglich des ersten, äußeren Reibelementes 1 und dessen Reibfläche 10 angeordnet, sondern vielmehr außermittig (exzentrisch).However, in this case, the second, inner friction element is present 2 in the case of 1A with its friction surface 20 not concentric with respect to the first, outer friction element 1 and its friction surface 10 arranged but rather off-center (eccentric).
Konkret sind die Gehäuseachse A, welche den Mittelpunkt des Kreises definiert, auf dessen Kreislinie in der Querschnittsdarstellung die erste Reibfläche 10 verläuft, und die Drehachse D des zweiten Reibelementes 2, welche im Ausführungsbeispiel den Mittelpunkt des durch die zweite Reibfläche 20 begrenzten Kreises bildet, voneinander beabstandet, sodass sich eine diesem Abstand entsprechende Exzentrizität e in der Lagerung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 ergibt. Der besagte Abstand bzw. die hiermit verbundene Exzentrizität e ist so gewählt, dass das zweite innere Reibelement 2 in jeder Reiblage jeweils mit einem Teilbereich T seiner Reibfläche 20 (als aktiver Reibfläche) an der zugeordneten Reibfläche 10 des äußeren, ersten Reibelementes 1 anliegt, wie in 1A dargestellt.Specifically, the housing axis A, which defines the center of the circle, on the circular line in the cross-sectional view, the first friction surface 10 runs, and the axis of rotation D of the second friction element 2 , Which in the embodiment, the center of the through the second friction surface 20 limited circle forms, spaced from each other, so that an eccentricity e corresponding to this distance in the storage of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 results. The said distance or the associated eccentricity e is chosen so that the second inner friction element 2 in each friction position, each with a portion T of its friction surface 20 (as an active friction surface) on the associated friction surface 10 the outer, first friction element 1 is present, as in 1A shown.
Wegen der im Querschnitt kreislinienförmigen Ausgestaltung der beiden Reibflächen 10, 20 ist die beiderseitige Berührung dabei im Querschnitt punktförmig bzw. bei Berücksichtigung der Ausdehnung der Reibelemente 1, 2 entlang der Gehäuseachse A und Drehachse D (senkrecht zur Blattebene der 1A) linienförmig. In realen Systemen liegt aber tatsächlich eine flächige Anlage der beiden Reibflächen 10, 20 in einem jeweiligen Teilbereich T vor.Because of the cross-sectionally circular configuration of the two friction surfaces 10 . 20 the mutual contact is punctiform in cross section or in consideration of the extent of the friction elements 1 . 2 along the housing axis A and axis of rotation D (perpendicular to the plane of the plane 1A ) linear. In real systems, however, there is actually a surface contact of the two friction surfaces 10 . 20 in a respective subarea T before.
Allgemein betreffen bei der nachfolgenden Erläuterung der 1A bis 7B Bezugnahmen auf Kreise, Kreisabschnitte, Kreisbögen, punkthafte Anlagen usw. jeweils den Querschnitt der Reibelemente 1, 2 wie z. B. in den 1A bis 1C und 3A bis 3C jeweils dargestellt. Tatsächlich ist das jeweilige zweite Reibelement 2 mit einer Ausdehnung in axialer Richtung (senkrecht zur Blattebene der Figuren) versehen; jedoch wird der Einfachheit halber bei der Erläuterung von Querschnittsdarstellungen, wie in den 1A bis 1C, 3A bis 3C, 4B, 5B, 6, 7A und 7B, nicht stets ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die Beschreibung der jeweiligen Geometrie des zweiten Reibelementes 2 speziell auf dessen zweidimensionale Querschnittsgestaltung und nicht auf dessen tatsächliche dreidimensionale Gestalt bezieht.Generally, in the explanation below, the 1A to 7B References to circles, sections of circles, circular arcs, punctiform installations, etc., respectively, the cross-section of the friction elements 1 . 2 such as Tie 1A to 1C and 3A to 3C each shown. In fact, the respective second friction element 2 with an extension in the axial direction (perpendicular to the plane of the figures) provided; however, for the sake of simplicity, in explaining cross-sectional representations as in FIGS 1A to 1C . 3A to 3C . 4B . 5B . 6 . 7A and 7B , not always expressly noted that the description of the respective geometry of the second friction element 2 specifically refers to its two-dimensional cross-sectional design and not to its actual three-dimensional shape.
Durch die gemäß 1A in der Querschnittsebene vorliegende Keilwirkung, wenn die beiden Reibelemente 1, 2 über ihre Reibflächen 10, 20 in einem Teilbereich T, wie in 1A dargestellt aneinander anliegen, wird vorliegend die Haftreibung (durch Keilkräfte) verstärkt, sodass selbst bei einer vergleichsweise geringen Anlagefläche der beiden Reibflächen 10, 20 eine hinreichend starke Brems- bzw. Feststellwirkung erzielbar ist.By according to 1A in the cross-sectional plane present wedge effect, when the two friction elements 1 . 2 over their friction surfaces 10 . 20 in a subregion T, as in 1A abut against each other, in the present case, the static friction is reinforced (by wedge forces), so that even with a comparatively small contact surface of the two friction surfaces 10 . 20 a sufficiently strong braking or locking action can be achieved.
Der zwischen den beiden Reibelementen 1, 2 bzw. deren Reibflächen 10, 20 außerhalb des Teilbereiches T gebildete Freiraum F steht für den Transport eines Zusatzmediums Z zur Verfügung, wie es in 10 gezeigt ist, sodass das Zusatzmedium einerseits während einer Drehbewegung (Gleitreibungsbedingungen) gezielt zwischen die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 gebracht werden kann und andererseits beim Vorliegen von Haftreibungsbedingungen (Ruhelage der Reibelemente 1, 2) aus dem Teilbereich T, in dem die beiden Reibflächen 10, 20 aneinander anliegen, herausgedrückt werden kann.The between the two friction elements 1 . 2 or their friction surfaces 10 . 20 Free space F formed outside the partial area T is available for the transport of an additional medium Z, as shown in FIG 10 is shown, so that the additional medium on the one hand during a rotational movement (sliding friction conditions) targeted between the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 can be brought and on the other hand in the presence of static friction conditions (rest position of the friction elements 1 . 2 ) from the subregion T, in which the two friction surfaces 10 . 20 abut one another, can be pushed out.
Der Freiraum F zwischen den beiden Reibelementen 1, 2 bzw. deren Reibflächen 10, 20 (für einen Flüssigkeitstransport in Umfangsrichtung U, um das Zusatzmedium zwischen die in Kontakt stehenden (aktiven) Bereiche der Reibflächen 10, 20 zu bringen bzw. von dort wegzubringen) wird dabei vorliegend ohne die Ausbildung von Führungskanälen oder sonstigen speziellen Aufnahmebereichen an einer der beiden Reibflächen 10, 20 geschaffen. Vielmehr ist die zweite, innere Reibfläche 20 im Querschnitt durchgängig konvex gekrümmt und die zugeordnete erste, äußere Reibfläche im Querschnitt durchgängig konkav gekrümmt.The clearance F between the two friction elements 1 . 2 or their friction surfaces 10 . 20 (For a liquid transport in the circumferential direction U to the additional medium between the contacting (active) areas of the friction surfaces 10 . 20 To bring or move away from there) is present without the formation of guide channels or other special receiving areas on one of the two friction surfaces 10 . 20 created. Rather, the second, internal friction surface 20 Continuously convexly curved in cross-section and the associated first, outer friction surface in the cross-section continuously curved concavely.
Beim Ausführungsbeispiel der 1A kann eine Kraft auf das zweite Reibelement 2, welche dieses Reibelement 2 definiert gegen das erste Reibelement 1 verspannt, sodass diese mit einem Teilbereich T ihrer Reibflächen 10, 20 aneinander anliegen, beispielsweise durch die Gravitationskraft erzeugt werden, insbesondere bei horizontaler Lage der Gehäuseachse A sowie der Drehachse D.In the embodiment of 1A can be a force on the second friction element 2 which this friction element 2 defined against the first friction element 1 clamped, so that these with a portion T of their friction surfaces 10 . 20 abut each other, for example, be generated by the gravitational force, in particular in the horizontal position of the housing axis A and the axis of rotation D.
Beim Ausführungsbeispiel der 1B ist demgegenüber ein elastisches Element 41, hier in Form einer Zugfeder, vorgesehen, welches die beiden Reibelemente 1, 2 derart gegeneinander verspannt, dass diese über einen Teilbereich T ihrer Reibflächen 10, 20 aneinander anliegen. Das elastische Element 41 in Form einer Zugfeder wirkt hierzu zwischen den beiden Reibelementen 1, 2 und greift im Ausführungsbeispiel mit einem ersten Federende 41a an einem dem ersten Reibelement 1 zugeordneten (gehäuseseitigen) Widerlager W1 und mit einem zweiten Federende 41b an einem dem zweiten Reibelement 2 zugeordneten Widerlager W2 an, welches hier konzentrisch bezüglich der Drehachse D des zweiten Reibelementes 2 angeordnet ist. In the embodiment of 1B is in contrast an elastic element 41 , here in the form of a tension spring, provided which the two friction elements 1 . 2 braced against each other so that these over a portion T of their friction surfaces 10 . 20 abut each other. The elastic element 41 in the form of a tension spring acts for this purpose between the two friction elements 1 . 2 and engages in the embodiment with a first spring end 41a at a first friction element 1 associated (housing-side) abutment W1 and with a second spring end 41b at a second friction element 2 associated abutment W2, which here concentric with respect to the axis of rotation D of the second friction element 2 is arranged.
Indem hier als elastisches Element 41 eine Feder mit temperaturabhängiger Federkonstante oder ein in sonstiger Weise hinsichtlich seiner Federcharakteristik temperaturabhängig steuerbares Federelement verwendet wird, kann sichergestellt werden, dass Temperaturabhängigkeiten in den Eigenschaften eines verwendeten Zusatzmediums (Schmiermittels), z. B. von dessen Viskosität, kompensiert werden können. So kann es erwünscht sein, die beiden Reibelemente 1, 2 bei niedrigeren Temperaturen mit einer vergleichsweise größeren Federkraft gegeneinander zu verspannen, da mit abnehmenden Temperaturen die Viskosität des verwendeten Zusatzmediums, z. B. in Form von Öl, tendenziell zunimmt und somit für eine schnelle Verdrängung des zwischen den Reibflächen 10, 20 im Teilbereich T befindlichen Zusatzmediums beim Übergang von Gleitreibungs- zu Haftreibungsbedingungen eine entsprechend größere Federkraft vorteilhaft ist.By here as an elastic element 41 a spring with temperature-dependent spring constant or in any other way with respect to its spring characteristic temperature-controllable spring element is used, it can be ensured that temperature dependencies in the properties of an additional medium used (lubricant), z. B. of its viscosity can be compensated. So it may be desirable, the two friction elements 1 . 2 to brace against each other at lower temperatures with a comparatively greater spring force, since with decreasing temperatures, the viscosity of the additional medium used, eg. B. in the form of oil, tends to increase and thus for a rapid displacement of the between the friction surfaces 10 . 20 In the sub-area T located additional medium at the transition from Gleitreibungs- to static friction conditions, a correspondingly greater spring force is advantageous.
