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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Spanneinheit, die einen einstellbaren Querschnitt aufweist, um eine Kraft zu erzeugen, die die Steifigkeit der Karosserie des Fahrzeugs erhöht.
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Um einerseits die Zugänglichkeit eines Kraftfahrzeugs zu erleichtern oder andererseits aus Designgründen werden in die Karosserie von Kraftfahrzeugen immer größere Öffnungen eingebracht. So sollen einerseits Panorama-Windschutzscheiben ein Wohlfühlklima erzeugen oder durch den Wegfall der B-Säule das Einsteigen in das Kraftfahrzeug erleichtert werden. Durch diese Maßnahmen und den Wegfall rahmentragender Teile der Karosserie werden Anbauteile selber zu rahmentragenden Teilen, die einen wesentlichen Einfluss auf die Steifigkeit des Kraftfahrzeugs ausüben. Mit anderen Worten sind Anbauteile wie Scheiben, Türen oder Klappen feste Bestandteile zur Erzeugung der Steifigkeit des Kraftfahrzeugs.
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Ein Problem, das sich aus der kombinierten Steifigkeit des gesamten Kraftfahrzeugs ergibt, ist, dass sich durch die Türen und Klappen nur eine begrenzte Steifigkeit in die Gesamtkarosserie einbringen lässt. Um ein leichtes Öffnen und Schließen z. B. der Seitentüren, der Heckklappe oder der Motorhaube zu ermöglichen, darf die durch eine Türdichtung, Heckklappendichtung oder Motorhaubendichtung erzeugte Druckkraft auf das Schließsystem der Tür, Klappe oder Haube einen vorgebbaren Grenzwert nicht überschreiten. Diese Begrenzung der Schließkräfte der Tür oder Klappe ist aber gleichzeitig auch dafür verantwortlich, dass nur eine begrenzte Stabilität durch diese Anbauteile in die Gesamtkarosserie eingebracht werden kann.
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Weiterhin kann es problematisch sein, dass es aufgrund von Verwindungen im Kraftfahrzeug dazu kommen kann, dass nicht alleine die Dichtsysteme, sondern auch Karosserieteile unmittelbar aneinander stoßen. Diese Problematik wird noch dadurch verstärkt, dass die Automobilhersteller immer geringere Spaltmaße anstreben, so dass einerseits die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs verbessert und andererseits das optische Design einen hochqualitativen Eindruck vermittelt.
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Das Dokument
DE 11 2009 000 852 T5 betrifft zusammendrückbare Dichtungen für Kraftfahrzeuge, die auf einem aktiven Material basieren, dessen Eigenschaften gesteuert und aus der Ferne geändert werden können, um die Dichtungseffektivität zu verändern. Dazu werden die Steifigkeitseigenschaften der Dichtung bei Bedarf geändert, indem beispielsweise das Elastizitätsmodul des Materials und die Geometrie durch aktives Ändern der Querschnittsform der Dichtungsstruktur geändert wird.
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Das Dokument
DE 10 2010 052 830 A1 offenbart ein Verfahren zur Dämpfung eines Kraftwagens, bei welchem im Fahrbetrieb des Kraftwagens eine Hohlkammer wenigstens eines eine Tür des Kraftwagens umlaufenden Dichtungselements mit einem vorgegebenen Druck beaufschlagt wird, wobei der vorgegebene Druck in Abhängigkeit von einem zu dämpfenden Frequenzbereich von Karosserieschwingungen eingestellt wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, dessen Anbauteile sich leicht öffnen und schließen lassen, jedoch trotzdem zur Steifigkeit des Fahrzeugs beitragen. Dies wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Rohkarosserie, die eine Ausnehmung aufweist, einem in der Ausnehmung angeordneten öffenbaren Anbauteil und wenigstens einer zwischen der Rohkarosserie und dem Anbauteil angeordneten Spanneinheit mit einstellbarem, also veränderbarem Querschnitt. Die Rohkarosserie bildet mit einem oder mehreren Anbauteilen die Karosserie des Kraftfahrzeugs. Ein Anbauteil verschließt die zugehörige Ausnehmung im geschlossenen Zustand vorzugsweise aber nicht notwendigerweise vollständig. Bei dem Anbauteil handelt es sich insbesondere um eine Tür, eine Klappe wie beispielsweise die Motorhaube oder den Kofferraumdeckel oder ein Schiebedachelement.
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Ein Anbauteil ist üblicherweise an einer Seite schwenkbar an der Rohkarosserie angeschlagen, beispielsweise mittels Scharnieren oder einem sonstigen Schwenkmechanismus. Darüber hinaus weist ein Anbauteil üblicherweise einen Schließmechanismus auf, in dem das Anbauteil im geschlossenen Zustand verriegelt werden kann. Der Schließmechanismus ist üblicherweise an der dem Anschlag gegenüberliegenden Seite des Anbauteils angeordnet.
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Erfindungsgemäß weist die Spanneinheit wenigstens ein Stellglied und wenigstens einen von dem Stellglied bewegbaren Verstellkörper auf, dessen Bewegung die Querschnittsänderung der Spanneinheit bewirkt. Durch die Ansteuerung des Stellgliedes und die dadurch erfolgte Bewegung des Verstellkörpers lässt sich somit der Querschnitt der Spanneinheit gezielt vergrößern oder verringern. Dadurch lässt sich eine Kraft erzeugen, die das Anbauteil in der Ausnehmung der Rohkarosserie fixiert und somit die Steifigkeit der Karosserie des Kraftfahrzeugs erhöht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform enthält die Spanneinheit weiterhin einen Referenzkörper, gegen den der Verstellkörper durch das Stellglied bewegbar ist. Der Referenzkörper und/oder der Verstellkörper sind so ausgebildet, dass die von dem Stellglied erzeugte Relativbewegung zwischen dem Verstellkörper und dem Referenzkörper eine Sekundärbewegung erzeugt. Die Richtung der Sekundärbewegung steht senkrecht auf der Richtung der von dem Stellglied erzeugten Bewegung. Die Querschnittsänderung der Spanneinheit wird durch die Sekundärbewegung in Richtung der Sekundärbewegung erzeugt.
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In einer Ausgestaltungsform ist der Referenzkörper ein zweiter Verstellkörper, also ein zweites bewegliches Element. Der zweite Verstellkörper kann von einen eigenen, zweiten Stellglied bewegt werden oder über eine entsprechende Mechanik, wie beispielsweise eine Umlenkmechanik, von dem einen Stellglied, das bereits den ersten Verstellkörper bewegt. Bevorzugt ist die Bewegungsrichtung des ersten Verstellkörpers und des zweiten Verstellkörpers genau entgegengesetzt. Dadurch kann der Zustellweg des Stellgliedes oder der Stellglieder verringert werden.
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Das Stellglied versetzt den Verstellkörper bevorzugt in eine geradlinige, lineare Bewegung. In einer Ausgestaltungsform ist das Stellglied ein Linearantrieb. Dabei kann ein Aktor des Stellglieds direkt eine lineare Bewegung erzeugen. In einer anderen Ausgestaltungsform weist das Stellglied einen elektromotorischen Antrieb und Mittel zur Erzeugung einer Zugkraft auf. Der Verstellkörper wird durch die Zugkraft bewegt.
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Die Mittel zur Erzeugung einer Zugkraft erzeugen beispielsweise aus einer rotatorischen Bewegung eines Aktors mittels eines Getriebes in eine translatorische Bewegung und somit eine Zugkraft. Als Aktor dient insbesondere ein Elektromotor, beispielsweise ein Servomotor. Der Elektromotor kann auch dadurch angesteuert