Im Ausführungsbeispiel der 1C sind die beiden Reibelemente 1, 2 mittels einer Drehfeder 42 gegeneinander verspannt, deren mindestens eine Federwindung an der dem zweiten Reibelement 2 abgewandten Außenseite des ersten Reibelementes 1 bzw. des entsprechenden Gehäuses 5 umläuft und die zwischen den beiden Reibelementen 1, 2 wirkt. Hierzu greift das elastische Element 42 (mit je einem Federende 42a, 42b) einerseits an einem dem ersten Reibelement 1 zugeordneten (gehäusefesten) Widerlager W1 und anderseits an einem dem zweiten Reibelement 2 zugeordneten und gemeinsam mit diesem um dessen Drehachse D drehbaren Widerlager W2 an.In the embodiment of 1C are the two friction elements 1 . 2 by means of a torsion spring 42 braced against each other, whose at least one spring coil on the second friction element 2 remote from the outside of the first friction element 1 or the corresponding housing 5 revolves and the between the two friction elements 1 . 2 acts. For this purpose, the elastic element engages 42 (each with a spring end 42a . 42b On the one hand on a first friction element 1 assigned (fixed to the housing) abutment W1 and on the other hand on a second friction element 2 assigned and rotatable together with this about its axis of rotation D abutment W2.
Das dem zweiten, inneren Reibelement 2 zugeordnete Widerlager W2 ist dabei an einem Hebelarm 29 angeordnet, der an einer ortsfesten, z. B. dem ersten Reibelement 1 zugeordneten Lagerstelle L1 schwenkbar gelagert ist und der über weitere Lagermittel L2 mit dem zweiten, inneren Reibelement 2 verbunden ist, sodass die auf das hebelseitige Widerlager W2 wirkende Federkraft die Tendenz hat, das zweite Reibelement 2 mit einem Teilbereich T seiner Reibfläche 20 gegen die Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 zu drücken.The second, inner friction element 2 assigned abutment W2 is on a lever arm 29 arranged on a fixed, z. B. the first friction element 1 associated bearing point L1 is pivotally mounted and the other bearing means L2 with the second, inner friction element 2 is connected, so that the force acting on the lever-side abutment W2 spring force tends to, the second friction element 2 with a portion T of its friction surface 20 against the friction surface 10 of the first friction element 1 to press.
Im Ergebnis verspannt beim Ausführungsbeispiel der 1C ein elastisches Element 42, z. B. in Form einer Drehfeder, die beiden Reibelemente 1, 2 über einen Hebelarm 29 gegeneinander, sodass diese in einem Teilbereich T ihrer Reibflächen 10, 20 aneinander anliegen. Mittels des Hebelarms 29 lässt sich dabei eine entsprechende Verstärkung des Spannmomentes erreichen.As a result, in the embodiment of the braced 1C an elastic element 42 , z. B. in the form of a torsion spring, the two friction elements 1 . 2 via a lever arm 29 against each other, so that they in a portion T of their friction surfaces 10 . 20 abut each other. By means of the lever arm 29 can be achieved a corresponding gain of the clamping torque.
Bei den Feststellvorrichtungen der 1A bis 1C treten – ebenso wie im Fall der nachfolgend zu beschreibenden Anordnung gemäß 2A – in Abhängigkeit von der Drehlage des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 jeweils unterschiedliche Teilbereiche der zweiten Reibfläche 20 mit der ersten Reibfläche 10 in Kontakt und zwar vorliegend in der Weise, dass bei einer Drehung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 um 360° sämtliche Bereiche der zweiten Reibfläche 20 mindestens einmal mit der ersten Reibfläche 10 in Kontakt gelangen. Der Kontakt erfolgt dabei (jeweils im Wesentlichen linienartig bzw. im Querschnitt punktartig) stets an derselben Stelle der ersten Reibfläche 10.In the locking devices of 1A to 1C occur - as well as in the case of the arrangement to be described below according to 2A - As a function of the rotational position of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 each different subregions of the second friction surface 20 with the first friction surface 10 in contact and in the present case in such a way that upon rotation of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 360 ° all areas of the second friction surface 20 at least once with the first friction surface 10 get in touch. The contact takes place (in each case substantially linear or point-like in cross-section) always at the same point of the first friction surface 10 ,
2A zeigt einen Längsschnitt durch eine Feststellvorrichtung mit einem durch die innere Oberfläche eines Gehäuses 5 gebildeten ersten Reibelement 1, das eine sich in axialer Richtung konisch verjüngende Reibfläche 10 definiert, und einem hierin (auf einer Welle 3) drehbar gelagerten zweiten Reibelement 2, das an seiner äußeren Oberfläche eine sich ebenfalls konisch verjüngende, ringförmig umlaufende Reibfläche 20 definiert. Beide Reibflächen 10, 20 sind in einem Querschnitt senkrecht zur Gehäuseachse A jeweils kreisringförmig ausgebildet, sind also jeweils rotationssymmetrisch. 2A shows a longitudinal section through a locking device with a through the inner surface of a housing 5 formed first friction element 1 that has a friction surface that conically tapers in the axial direction 10 defined, and one herein (on a wave 3 ) rotatably mounted second friction element 2 , The on its outer surface a conically tapered, annular circumferential friction surface 20 Are defined. Both friction surfaces 10 . 20 are each formed in a circular cross-section perpendicular to the housing axis A circular, so are each rotationally symmetrical.
Weiterhin ist ein elastisches Element 4, hier in Form einer Druckfeder, vorgesehen, welches zwischen den beiden Reibelementen 1, 2 – genauer zwischen dem Gehäuse 5 und dem zweiten Reibelement 2 – wirkt und die beiden Reibelemente 1, 2 gegeneinander verspannt.Furthermore, an elastic element 4 , provided here in the form of a compression spring, which between the two friction elements 1 . 2 - more precisely between the housing 5 and the second friction element 2 - Acts and the two friction elements 1 . 2 braced against each other.
Der prinzipielle Aufbau dieser Feststellvorrichtung entspricht der 10, sodass für weitere Einzelheiten auf die Erläuterungen zur 10 verwiesen wird, die abgesehen von den nachfolgend beschriebenen Besonderheiten auch für das Ausführungsbeispiel der 2A gelten.The basic structure of this locking device corresponds to the 10 For more details, see the explanatory notes to the 10 reference is made, apart from the peculiarities described below, also for the embodiment of 2A be valid.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Feststellvorrichtung aus 10 und der Feststellvorrichtung aus 2A besteht darin, dass gemäß 10 die Gehäuseachse A, bezüglich der das erste Reibelement 1 rotationssymmetrisch ausgeführt ist, mit der Drehachse des zweiten Reibelementes 2 zusammenfällt, bezüglich welcher wiederum das zweite Reibelement 2 bzw. dessen Reibfläche 20 rotationssymmetrisch ausgebildet ist, während beim Ausführungsbeispiel der 2A das zweite Reibelement 2 außermittig bezüglich der Gehäuseachse A gelagert ist. Mit anderen Worten ausgedrückt liegt die Drehachse D, um die das rotationssymmetrisch ausgebildete zweite Reibelement 2 bzw. dessen ebenfalls rotationssymmetrische Reibfläche 20 dreht bezüglich des ersten Reibelementes 1 und dessen rotationssymmetrischer Reibfläche 10 außermittig und außerhalb der Gehäuseachse A; sie verläuft aber im Ausführungsbeispiel parallel zu letzterer. A major difference between the locking device 10 and the locking device 2A is that according to 10 the housing axis A, with respect to the first friction element 1 is rotationally symmetrical, with the axis of rotation of the second friction element 2 coincides, with respect to which in turn the second friction element 2 or its friction surface 20 is formed rotationally symmetrical, while in the embodiment of 2A the second friction element 2 is stored off-center with respect to the housing axis A. In other words, the axis of rotation D lies around the rotationally symmetrical second friction element 2 or its likewise rotationally symmetric friction surface 20 rotates with respect to the first friction element 1 and its rotationally symmetric friction surface 10 off-center and outside the housing axis A; but it runs in the embodiment parallel to the latter.
Hierdurch werden die beiden Reibelemente 1, 2 unter der Wirkung des elastischen Elementes 4 mit ihren Reibflächen 10, 20 nur in einem Teilbereich T gegeneinander gedrückt, sodass nur dort Kontakt zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 besteht und sich außerhalb jenes Teilbereiches T mindestens ein Freiraum F (in axialer Richtung entlang der gesamten Länge des zweiten Reibelementes 2) erstreckt.As a result, the two friction elements 1 . 2 under the action of the elastic element 4 with their friction surfaces 10 . 20 pressed against each other only in a portion T, so that only there contact between the two friction surfaces 10 . 20 exists and outside of that portion T at least one free space F (in the axial direction along the entire length of the second friction element 2 ).
Die außermittige Lagerung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 bzw. genauer gesagt der (rotationssymmetrischen) zweiten Reibfläche 20 bezüglich der (rotationssymmetrischen) ersten Reibflächen 10 wird dabei dadurch erreicht, dass das zweite Reibelement 2 – mittels der Welle 3 bzw. über den Wellenenden 31, 32 zugeordneten gehäuseseitigen Lagerstellen 53, 54 – so gelagert ist, dass dessen Symmetrieachse, welche hier gleichzeitig die Drehachse D bildet, außerhalb (und parallel zu) der Symmetrieachse (Gehäuseachse A) des ersten Reibelementes 1 und der zugehörigen Reibfläche 10 liegt.The eccentric mounting of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 or more precisely, the (rotationally symmetric) second friction surface 20 with respect to the (rotationally symmetric) first friction surfaces 10 is achieved by the fact that the second friction element 2 - by means of the shaft 3 or over the shaft ends 31 . 32 associated housing-side bearings 53 . 54 - Is mounted so that its axis of symmetry, which here simultaneously forms the axis of rotation D, outside (and parallel to) the axis of symmetry (housing axis A) of the first friction element 1 and the associated friction surface 10 lies.
Wie bei der Feststellvorrichtung der 10 besteht dabei auch hier das Gehäuse 5 der Feststellvorrichtung, welches mit einem fließfähigen Zusatz- bzw. Zwischenmedium Z gefüllt ist, aus zwei Gehäuseteilen 51, 52 (Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil), von denen jedes eine Lagerstelle 53, 54 für die Welle 3 bzw. genauer ein jeweiliges Wellenende 31, 32 definiert.As with the locking device of 10 There is also the case here 5 the locking device, which is filled with a flowable additive or intermediate medium Z, of two housing parts 51 . 52 (Lower part of the housing and upper part of the housing), each of which has a bearing point 53 . 54 for the wave 3 or more precisely a respective shaft end 31 . 32 Are defined.
Gemäß einem weiteren Unterschied zur Anordnung der 10 ist vorliegend das zweite Reibelement 2 axial fest (und nicht axial verschieblich) mit der Welle 3 verbunden. Ein Nachführen des zweiten Reibelementes 2 unter der Wirkung des elastischen Elementes 4, sodass dieses jeweils mit einem Teilbereich T seiner Reibfläche 20 gegen die zugeordnete Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 drückt, wird hier dadurch erreicht, dass die Welle 3 in axialer Richtung begrenzt verschieblich in den gehäuseseitigen Lagerstellen 53, 54 gelagert ist. Hierzu ist insbesondere ein gewisses Spiel zwischen dem Gehäuseboden 50 und dem in der dortigen Lagerstelle 53 aufgenommenen ersten Wellenende 31 vorgesehen.According to another difference from the arrangement of 10 is present the second friction element 2 axially fixed (and not axially displaceable) with the shaft 3 connected. A tracking of the second friction element 2 under the action of the elastic element 4 , so that each with a portion T of its friction surface 20 against the associated friction surface 10 of the first friction element 1 presses, here is achieved by the fact that the wave 3 Slidably limited in the axial direction in the housing-side bearings 53 . 54 is stored. In particular, there is a certain amount of play between the housing bottom 50 and in the local camp 53 recorded first shaft end 31 intended.
Aufgrund der konischen Ausführung der beiden Reibelemente 1, 2 (in axialer Richtung) bewirkt hier das Federelement 4, welches zum Nachführen des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 in axialer Richtung vorgesehen ist, zusätzlich, dass die beiden Reibelemente 1, 2 in einer Querschnittebene senkrecht zur Gehäuseachse A bzw. Drehachse D gegeneinander verspannt sind.Due to the conical design of the two friction elements 1 . 2 (in the axial direction) causes the spring element here 4 , which for tracking the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 is provided in the axial direction, in addition, that the two friction elements 1 . 2 are braced against each other in a cross-sectional plane perpendicular to the housing axis A or axis of rotation D.
Weiterhin wirken hier Keilkräfte, welche im Ruhezustand die Brems- bzw. Haltekraft- der Feststellvorrichtung verstärken, sowohl wegen der konischen Ausführung der Reibflächen 10, 20 in axialer Richtung betrachtet als auch wegen der Anlage der beiden Reibflächen 10, 20 nur in einem Teilbereich T in der Querschnittebene der Anordnung.Furthermore, here Keilkräfte which reinforce the braking or Haltekraft- the locking device, both because of the conical design of the friction surfaces 10 . 20 viewed in the axial direction and because of the system of the two friction surfaces 10 . 20 only in a partial area T in the cross-sectional plane of the arrangement.
Als Folge der exzentrischen Lagerung des zweiten Reibelementes 2 bezogen auf die Symmetrieachse des Gehäuses 5 (Gehäuseachse A) wirken hier außerdem vergleichsweise große Querkräfte an den Lagerstellen 53, 54, die dementsprechend hinreichend stabil ausgebildet werden müssen.As a result of the eccentric mounting of the second friction element 2 relative to the axis of symmetry of the housing 5 (Housing axis A) here also act comparatively large lateral forces at the bearings 53 . 54 Accordingly, they must be made sufficiently stable.
2B zeigt eine Weiterbildung der Feststellvorrichtung aus 2A, gemäß der das zweite Reibelement 2 aus einer Mehrzahl in axialer Richtung hintereinander angeordneter Reibelemententeile 2a, 2b, 2c besteht, die jeweils drehbar bezüglich des ersten Reibelementes 1 bzw. dessen Reibfläche 10 gelagert sind, und zwar im Ausführungsbeispiel auf einer gemeinsamen Welle 3. Dabei sind die einzelnen Reibelemententeile 2a, 2b, 2c jeweils exzentrisch bezüglich der (durch die Welle 3 definierten) Drehachse (= Gehäuseachse A) gelagert, sodass jedes der Reibelemententeile 2a, 2b, 2c jeweils nur mit einem Teilbereich T seiner jeweiligen Reibfläche 20 an der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 anliegt. 2 B shows a further development of the locking device 2A , according to the second friction element 2 from a plurality in the axial direction one behind the other arranged Reibelemententeile 2a . 2 B . 2c each of which is rotatable with respect to the first friction element 1 or its friction surface 10 are stored, in the embodiment on a common shaft 3 , Here are the individual friction elements 2a . 2 B . 2c each eccentric with respect to (through the shaft 3 defined) axis of rotation (= housing axis A) stored, so that each of the Reibelemententeile 2a . 2 B . 2c in each case only with a portion T of its respective friction surface 20 on the friction surface 10 of the first friction element 1 is applied.
Die Exzentrizitäten e1, e2, e3, die die Verschiebung der Symmetrieachsen S1, S2, S3 des jeweiligen Reibelemententeiles 2a, 2b, 2c bzw. von dessen jeweiliger Reibfläche 20 bezüglich der Symmetrieachse des ersten Reibelementes 1 bzw. von dessen Reibfläche 10 (Gehäuseachse A) angeben, sind vorliegend in unterschiedlichen Richtungen (senkrecht zu jener Gehäuseachse A) orientiert. Hierdurch ergibt sich eine Mehrfachabstützung des aus den Reibelemententeilen 2a, 2b, 2c bestehenden zweiten Reibelementes 2 über deren Reibflächen 20 an der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in unterschiedlichen Raumrichtungen. Damit lässt sich eine symmetrische Krafteinleitung von den zweiten Reibelemententeilen 2a, 2b, 2c in das erste Reibelement 1 erreichen, wodurch – verglichen mit der Anordnung aus 2B – einerseits eine der Lagerstellen der Welle 3 entfallen kann und andererseits die noch verbliebene Lagerstelle 54 der Welle 3 entlastet wird.The eccentricities e1, e2, e3, the displacement of the axes of symmetry S1, S2, S3 of the respective friction element part 2a . 2 B . 2c or of its respective friction surface 20 with respect to the axis of symmetry of the first friction element 1 or from its friction surface 10 (Housing axis A) are present in different directions (perpendicular to the housing axis A) oriented. This results in a Mehrfachabstützung of the Reibelemententeilen 2a . 2 B . 2c existing second friction element 2 over their friction surfaces 20 on the friction surface 10 of the first friction element 1 in different spatial directions. This allows a symmetrical introduction of force from the second Reibelemententeilen 2a . 2 B . 2c in the first friction element 1 reach, whereby - compared with the arrangement of 2 B - On the one hand one of the bearing points of the shaft 3 can be omitted and on the other hand, the remaining storage location 54 the wave 3 is relieved.
Sowohl beim Ausführungsbeispiel der 2A als auch beim Ausführungsbeispiel der 2B kann das jeweilige zweite Reibelement 2 als Sinterteil ausgeführt sein.Both in the embodiment of 2A as well as in the embodiment of 2 B can the respective second friction element 2 be designed as a sintered part.
Dabei ist das zweite Reibelement 2 bei der Feststellvorrichtung der 2B konkret so ausgestaltet, dass dessen Reibelemententeile 2a, 2b, 2c ein einheitliches (in axialer Richtung durchgehendes) Bauteil bilden. Alternativ können die einzelnen Reibelemententeile 2a, 2b, 2c aber auch in axialer Richtung voneinander beabstandet sein.In this case, the second friction element 2 in the locking device of 2 B Concretely designed so that its friction elements parts 2a . 2 B . 2c form a unitary (in the axial direction) component. Alternatively, the individual friction element parts 2a . 2 B . 2c but also be spaced apart in the axial direction.
2C zeigt eine Abwandlung der Feststellvorrichtung aus 2B, gemäß der die in axialer Richtung hintereinander angeordneten Reibelemententeile 2a, 2b, 2c eines zweiten Reibelementes 2 rotationssymmetrisch bezüglich einer gemeinsamen Drehachse D, definiert durch eine Welle 3, auf der das zweite Reibelement 2 gelagert ist, ausgeführt sind. Dabei ist hier die (gehäuseseitige) Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 exzentrisch bezüglich jener Drehachse D ausgeführt, und zwar in der Weise, dass die Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 nicht rotationssymmetrisch sondern exzentrisch bezüglich jener Drehachse D ausgestaltet ist. 2C shows a modification of the locking device 2 B , according to which the friction element parts arranged one behind the other in the axial direction 2a . 2 B . 2c a second friction element 2 rotationally symmetric with respect to a common axis of rotation D, defined by a shaft 3 on which the second friction element 2 is stored, executed. Here is the (housing side) friction surface 10 of the first friction element 1 eccentric with respect to that axis of rotation D executed, in such a way that the friction surface 10 of the first friction element 1 not rotationally symmetrical but eccentric with respect to that axis of rotation D is configured.
Die im Querschnitt exzentrische Gestaltung der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 ist im Ausführungsbeispiel dadurch realisiert, dass in Umfangsrichtung (also entlang der Drehrichtung) voneinander beabstandete, insbesondere einander gegenüberliegende Bereiche der ersten Reibfläche 10 jeweils unterschiedliche Abstände a1 ≠ a2, b1 ≠ b2, c1 ≠ c2 von der Drehachse D aufweisen.The cross section eccentric design of the friction surface 10 of the first friction element 1 is realized in the embodiment in that in the circumferential direction (ie along the direction of rotation) spaced, in particular opposing regions of the first friction surface 10 each have different distances a1 ≠ a2, b1 ≠ b2, c1 ≠ c2 from the axis of rotation D.
Konkret sind vorliegend in axialer Richtung drei Gehäusebereiche unterschiedlicher Exzentrizität hintereinander angeordnet, denen jeweils ein Reibelemententeil 2a, 2b, 2c des zweiten Reibelementes 2 zugeordnet ist. Jedes dieser Reibelemententeile 2a, 2b, 2c steht wegen der exzentrischen Ausbildung der ersten Reibfläche 10 (als Folge der unterschiedlicher Abstände der ersten Reibfläche 10 von der Drehachse D des zweiten Reibelementes 2) jeweils nur mit einem Teilbereich T seiner jeweiligen Reibfläche 20 in Kontakt mit der ersten Reibfläche 10. Dabei ergibt sich wiederum eine wechselseitige Abstützung entlang unterschiedlicher Raumrichtungen, die zu einer definierten Abstützung des zweiten Reibelementes 2 am ersten Reibelement 1 und zu einer vergleichmäßigten Krafteinleitung vom zweiten Reibelement 2 in das erste Reibelement 1 führt.Specifically, in the present case three housing regions of different eccentricity are arranged one behind the other in the axial direction, each having a friction element part 2a . 2 B . 2c of the second friction element 2 assigned. Each of these friction element parts 2a . 2 B . 2c is due to the eccentric design of the first friction surface 10 (as a result of the different distances of the first friction surface 10 from the rotation axis D of the second friction element 2 ) in each case only with a portion T of its respective friction surface 20 in contact with the first friction surface 10 , This in turn results in a mutual support along different spatial directions, which leads to a defined support of the second friction element 2 on the first friction element 1 and to a uniform force introduction of the second friction element 2 in the first friction element 1 leads.
3A zeigt in einem Querschnitt eine Abwandlung der Anordnung aus 1A, wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, dass das zweite, innere Reibelement 2 nicht – wie im Fall der 1A – exzentrisch bezüglich der Reibfläche 10 des ersten, äußeren Reibelementes 1 gelagert ist, sondern vielmehr derart nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet ist, dass nur Teilbereiche T der Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 (als aktive Reibfläche) mit der Reibfläche 10 des ersten, äußeren Reibelementes 1 in Kontakt stehen. Dabei fallen vorliegend die Symmetrieachse der ersten Reibfläche 10 (Gehäuseachse A) und die Drehachse D des zweiten Reibelementes 2 zusammen. 3A shows in a cross section a modification of the arrangement 1A , wherein the essential difference is that the second, inner friction element 2 not - as in the case of 1A - eccentric with respect to the friction surface 10 the first, outer friction element 1 is mounted, but rather is formed so non-rotationally symmetrical that only portions T of the friction surface 20 of the second friction element 2 (as active friction surface) with the friction surface 10 the first, outer friction element 1 stay in contact. In the present case, the axis of symmetry of the first friction surface is covered 10 (Housing axis A) and the axis of rotation D of the second friction element 2 together.
Konkret im Ausführungsbeispiel handelt es sich um zwei einander gegenüberliegende Teilbereiche T der Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2, die bei einer jeweiligen Drehlage die aktive Reibfläche bilden. Hierzu weist das zweite Reibelement 2 vorliegend entlang einer Richtung in der Querschnittsebene (senkrecht zur Dreh- bzw. Gehäuseachse D, A) eine solche Ausdehnung auf, dass einander gegenüberliegende Teilbereiche T der durch das zweite Reibelement 2 definierten Reibfläche 20 jeweils mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Kontakt stehen. Dabei wird hier die Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 durch mehrere (an der Reibfläche 20 konvex gekrümmte) Reibelementabschnitte 21, 22 in Form von Kreissegmenten bzw. -abschnitten unterschiedlichen Durchmessers gebildet, die in Umfangsrichtung U hintereinander angeordnet sind bzw. einander abwechseln.Specifically, in the exemplary embodiment, there are two opposing subregions T of the friction surface 20 of the second friction element 2 which form the active friction surface at a respective rotational position. For this purpose, the second friction element 2 present along one direction in the cross-sectional plane (perpendicular to the rotation or housing axis D, A) such an extent that opposing partial regions T of the by the second friction element 2 defined friction surface 20 each with the friction surface 10 of the first friction element 1 stay in contact. Here is the friction surface 20 of the second friction element 2 by several (on the friction surface 20 convexly curved) friction element sections 21 . 22 formed in the form of circular segments or sections of different diameters, which are arranged one behind the other in the circumferential direction U or alternate.
Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um zwei erste Reibelementabschnitte 21 mit vergleichsweise kleinerem Krümmungsradius K1 (und damit vergleichweise größerer Krümmung) und zwei dazwischen liegende zweite Reibelementabschnitte 22 mit vergleichsweise größerem Krümmungsradius K2 (und dementsprechend kleiner Krümmung). Reibelementabschnitte 21 oder 22 mit gleichem Krümmungsradius K1 oder K2 sind dabei jeweils einander gegenüberliegend angeordnet.The exemplary embodiment involves two first friction element sections 21 with comparatively smaller radius of curvature K1 (and thus comparatively greater curvature) and two intermediate second friction element sections 22 with comparatively larger radius of curvature K2 (and correspondingly small curvature). Reibelementabschnitte 21 or 22 with the same radius of curvature K1 or K2 are each arranged opposite one another.
Nur die ersten Reibelementabschnitte 21 (mit dem vergleichsweise kleinen Krümmungsradius K1 und der entsprechend größeren Krümmung) liegen jeweils über einen Teilbereich T der Reibfläche 20 an der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 an. Der einem jeweiligen ersten Reibelementabschnitt 21 zugeordnete Teil der Reibfläche 20 bildet dabei im Querschnitt jeweils einen Kreisbogen (Kreislinienabschnitt).Only the first friction element sections 21 (With the comparatively small radius of curvature K1 and the correspondingly larger curvature) are each over a portion T of the friction surface 20 on the associated friction surface 10 of the first friction element 1 at. The one respective first friction element section 21 associated part of the friction surface 20 forms in each case a circular arc in cross section (circle line section).
Die zweiten Reibelementabschnitte 22 sind dem gegenüber jeweils von der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 beabstandet, sodass Freiräume F gebildet werden, in denen die einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 voneinander beabstandet sind.The second friction element sections 22 are opposite to each of the friction surface 10 of the first friction element 1 spaced so that free spaces F are formed, in which the mutually associated friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 spaced apart from each other.
An den Übergangsstellen zwischen Reibelementabschnitten 21, 22 unterschiedlicher Krümmung K1 bzw. K2 liegen an der Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 jeweils (geringfügige) Unstetigkeitsstellen vor, weil sich die Krümmung der zweiten Reibfläche 20 dort sprunghaft von der ersten Krümmung K1 zu einer zweiten Krümmung K2 ändert. Jeder einzelne Reibelementabschnitt 21, 22, hier jeweils in Form eines Kreisabschnittes, ist jedoch jeweils durchgängig konvex gekrümmt. At the transition points between Reibelementabschnitten 21 . 22 different curvature K1 and K2 are located on the friction surface 20 of the second friction element 2 each (minor) points of discontinuity, because the curvature of the second friction surface 20 there abruptly changes from the first curvature K1 to a second curvature K2. Each individual friction element section 21 . 22 , here in each case in the form of a circular section, however, is in each case continuously convexly curved.
Alternativ zu einer Ausgestaltung des zweiten Reibelementes 2 aus mehreren Kreisabschnitten, kann im Querschnitt auch eine elliptische bzw. ovale Ausgestaltung des zweiten Reibelementes 2 vorgesehen sein.Alternatively to an embodiment of the second friction element 2 from a plurality of circular sections, may in cross section also an elliptical or oval configuration of the second friction element 2 be provided.
3B zeigt eine Weiterbildung der Anordnung aus 3A mit einer Mehrzahl erster und zweiter Reibelementabschnitte 21, 22 in Form von Kreisabschnitten, die einen unterschiedlichen Krümmungsradius K1 oder K2 aufweisen und die in Umfangsrichtung U hintereinander angeordnet sind. Auch hier liegen wiederum nur die Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 21 mit vergleichsweise geringem Krümmungsradius K1 und dementsprechend größerer Krümmung über einen Teilbereich T der Reibfläche 20 an der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 an. 3B shows a development of the arrangement 3A with a plurality of first and second friction element sections 21 . 22 in the form of circular sections, which have a different radius of curvature K1 or K2 and which are arranged one behind the other in the circumferential direction U. Again, only the Reibelement- or circular sections 21 with a comparatively small radius of curvature K1 and correspondingly greater curvature over a partial region T of the friction surface 20 on the friction surface 10 of the first friction element 1 at.
Bei einer Ausgestaltung des zweiten Reibelementes 2 aus einer Mehrzahl unterschiedlich gekrümmter Reibelementabschnitte 21, 22, die in Umfangsrichtung U hintereinander angeordnet sind, können die Freiräume F zwischen den Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 so ausgestaltet werden, dass sie einen so genannten Kapillarspalt bilden, in dem ein am Boden 50 des entsprechenden Gehäuses 5 (vergleiche z. B. 10) vorgesehenes fließfähiges Zusatzmedium Z unter der Wirkung des so genannten Kapillareffektes aufsteigen kann (Kapillarität). Hierdurch lässt sich der gezielte Transport fließfähigen Zusatzmediums in den Bereich zwischen die einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 weiter verbessern.In one embodiment of the second friction element 2 from a plurality of differently curved Reibelementabschnitte 21 . 22 , which are arranged one behind the other in the circumferential direction U, the free spaces F between the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 be designed so that they form a so-called capillary gap, in which one on the ground 50 of the corresponding housing 5 (compare eg 10 ) provided flowable additional medium Z can rise under the effect of the so-called capillary effect (capillarity). As a result, the targeted transport flowable additional medium in the area between the mutually associated friction surfaces 10 . 20 improve further.
Vorteilhaft ist die Größe des als Spalt ausgebildeten Freiraumes F so zu wählen, dass das verwendete fließfähige Zusatzmedium bei typischen Betriebstemperaturen der Feststellvorrichtung aufgrund des Kapillareffektes um mindestens 30%, insbesondere um mindestens 50% oder mindestens 80%, bezogen auf die axiale Ausdehnung des zweiten Reibelementes 2 (Ausdehnung entlang der Gehäuseachse A, vergleiche 10) aufsteigt.Advantageously, the size of the free space F formed as a gap is to be selected so that the flowable additional medium used at typical operating temperatures of the locking device due to the capillary effect by at least 30%, in particular by at least 50% or at least 80%, based on the axial extent of the second friction element 2 (Expansion along the housing axis A, see 10 ) ascends.
Je nach Ausgestaltung des zweiten Reibelementes 2, insbesondere von dessen Reibfläche 20, muss dabei – im Umfangsrichtung U betrachtet – nicht unbedingt ein jeweiliger gesamter Freiraum F als Kapillarspalt wirken; sondern es können auch nur Teile eines jeweiligen Freiraums F – wegen eines entsprechend geringen lokalen Abstandes zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 – als Kapillarspalt ausgebildet sein.Depending on the configuration of the second friction element 2 , in particular of its friction surface 20 , It must - viewed in the circumferential direction U - not necessarily a respective total free space F act as a capillary gap; but only parts of a respective free space F - because of a correspondingly small local distance between the two friction surfaces 10 . 20 - Be designed as a capillary gap.
3C zeigt eine Weiterbildung der Anordnung aus 3B, gemäß der neben ersten und zweiten Reibelement- bzw. Kreisabschnitten 21, 22 mit unterschiedlicher (konvexer) Krümmung zusätzlich dritte Reibelementabschnitte/Verbindungsabschnitte 23 vorgesehen sind, die jeweils zwischen den ersten und zweiten Reibelementabschnitten 21, 22 liegen und die im Ausführungsbeispiel jeweils einen im Querschnitt gradlinigen Abschnitt der Reibfläche 20 definieren. 3C shows a development of the arrangement 3B , according to the first and second Reibelement- or circular sections 21 . 22 with different (convex) curvature in addition third Reibelementabschnitte / connecting sections 23 are provided, each between the first and second Reibelementabschnitten 21 . 22 lie and in the exemplary embodiment in each case a straight-line section of the friction surface 20 define.
Dadurch stehen hier nicht nur – wie im Fall der 3A und 3B – jeweils Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 21 gleicher Krümmung mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Kontakt, sondern in den Teilbereichen T1, T2 vielmehr Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 21, 22 unterschiedlicher Krümmung, vorliegend sowohl die ersten Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 21 als auch die zweiten Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 22 des zweiten Reibelementes 2. In den dazwischen liegenden Verbindungsabschnitten 23 ist das zweite Reibelement 2 demgegenüber jeweils durchgängig von der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 beabstandet, sodass auch hier wieder entsprechende Freiräume F, ggf. in Form von Kapillarspalten, gebildet werden.This not only stands here - as in the case of 3A and 3B - Each Reibelement- or circular sections 21 same curvature with the friction surface 10 of the first friction element 1 in contact, but rather in the subregions T1, T2 rather Reibelement- or circular sections 21 . 22 different curvature, in this case both the first Reibelement- or circular sections 21 as well as the second Reibelement- or circular sections 22 of the second friction element 2 , In the intermediate connecting sections 23 is the second friction element 2 in contrast, in each case continuously from the friction surface 10 of the first friction element 1 spaced so that here again corresponding free spaces F, possibly in the form of capillary gaps are formed.
Eine derartige Anordnung kann insbesondere auch genutzt werden, um die Teilbereiche T1, T2, über die die beiden Reibflächen 10, 20 aneinander anliegen, gezielt temperaturabhängig zu steuern, wie weiter unten noch erläutert werden wird. In diesem Zusammenhang kann der in 3C gestrichelt angedeutete, aus einem anderen Material als der Grundkörper des zweiten Reibelementes 2 bestehende Einleger 200 des zweiten Reibelementes 2 von Bedeutung sein, wie weiter unten näher erläutert werden wird.Such an arrangement can also be used in particular to the partial areas T1, T2, over which the two friction surfaces 10 . 20 abut one another, specifically to control temperature-dependent, as will be explained below. In this context, the in 3C indicated by dashed lines, made of a different material than the main body of the second friction element 2 existing depositors 200 of the second friction element 2 be of importance, as will be explained in more detail below.
Bei den Feststellvorrichtungen der 3A bis 3C sind Teilabschnitte TA der zweiten Reibfläche 20 (z. B. gebildet durch die zweiten Reibelementabschnitte 22 im Fall der 3A und 3B bzw. durch die Verbindungsabschnitte 23 im Fall der 3C) bei jeder Drehlage des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 von der ersten Reibfläche 10 beabstandet, da bei jeder Drehlage des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 derselbe Teilbereich oder dieselben Teilbereiche T, T1, T2 der zweiten Reibfläche 20 mit der ersten Reibfläche 10 in Kontakt stehen. Dieser Kontakt erfolgt in Abhängigkeit von der Drehlage des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 (jeweils im wesentlichen linien- bzw. im Querschnitt punktartig) an unterschiedlichen Stellen der ersten Reibfläche 10. Entsprechendes gilt auch bei den vorhergehenden 2B und 2C sowie den nachfolgenden 4A bis 9B.In the locking devices of 3A to 3C are sections TA of the second friction surface 20 (eg, formed by the second friction element sections 22 in the case of 3A and 3B or through the connecting sections 23 in the case of 3C ) at each rotational position of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 from the first friction surface 10 spaced, since at each rotational position of the second friction element 2 with respect to the first friction element 1 the same portion or the same portions T, T1, T2 of the second friction surface 20 with the first friction surface 10 stay in contact. This contact takes place in dependence on the rotational position of the second friction element 2 concerning the first friction element 1 (In each case substantially linear or in cross-section point-like) at different points of the first friction surface 10 , The same applies to the previous ones 2 B and 2C and the following 4A to 9B ,
In den 4A und 4B ist eine Feststellvorrichtung im Längsschnitt (4A) sowie im Querschnitt (4B) dargestellt, die in Aufbau und Funktion der Anordnung aus 3B verwandt ist.In the 4A and 4B is a locking device in longitudinal section ( 4A ) and in cross section ( 4B ), which in structure and function of the arrangement 3B Is related.
Gemäß den 4A und 4B wird ein rotationssymmetrisches, sich entlang seiner Drehachse D (welche mit der Gehäuseachse A zusammenfällt) konisch verjüngendes Reibelement 2 durch einen im Querschnitt kreisförmigen Grundkörper mit definiertem Radius K2 (gleich Krümmungsradius des Grundkörpers) gebildet. An diesem Grundkörper des zweiten Reibelementes 2 sind außenseitig, d. h. der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 zugewandt, Gleitblöcke 21' aufgebracht, die jeweils einen Kreisabschnitt bilden und deren Krümmungsradius K1 kleiner ist als der Radius K2 des Grundkörpers des zweiten Reibelementes 2. Insgesamt sind dabei vorliegend drei derartiger Gleitböcke 21' vorgesehen, die entlang der Umfangsrichtung U voneinander beabstandet sind und die jeweils über einen Teilbereich T der hierdurch definierten, dem ersten Reibelement 1 gegenüberliegenden Reibfläche 20 an der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 anliegen.According to the 4A and 4B becomes a rotationally symmetric, along its axis of rotation D (which coincides with the housing axis A) conically tapered friction element 2 formed by a circular cross-section body with a defined radius K2 (equal radius of curvature of the body). At this base body of the second friction element 2 are outside, ie the friction surface 10 of the first friction element 1 facing, sliding blocks 21 ' applied, each forming a circular section and whose radius of curvature K1 is smaller than the radius K2 of the main body of the second friction element 2 , Overall, there are present three such sliding blocks 21 ' provided, which are spaced from each other along the circumferential direction U and which each define a portion T of the thus defined, the first friction element 1 opposite friction surface 20 on the friction surface 10 of the first friction element 1 issue.
Auch hier besteht die der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 gegenüberliegende Gegenfläche (= Reibfläche 20) des zweiten Reibelementes 2 aus (im Querschnitt) konvex geformten Abschnitten, die jeweils teilweise durch den im Querschnitt kreisförmigen Grundkörper des zweiten Reibelementes 2 und teilweise durch die hierauf ausgebildeten (an ihrer Außenseite konvex gekrümmten) Gleitblöcke 21' gebildet werden. Zwischen zwei Gleitblöcken 21' erstreckt sich dabei jeweils ein Freiraum F, da der im Querschnitt kreisförmige Grundkörper des zweiten Reibelementes 2 jeweils in radialer Richtung von der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 beabstandet ist. Diese Freiräume F können gegebenenfalls wiederum Kapillarspalte bilden.Again, there is the friction surface 10 of the first friction element 1 opposite mating surface (= friction surface 20 ) of the second friction element 2 from (in cross-section) convex shaped portions, each partially through the circular cross-section of the main body of the second friction element 2 and partly by the trained thereon (on its outside convex curved) sliding blocks 21 ' be formed. Between two sliding blocks 21 ' In each case, a free space F extends since the base body of the second friction element, which is circular in cross-section, extends 2 each in the radial direction of the friction surface 10 of the first friction element 1 is spaced. If necessary, these free spaces F can again form capillary gaps.
In den 5A und 5B ist eine Abwandlung der Feststellvorrichtung aus den 4A und 4B gezeigt, wobei der Unterschied darin besteht, dass die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 stärker gegenüber der Drehachse D bzw. Gehäuseachse A geneigt sind. Demnach verlaufen die Reibflächen 10, 20 im Ausführungsbeispiel der 4A und 4B steiler als bei der Feststellvorrichtung der 5A und 5B.In the 5A and 5B is a modification of the locking device of the 4A and 4B shown, the difference being that the friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 are more inclined with respect to the axis of rotation D or housing axis A. Accordingly, the friction surfaces run 10 . 20 in the embodiment of 4A and 4B steeper than in the locking device of 5A and 5B ,
6 zeigt schließlich eine weitere Abwandlung der Feststellvorrichtung aus den 4A und 4B, gemäß der mehrere Gleitblöcke 21'' nicht nur in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, sondern auch in axialer Richtung in zwei Reihen übereinander angeordnet sind. 6 Finally, shows a further modification of the locking device of the 4A and 4B , according to the several sliding blocks 21 '' Not only are arranged spaced apart in the circumferential direction, but also in the axial direction in two rows are arranged one above the other.
7A zeigt im Querschnitt eine der 3C verwandte Anordnung, gemäß der das zweite Reibelement 2 mit Reibelement- bzw. Kreisabschnitten 21, 22 unterschiedlicher Krümmung, d. h. hier mit unterschiedlichem Krümmungsradius K1 bzw. K2, jeweils mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Anlage bringbar ist. 7A shows in cross section one of 3C related arrangement, according to the second friction element 2 with Reibelement- or circular sections 21 . 22 different curvature, ie here with different radius of curvature K1 and K2, each with the friction surface 10 of the first friction element 1 can be brought into contact.
Im Ausführungsbeispiel der 7A sind dabei von den Reibelementabschnitten 21 mit größerer Krümmung (also vergleichsweise kleinerem Krümmungsradius K1) und den Reibelementabschnitten 22 mit kleinerer Krümmung (also vergleichsweise größerem Krümmungsradius K2) jeweils die gleiche Anzahl, nämlich derer zwei vorgesehen. Reibelementabschnitte 21 bzw. 22 gleicher Krümmung liegen dabei einander jeweils – in der Querschnittsebene betrachtet – gegenüber.In the embodiment of 7A are of the Reibelementabschnitten 21 with greater curvature (ie comparatively smaller radius of curvature K1) and the Reibelementabschnitten 22 with a smaller curvature (ie comparatively larger radius of curvature K2) in each case the same number, namely the two provided. Reibelementabschnitte 21 respectively. 22 the same curvature lie opposite each other - as viewed in the cross-sectional plane.
Eine Besonderheit der Anordnung aus 7A liegt darin, dass das zweite Reibelement 2 in der Querschnittsebene, wie in 7A gezeigt, eine Anisotropie hinsichtlich des Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass in dem Körper des zweiten Reibelementes 2 Additive eingebracht sind, die eine Anisotropie hinsichtlich der Wärmeausdehnung begründen. Im Fall eines aus Kunststoff bestehenden zweiten Reibelementes 2 finden hierfür beispielsweise Additive in Form entlang einer bestimmten Raumrichtung ausgerichteter Fasern, z. B. Glas-, Carbon- oder Kevlar-Fasern, Verwendung, die im Kunststoff eingebettet sind.A special feature of the arrangement 7A lies in that the second friction element 2 in the cross-sectional plane, as in 7A shown to have anisotropy in the coefficient of thermal expansion. This can be achieved, for example, in that in the body of the second friction element 2 Additives are introduced, which justify anisotropy in terms of thermal expansion. In the case of a second friction element made of plastic 2 For example, find additives in the form along a certain spatial direction aligned fibers, z. As glass, carbon or Kevlar fibers, use, which are embedded in the plastic.
Vorliegend sei beispielhaft davon ausgegangen, dass sich das Reibelement 2 bei Erwärmung entlang einer Raumrichtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der in 7A schematisch angedeuteten Fasern 210 vergleichsweise stark ausdehnt und umgekehrt bei Abkühlung entlang jener Richtung vergleichsweise stark zusammenzieht.In the present case, it is assumed by way of example that the friction element 2 when heated along a spatial direction perpendicular to the direction of extension of in 7A schematically indicated fibers 210 comparatively strong expands and vice versa when cooling along that direction contracts comparatively strong.
7A zeigt dabei die beiden Reibelemente 1, 2 bei Temperaturen in einem unteren Bereich der üblichen Betriebstemperaturen, die insbesondere durch die Temperatur des im Gehäuse 5 enthaltenen Zusatzmediums, z. B. in Form von Öl, bestimmt werden. In diesem Fall liegen im Ausführungsbeispiel zunächst die beiden entlang der Erstreckungsrichtung der Fasern 210 gegenüberliegenden Reibelementabschnitte 21 (größerer Krümmung) jeweils über einen Teilbereich T der zweiten Reibfläche 20 an der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 an, während die senkrecht hierzu gegenüberliegenden Reibelementabschnitte 22 (kleinerer Krümmung) jeweils vollständig (dabei aber nur geringfügig) von dem ersten Reibelement 1 bzw. dessen Reibfläche 10 beabstandet sind. Erhöht sich nun die Temperatur des zweiten Reibelementes 2, z. B. durch Erwärmung des im Gehäuse 5 befindlichen Zusatzmediums, so dehnt sich das zweite Reibelement 2 vor allem entlang der Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Fasern 210 aus, so dass die beiden senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Fasern 210 gegenüberliegenden Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 22 gemäß 7B jeweils über einen Teilbereich T ihrer Reibfläche mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Anlage geraten. Durch die hiermit einhergehende Verformung des zweiten Reibelementes 2 insgesamt sowie wegen der gleichzeitigen Ausdehnung des die erste Reibfläche 10 definierenden Gehäuses 5 werden außerdem die einander entlang der Erstreckungsrichtung der Fasern 210 gegenüberliegenden Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 21 jeweils (geringfügig) von der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 abgehoben. 7A shows the two friction elements 1 . 2 at temperatures in a lower range of the usual operating temperatures, in particular by the temperature of the housing 5 contained additional medium, for. In the form of oil. In this case, in the exemplary embodiment, the two are initially along the extension direction of the fibers 210 opposite friction element sections 21 (greater curvature) each over a portion T of the second friction surface 20 on the friction surface 10 of the first friction element 1 on, while the friction element sections opposite thereto perpendicular 22 (smaller curvature) in each case completely (but only slightly) from the first friction element 1 or its friction surface 10 are spaced. Now increases the temperature of the second friction element 2 , z. B. by heating the housing 5 located additional medium, so the second friction element expands 2 especially along the direction perpendicular to the direction of extension of the fibers 210 out, so that the two perpendicular to the direction of extension of the fibers 210 opposite Reibelement- or circular sections 22 according to 7B each over a portion T of their friction surface with the friction surface 10 of the first friction element 1 get into contact. Due to the associated deformation of the second friction element 2 Overall, as well as because of the simultaneous expansion of the first friction surface 10 defining housing 5 In addition, the one another along the extension direction of the fibers 210 opposite Reibelement- or circular sections 21 each (slightly) from the friction surface 10 of the first friction element 1 lifted.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen Reibelementabschnitte 21 mit vergleichsweise großer Krümmung (und dementsprechend kleinem Krümmungsradius K1) mit der ersten Reibfläche 10 zur Anlage gebracht werden, wie in 7A dargestellt, während bei vergleichsweise größeren Temperaturen jeweils die Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 22 mit vergleichsweise kleinerer Krümmung (und dementsprechend größerem Krümmungsradius K2) mit der ersten Reibfläche 10 in Kontakt gebracht werden. Denn die Reibelementabschnitte 21 größerer Krümmung eignen sich grundsätzlich besser, um ein bei niedrigen Temperaturen eine vergleichsweise größere Viskosität aufweisendes fließfähiges Zusatzmedium, wie z. B. Öl, beim Übergang von Gleit- zu Haftreibung aus dem jeweiligen Teilbereich T der Reibflächen 10, 20 zu verdrängen, indem die beiden Reibelemente 1, 2 aneinander anliegen. Hierdurch wird der Übergang von der Gleit- zur Haftreibung beschleunigt und am Ende einer Verstellbewegung eines der Feststellvorrichtung zugehörigen Verstellteiles reaktionsschnell unter Haftreibungsbedingungen eine zuverlässige Arretierung bewirkt.It is advantageous if at comparatively low temperatures Reibelementabschnitte 21 with comparatively large curvature (and correspondingly small radius of curvature K1) with the first friction surface 10 be planted, as in 7A shown, while at comparatively larger temperatures in each case the Reibelement- or circular sections 22 with comparatively smaller curvature (and correspondingly greater radius of curvature K2) with the first friction surface 10 be brought into contact. Because the Reibelementabschnitte 21 larger curvature are basically better to a at low temperatures a comparatively larger viscosity exhibiting flowable additional medium such. As oil, in the transition from sliding to static friction from the respective portion T of the friction surfaces 10 . 20 to displace by the two friction elements 1 . 2 abut each other. As a result, the transition from the sliding to static friction is accelerated and causes a reliable locking at the end of an adjustment of the locking device associated adjustment part responsively under static friction conditions.
Eine temperaturabhängige Anlage unterschiedlicher (unterschiedlich gekrümmter) Reibelement- bzw. Kreisabschnitte 21, 22 des zweiten Reibelementes 2 an der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 lässt sich in entsprechender Weise auch beim Ausführungsbeispiel der 3C erreichen, insbesondere indem dort eine Anisotropie hinsichtlich der Wärmeausdehnung vorgesehen wird. Hierzu kann der in der 3C gestrichelt dargestellte Einleger 200 dienen, welcher beispielsweise aus Metall (Stahl) besteht und welcher von dem Material (Kunststoff) des zweiten Reibelementes 2 umspritzt sein kann.A temperature-dependent installation of different (differently curved) Reibelement- or circular sections 21 . 22 of the second friction element 2 on the associated friction surface 10 of the first friction element 1 can be in a corresponding manner in the embodiment of 3C achieve, in particular by there is anisotropy in terms of thermal expansion is provided. For this purpose, in the 3C dashed inserts illustrated 200 serve, which consists for example of metal (steel) and which of the material (plastic) of the second friction element 2 can be splashed.
Indem dieser Einleger 200 – in der Querschnittsebene quer zur Drehachse D bzw. Gehäuseachse A betrachtet – von den ersten Reibelement- bzw. Kreisabschnitten 21 einerseits und den zweiten Reibelement- bzw. Kreisabschnitten 22 andererseits unterschiedlich weit beabstandet ist, wirken sich temperaturbedingte Änderungen der Ausdehnung jenes Einlegers 200 in der besagten Querschnittsebene auf die ersten Reibelementabschnitte 21 einerseits und die zweiten Reibelementabschnitte 22 andererseits unterschiedlich aus.By this depositor 200 - viewed in the cross-sectional plane transverse to the axis of rotation D or housing axis A - of the first Reibelement- or circular sections 21 on the one hand and the second Reibelement- or circular sections 22 on the other hand, temperature changes affect the expansion of that insert 200 in the said cross-sectional plane to the first Reibelementabschnitte 21 on the one hand and the second friction element sections 22 on the other hand different.
So ist im Ausführungsbeispiel der 3C der Einleger 200 in der dortigen Querschnittsebene von den ersten Reibelementabschnitten 21 (mit vergleichsweise kleinem Krümmungsradius K1 und dementsprechend großer Krümmung) weiter beabstandet als von den zweiten Reibelementabschnitten 22 (mit vergleichsweise größerem Krümmungsradius K2 und dementsprechend kleinerer Krümmung). Eine temperaturbedingte Änderung der Ausdehnung des Einlegers 200 (Expansion bei steigender Temperatur bzw. Zusammenziehen bei sinkender Temperatur) wirkt sich daher auf die zweiten Reibelementabschnitte 22 stärker aus als auf die ersten Reibelementabschnitte 21.Thus, in the embodiment of 3C the depositor 200 in the local cross-sectional plane of the first Reibelementabschnitten 21 (with a comparatively small radius of curvature K1 and correspondingly large curvature) further spaced than from the second friction element sections 22 (with comparatively larger radius of curvature K2 and correspondingly smaller curvature). A temperature-related change in the dimension of the insert 200 (Expansion with increasing temperature or contraction with decreasing temperature) therefore affects the second Reibelementabschnitte 22 stronger than on the first Reibelementabschnitte 21 ,
Das zweite Reibelement 2 lässt sich dann beispielsweise gezielt so konfigurieren, dass bei niedrigen Temperaturen die ersten Reibelementabschnitte 21 (mit großer Krümmung) an der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 anliegen und bei steigender Temperatur aufgrund der hiermit verbundenen wachsenden Ausdehnung des Einlegers 200 und dessen Einwirkung auf die zweiten Reibelementabschnitte 22 letztere mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Anlage geraten. Hierzu kann im Beispiel insbesondere ein Einleger 200 verwendet werden, der einen größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material der übrigen Bereiche des zweiten Reibelementes 2.The second friction element 2 For example, it can be specifically configured so that at low temperatures the first friction element sections 21 (with great curvature) on the associated friction surface 10 of the first friction element 1 abutment and with increasing temperature due to the associated increasing expansion of the insert 200 and its action on the second friction element sections 22 the latter with the friction surface 10 of the first friction element 1 get into contact. For this purpose, in the example, in particular a depositor 200 be used, which has a greater coefficient of thermal expansion than the material of the remaining regions of the second friction element 2 ,
8A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Feststellvorrichtung, bei der die Reibflächen 10, 20 des ersten und zweiten Reibelementes 1, 2 jeweils rotationssymmetrisch (im Querschnitt kreisförmig) und dabei in axialer Richtung sich (zum Gehäuseboden 50 hin) konisch verjüngend ausgebildet sind. Das zweite Reibelement 2 besteht dabei aus zwei Reibelemententeilen 2a, 2b, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. 8A shows a further embodiment of a locking device, wherein the friction surfaces 10 . 20 the first and second friction element 1 . 2 each rotationally symmetrical (circular in cross-section) and thereby in the axial direction (to the housing bottom 50 towards) are conically tapered. The second friction element 2 consists of two Reibelemententeilen 2a . 2 B which are spaced apart in the axial direction.
Indem diese beiden Reibelemententeile 2a, 2b aus unterschiedlichem Material, zum Beispiel aus unterschiedlichen Kunststoffen oder auf der Basis desselben Kunststoffs (wie z. B. POM), jedoch mit unterschiedlichen Additiven (wie Fasern oder Einlegern), gefertigt werden, lässt sich erreichen, dass die beiden Reibelemententeile 2a, 2b eine unterschiedliche Abhängigkeit ihrer jeweiligen Ausdehnung, insbesondere in radialer Richtung R, von der Temperatur zeigen.By having these two friction element parts 2a . 2 B made of different materials, for example made of different plastics or on the basis of the same plastic (such as POM), but with different additives (such as fibers or inserts), can be achieved that the two friction elements 2a . 2 B a show different dependence of their respective extent, in particular in the radial direction R, of the temperature.
Vorliegend weisen die beiden Reibelemententeile 2a, 2b des zweiten Reibelementes 2 zudem eine substantiell unterschiedliche Ausdehnung in radialer Richtung R auf, nämlich das eine (bodennähere) Reibelemententeil 2a einen deutlich kleineren Durchmesser als das andere Reibelemententeil 2b. Dies wird hier dadurch erreicht, dass sich das die erste Reibfläche 10 bildende Gehäuse 5 zu seinem Boden 50 hin nicht nur konisch verjüngt, sondern zwischen den beiden Reibelemententeilen 2a, 2b zusätzlich eine Stufe 11 aufweist, so dass zwischen den beiden Reibelemententeilen 2a, 2b eine sprunghafte Änderung des Innenquerschnitts des Gehäuses 5 erfolgt, und zwar in der Weise, dass der Abstand einander gegenüber liegender Bereiche der ersten Reibfläche 10 (Innendurchmesser des Gehäuses) im Bereich des einen Reibelemententeiles 2a deutlich geringer ist als im Bereich des anderen Reibelemenententeiles 2b.In the present case, the two friction element parts 2a . 2 B of the second friction element 2 In addition, a substantially different expansion in the radial direction R, namely the one (bottom near) friction element part 2a a significantly smaller diameter than the other friction element part 2 B , This is achieved here by the fact that this is the first friction surface 10 forming housing 5 to his bottom 50 not only conically tapered, but between the two Reibelemententeilen 2a . 2 B in addition a step 11 has, so that between the two Reibelemententeilen 2a . 2 B a sudden change in the inner cross section of the housing 5 takes place, in such a way that the distance of opposing portions of the first friction surface 10 (Inner diameter of the housing) in the region of a friction element part 2a is significantly lower than in the area of the other reibelemenententeiles 2 B ,
Weiterhin sind die beiden Reibelemententeile 2a, 2b vorliegend beispielhaft so ausgeführt, dass das Reibelemententeil 2b mit größerer Ausdehnung in radialer Richtung R (also größerem Durchmesser) eine größere Temperaturabhängigkeit seiner Ausdehnung aufweist als das andere, im Querschnitt kleinere Reibelemententeil 2a, was z. B. dadurch erreicht werden kann, dass das Reibelemententeil 2b größerer (radialer) Ausdehnung einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Reibelemententeil 2a kleinerer (radialer) Ausdehnung.Furthermore, the two friction element parts 2a . 2 B in the present example designed so that the friction element part 2 B with greater extent in the radial direction R (ie larger diameter) has a greater temperature dependence of its extent than the other, smaller in cross section friction element part 2a what z. B. can be achieved that the friction element part 2 B larger (radial) extent has a larger coefficient of thermal expansion than the friction element part 2a smaller (radial) extent.
Im Ausführungsbeispiel wird dies z. B. konkret dadurch realisiert, dass das Reibelemententeil 2b größerer Ausdehnung einen Einleger 200 mit einem großen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, so dass dieses Reibelemententeil 2b bei Temperaturänderungen relativ größeren Ausdehnungsschwankungen in radialer Richtung R unterliegt als das andere Reibelemententeil 2a kleinerer Ausdehnung.In the embodiment, this z. B. specifically realized that the friction element part 2 B larger extent an insert 200 having a large thermal expansion coefficient, so that this friction element part 2 B with temperature changes relatively larger expansion variations in the radial direction R is subject to than the other friction element part 2a smaller extent.
Alternativ zur Verwendung eines Einlegers 200 in einem der Reibelemententeile 2a, 2b, um deren Wärmeausdehnung in radialer Richtung R zu beeinflussen, können die beiden Reibelemententeile 2a, 2b auch gezielt aus Materialien (insbesondere Kunststoffen) mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt werden, was auch durch das Einbringen von Additiven, z. B. Fasern, in mindestens eines der Reibelemententeile 2a, 2b möglich ist; auch die axiale Ausdehnung der Reibelemententeile 2a, 2b kann hierbei eine Rolle spielen.Alternatively to using an insert 200 in one of the friction element parts 2a . 2 B In order to influence their thermal expansion in the radial direction R, the two friction element parts 2a . 2 B also specifically made of materials (especially plastics) with different thermal expansion coefficients, which is also by the introduction of additives, eg. As fibers, in at least one of the Reibelemententeile 2a . 2 B is possible; also the axial extent of the friction element parts 2a . 2 B can play a role here.
Ein weiteres Beispiel für die Verwendung unterschiedlicher Materialien für die beiden Reibelemententeile 2a, 2b, so dass das Reibelemententeil 2b mit größerer Ausdehnung in radialer Richtung R (größerem Durchmesser) eine größere Temperaturabhängigkeit seiner Ausdehnung aufweist als das andere, im Querschnitt kleinere Reibelemententeil 2a, ist die Verwendung unterschiedlicher Ausgangsstoffe für die beiden Reibelemententeile 2a, 2b, z. B. POM für das Reibelemententeil 2b mit größerer Ausdehnung und Carbon für das Reibelemententeil 2a kleinerer Ausdehnung, wobei Carbon in den relevanten Temperaturbereichen sogar einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat.Another example of the use of different materials for the two Reibelemententeile 2a . 2 B so that the friction element part 2 B with greater extension in the radial direction R (larger diameter) has a greater temperature dependence of its extent than the other, smaller in cross section friction element part 2a , is the use of different starting materials for the two Reibelemententeile 2a . 2 B , z. B. POM for the friction element part 2 B with greater expansion and carbon for the friction element part 2a smaller extent, with carbon in the relevant temperature ranges even has a negative coefficient of thermal expansion.
Indem für ein Reibelemententeil 2a ein Material (z. B. Kunststoff, wie PA oder POM, mit Carbon-Additiven in geeigneter Zusammensetzung) verwendet wird, dessen Wärmeausdehnung im gesamten Bereich der relevanten Betriebstemperaturen nahezu Null ist, also ein Material, dessen Abmessungen im besagten Bereich der Betriebstemperaturen im Wesentlichen konstant sind, kann die Anordnung auch so konfiguriert werden, dass jenes Reibelemententeil 2a temperaturunabhängig stets an der ersten Reibfläche 10 anliegt. Das andere Reibelemententeil 2b, dessen Abmessungen temperaturabhängig sind, steht demgegenüber nur in einem Unterbereich der Betriebstemperaturen, z. B. bei Temperaturen oberhalb einer Referenztemperatur, mit der ersten Reibfläche 10 in Kontakt.By for a friction element part 2a a material (eg plastic, such as PA or POM, with carbon additives of suitable composition) is used whose thermal expansion is virtually zero over the entire range of relevant operating temperatures, ie a material whose dimensions are substantially in the said range of operating temperatures are constant, the arrangement can also be configured so that that friction element part 2a temperature independent always on the first friction surface 10 is applied. The other friction element part 2 B whose dimensions are temperature-dependent, in contrast, only in a sub-range of operating temperatures, eg. At temperatures above a reference temperature, with the first friction surface 10 in contact.
Unabhängig davon kann auch der Effekt genutzt werden, dass – selbst bei Verwendung gleicher Materialien für beide Reibelemententeile 2a, 2b – der Querschnitt des Reibelemententeiles 2b mit größerer Ausdehnung in radialer Richtung R bei Temperaturänderungen stärker variiert als der des Reibelemententeiles 2a kleinerer Ausdehnung, so dass auch hierüber eine Temperaturabhängigkeit in der Anlage des einen oder anderen Reibelemententeiles 2a bzw. 2b an der ersten Reibfläche 10 erzeugt werden kann.Regardless of this, the effect can be used that - even when using the same materials for both Reibelemententeile 2a . 2 B - The cross section of the friction element part 2 B with greater expansion in the radial direction R varies more strongly with temperature changes than that of the Reibelemententeiles 2a smaller extent, so that here too a temperature dependence in the system of one or the other Reibelemententeiles 2a respectively. 2 B on the first friction surface 10 can be generated.
Im Ergebnis sind gemäß dem Ausführungsbeispiel die Reibelemententeile 2a, 2b bezogen auf das zugeordnete erste Reibelement 1 so dimensioniert und angeordnet, dass bei vergleichweise niedrigen Temperaturen das Reibelemententeil 2a kleinerer radialer Ausdehnung mit seiner Reibfläche 20 an der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 anliegt, während das Reibelemententeil 2b größerer radialer Ausdehnung mit seiner Reibfläche 20 geringfügig von der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 beabstandet ist, vergleiche 8A.As a result, according to the embodiment, the friction member parts 2a . 2 B based on the associated first friction element 1 dimensioned and arranged so that at comparatively low temperatures, the friction element part 2a smaller radial extent with its friction surface 20 on the associated friction surface 10 of the first friction element 1 abuts while the friction element part 2 B greater radial extent with its friction surface 20 slightly off the friction surface 10 of the first friction element 1 is spaced, see 8A ,
Bei höheren Temperaturen, wie in 8B dargestellt, dehnt sich das Reibelemententeil 2b größerer radialer Ausdehnung in radialer Richtung R so stark aus, dass es über seine Reibfläche 20 mit der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Anlage gerät. Hierzu ist insbesondere die temperaturbedingte Ausdehnungsänderung des besagten Reibelemententeiles 2b in radialer Richtung R größer als die des Gehäuses 5, welches auf seiner Innenseite die erste Reibfläche 10 definiert.At higher temperatures, as in 8B shown, the friction element part expands 2 B greater radial extent in the radial direction R so strong that it is above its friction surface 20 with the associated friction surface 10 of the first friction element 1 in plant. For this purpose, in particular the temperature-induced expansion change of said friction element part 2 B in the radial direction R larger than that of the housing 5 , which on its inside the first friction surface 10 Are defined.
Umgekehrt ist die temperaturbedingte Ausdehnungsänderung des anderen Reibelemententeiles 2a geringerer radialer Ausdehnung kleiner als die des die erste Reibfläche 10 definierenden Gehäuses 5, so dass jenes Reibelemententeil 2a mit seiner Reibfläche 20 außer Anlage mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 gerät.Conversely, the temperature-induced expansion change of the other friction element part 2a smaller radial extent smaller than that of the first friction surface 10 defining housing 5 so that that friction element part 2a with its friction surface 20 out of engagement with the friction surface 10 of the first friction element 1 device.
Im Ergebnis ist also bei vergleichsweise niedrigen Betriebstemperaturen der Feststellvorrichtung, entsprechend der Temperatur des verwendeten Zusatzmediums Z, das Reibelemententeil 2a kleinerer Ausdehnung wirksam, indem es über seine Reibfläche 20 mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelemententeiles 1 in Kontakt steht, wie in 8A dargestellt. Dieses kleinere Reibelemententeil 2a mit entsprechend größerer (konvexer) Krümmung seiner Reibfläche 20 eignet sich insbesondere für das Verdrängen des Zusatzmediums Z beim Übergang von Gleit- zu Haftreibungsbedingungen, wenn das Zusatzmedium Z bei niedrigeren Temperaturen eine vergleichsweise große Viskosität aufweist.As a result, therefore, at comparatively low operating temperatures of the locking device, corresponding to the temperature of the additional medium Z used, the friction element part 2a smaller extent effective by passing over its friction surface 20 with the friction surface 10 of the first friction element part 1 is in contact, as in 8A shown. This smaller friction element part 2a with correspondingly larger (convex) curvature of its friction surface 20 is particularly suitable for the displacement of the additional medium Z in the transition from sliding to static friction conditions when the additional medium Z has a comparatively high viscosity at lower temperatures.
Bei höheren Betriebstemperaturen ist demgegenüber gemäß 8B das Reibelemententeil 2b größerer radialer Ausdehnung wirksam, indem es sich über seine Reibfläche 20 mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes in Anlage befindet.At higher operating temperatures, by contrast, according to 8B the friction element part 2 B greater radial extent effective by moving across its friction surface 20 with the friction surface 10 of the first friction element is in abutment.
Die beiden Reibelemententeile 2a, 2b können dabei beispielsweise gezielt so ausgestaltet sein, dass das Reibelemententeil 2a kleinerer radialer Ausdehnung bei Betriebstemperaturen unterhalb einer mittleren Betriebstemperatur von z. B. 20°C und das Reibelemententeil 2b größerer radialer Ausdehnung bei Betriebstemperaturen oberhalb hiervon jeweils durch Anlage an der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 wirksam ist. In einem Übergangsbereich um die mittlere Betriebstemperatur herum können beide Reibelemententeile 2a, 2b gleichzeitig wirksam sein.The two friction element parts 2a . 2 B For example, they can be specifically designed so that the friction element part 2a smaller radial extent at operating temperatures below an average operating temperature of z. B. 20 ° C and the friction element part 2 B greater radial extent at operating temperatures above thereof in each case by contact with the friction surface 10 of the first friction element 1 is effective. In a transition region around the average operating temperature, both friction element parts 2a . 2 B be effective at the same time.
Speziell bei Verwendung von Materialien mit unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten für das eine Reibelemententeil 2a einerseits und das andere Reibelemententeil 2b andererseits können auch dann temperaturabhängig unterschiedliche Kombinationen der Reibelemententeile (z. B. das eine oder das andere Reibelemententeil oder beide) mit der ersten Reibfläche 10 zur Anlage gebracht werden, wenn die beiden Reibelemententeile 2a, 2b gleiche Abmessungen, insbesondere eine übereinstimmende radiale Ausdehnung aufweisen.Especially when using materials with different thermal expansion coefficients for the one friction element part 2a on the one hand and the other friction element part 2 B On the other hand, different combinations of the friction element parts (eg the one or the other friction element part or both) with the first friction surface can also be dependent on the temperature 10 be brought to the plant, if the two Reibelemententeile 2a . 2 B have the same dimensions, in particular a matching radial extent.
Beim Ausführungsbeispiel der 8A und 8B sind die Reibelemente 1, 2 so dargestellt, dass sie mit ihren gesamten Reibflächen 10, 20 miteinander in Kontakt stehen, entsprechend der Anordnung in 10. Selbstverständlich kann auch hier durch eine asymmetrische bzw. exzentrische Ausgestaltung oder Lagerung der Reibelemente 1, 2 etwa entsprechend den Anordnungen in den 2A, 2B und 2C, erreicht werden, dass die Reibelemente 1, 2 (temperaturabhängig) jeweils nur über Teilbereiche ihrer Reibflächen 10, 20 miteinander in Kontakt geraten.In the embodiment of 8A and 8B are the friction elements 1 . 2 shown to be with their entire friction surfaces 10 . 20 in contact with each other, according to the arrangement in 10 , Of course, by an asymmetric or eccentric configuration or storage of the friction elements 1 . 2 approximately according to the arrangements in the 2A . 2 B and 2C , be achieved that the friction elements 1 . 2 (temperature-dependent) in each case only over partial areas of their friction surfaces 10 . 20 get in touch with each other.
Bei der in 9A gezeigten Anordnung besteht das zweite Reibelement 2 aus zwei separaten Komponenten 102a, 102b, die in der Querschnittsebene der 9A, also senkrecht zur Drehachse D des zweiten Reibelementes 2 sowie der Symmetrieachse A des ersten Reibelementes 1 nebeneinander angeordnet und durch eine Lücke L voneinander getrennt sind.At the in 9A The arrangement shown, the second friction element 2 from two separate components 102 . 102b in the cross-sectional plane of the 9A , ie perpendicular to the axis of rotation D of the second friction element 2 and the axis of symmetry A of the first friction element 1 arranged side by side and separated by a gap L.
Durch die Lücke L verläuft die Welle 3 der Feststellvorrichtung, über die ein Antriebsmoment in das zweite Reibelement 2 einleitbar ist, so dass die beiden Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 beidseits der Welle 3 sowie der hierdurch definierten Drehachse D angeordnet sind. Die einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen 24 der beiden Komponenten 102a, 102b sind dabei vorliegend im Querschnitt jeweils geradlinig ausgebildet.The wave passes through the gap L 3 the locking device, via which a drive torque in the second friction element 2 can be introduced, so that the two components 102 . 102b of the second friction element 2 on both sides of the wave 3 and the rotation axis D defined thereby are arranged. The opposite boundary surfaces 24 of the two components 102 . 102b are in this case in the cross section in each case formed in a straight line.
Beide Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 werden jeweils durch zwei Reibelementabschnitte 21 mit gekrümmter (als Kreisbogen ausgeführter) äußerer Kontur gebildet, die über einen geradlinig begrenzten Verbindungsabschnitt 23 miteinander verbunden sind. Über ihre (kreisbogenartig) gekrümmten Reibelementabschnitte 21 sind die beiden Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 jeweils in einem Teilbereich T ihrer Reibfläche 20 mit der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Kontakt bringbar. Außerhalb dieser Teilbereiche T besteht jeweils ein Freiraum F zwischen einander gegenüber liegenden Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2.Both components 102 . 102b of the second friction element 2 are each by two Reibelementabschnitte 21 formed with curved (designed as a circular arc) outer contour, which has a rectilinearly limited connecting portion 23 connected to each other. About her (circular arc-like) curved Reibelementabschnitte 21 are the two components 102 . 102b of the second friction element 2 each in a partial region T of their friction surface 20 with the associated friction surface 10 of the first friction element 1 brought into contact. Outside these subregions T there is in each case a free space F between mutually opposite friction surfaces 10 . 20 the two friction elements 1 . 2 ,
Um den gewünschten Kontakt zwischen den Reibflächen 20 des zweiten Reibelementes 2 und der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in jenen Teilbereichen T herzustellen, sind die beiden Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 über (zwei) elastische Elemente 42, hier in Form je einer Druckfeder, so gegeneinander verspannt, dass sie jeweils die Tendenz haben, sich mit einem Teilbereich T ihres jeden gekrümmten Reibelementabschnittes 21 an die erste Reibfläche 10 anzulegen. Die elastischen Elemente 42 sind beidseits der Welle 3 bzw. der hierdurch definierten Drehachse D angeordnet und wirken jeweils zwischen den einander gegenüber liegenden Begrenzungslinien 24 der beiden Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2.To the desired contact between the friction surfaces 20 of the second friction element 2 and the friction surface 10 of the first friction element 1 in those subregions T are the two components 102 . 102b of the second friction element 2 over (two) elastic elements 42 , here in the form of a respective compression spring, so braced against each other that they each have the tendency to deal with a portion T of each curved Reibelementabschnittes 21 to the first friction surface 10 to apply. The elastic elements 42 are on both sides of the wave 3 or the axis of rotation D defined thereby arranged and each act between the opposing boundary lines 24 of the two components 102 . 102b of the second friction element 2 ,
Vorliegend steht das zweite Reibelement 2 mit der ein Antriebsmoment einleitenden Welle 3 nicht unmittelbar drehfest in Verbindung, sondern vielmehr über einen Mitnehmer 6, der bei einer Verlagerung eines der Feststellvorrichtung zugeordneten Verstellteiles, zum Beispiel in Form einer Kraftfahrzeugtür, und einer hiermit verbundenen Drehbewegung der Welle 3 um die Drehachse D mitgenommen wird. Der Mitnehmer 6 weist im Ausführungsbeispiel einen längserstreckten (rechteckförmigen) Grundkörper auf, der sich entlang der zwischen den beiden Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 verlaufenden Lücke L erstreckt und im Bereich der Federelemente 42 jeweils eine Ausnehmung 62 aufweist sowie (an seinen Stirnseiten) mit Betätigungsabschnitten 65 versehen ist, über die der Mitnehmer 6 auf je einen zugeordneten reibelementseitigen Anschlag 25 des zweiten Reibelementes 2 einwirken kann, um das bei Verlagerung eines zugeordneten Verstellteiles eingeleitete Antriebsmoment in das Reibelement 2, genauer dessen beide Komponenten 102a, 102b, einleiten zu können.In the present case is the second friction element 2 with the drive torque introducing shaft 3 not directly rotatably connected, but rather a driver 6 in the case of a displacement of an adjusting part associated with the locking device, for example in the form of a motor vehicle door, and a rotational movement of the shaft connected thereto 3 is taken around the axis of rotation D. The driver 6 has in the exemplary embodiment on an elongated (rectangular) base body, which extends along the between the two components 102 . 102b of the second friction element 2 extending gap L extends and in the region of the spring elements 42 one recess each 62 has and (at its ends) with operating sections 65 is provided, over which the driver 6 on each associated with a friction element side stop 25 of the second friction element 2 can act to the introduced during displacement of an associated adjustment part drive torque in the friction element 2 , more precisely, both components 102 . 102b to be able to initiate.
Je nach Drehrichtung der Welle 3 und damit in Abhängigkeit von der Richtung des eingeleiteten Momentes M tritt der Mitnehmer 6 (an jeder Stirnseite) jeweils über einen von je zwei (stirnseitigen) Betätigungsabschnitten 65 mit einem von je zwei Anschlägen 25 der zugeordneten Komponente 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 Drehmoment- übertragend in Verbindung; im Fall eines im Uhrzeigersinn wirkenden Drehmomentes M, wie in 9A angedeutet, mit den mit „a” charakterisierten Anschlägen 25.Depending on the direction of rotation of the shaft 3 and thus depending on the direction of the introduced torque M occurs the driver 6 (on each end face) in each case via one of two (end-side) operating sections 65 with one of two attacks 25 the assigned component 102 . 102b of the second friction element 2 Torque transmitting in conjunction; in the case of a clockwise torque M, as in 9A indicated with the attacks characterized by "a" 25 ,
In den Reibelementabschnitten 21, in denen die mit „a” gekennzeichneten aktivierten Anschläge 25 liegen, wird die Reibfläche 20 bei der durch die Welle 3 und den Mitnehmer 6 bewirkten Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 jeweils etwas von der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 abgehoben; und der jeweils andere Reibelementabschnitt 21 einer jeweiligen Komponente 102a, 102b wird hierbei nachgeschleift.In the friction element sections 21 in which are the activated stops marked with "a" 25 lie, the friction surface becomes 20 at the time of the wave 3 and the driver 6 caused rotational movement of the second friction element 2 each something of the friction surface 10 of the first friction element 1 lifted; and the other friction element section 21 a respective component 102 . 102b will be looped here.
9B zeigt eine Abwandlung der Anordnung aus 9A, wobei der Unterschied im Wesentlichen in der Ausgestaltung des Mitnehmers 6 besteht, der gemäß 9B einseitig bezüglich der Welle 3 bzw. der hierdurch definierten Drehachse D angeordnet ist. Dementsprechend sind die beiden Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 hier nur über ein Federelement 42 gegeneinander verspannt, welches jeweils in einer Ausnehmung 24a der einander gegenüber liegenden Begrenzungsflächen 24 der Komponenten 102a, 102b wirkt. 9B shows a modification of the arrangement 9A , wherein the difference is substantially in the embodiment of the driver 6 exists according to 9B one-sided with respect to the shaft 3 or the rotation axis D defined thereby is arranged. Accordingly, the two components 102 . 102b of the second friction element 2 here only via a spring element 42 braced against each other, each in a recess 24a the mutually opposite boundary surfaces 24 of the components 102 . 102b acts.
Auf der jenem Federelement 42 gegenüber liegenden Seite der Welle 3 bzw. Drehachse D stützen sich die beiden Komponenten 102a, 102b über eine im Wesentlichen starre (also nicht elastische) Stützbrücke 26 aneinander ab, die als Gegenlager für das elastische Element 42 dient.On the spring element 42 opposite side of the shaft 3 or axis of rotation D are based on the two components 102 . 102b via a substantially rigid (not elastic) support bridge 26 abutting each other, as an abutment for the elastic element 42 serves.
Dementsprechend steht vorliegend der Mitnehmer 6 mit jeder der beiden Komponenten 102a, 102b des zweiten Reibelementes 2 über nur einen Betätigungsabschnitt 65 und zugeordneten reibelementseitigen Abschnitt 25 in Wirkverbindung, so dass hierüber eine Drehmomentübertragung möglich ist, wenn der Mitnehmer 6 gemeinsam mit der Welle 3 gedreht wird. Je nach Drehrichtung der Welle 3 und damit des Mitnehmers 6 wirkt damit Letzterer über jeweils nur einen Betätigungsabschnitt 65 und einen nachgeordneten reibelementseitigen Anschlag 25 auf jeweils nur eine der beiden Komponenten 102a, 102b ein. Die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Komponenten 102a, 102b erfolgt über die Stützbrücke 26.Accordingly, in the present case is the driver 6 with each of the two components 102 . 102b of the second friction element 2 over only one operating section 65 and associated friction element side section 25 in operative connection, so that a torque transfer is possible if the driver 6 together with the wave 3 is turned. Depending on the direction of rotation of the shaft 3 and thus the driver 6 The latter thus acts over only one operating section in each case 65 and a downstream friction element side stop 25 on only one of the two components 102 . 102b one. The torque transmission between the two components 102 . 102b via the support bridge 26 ,
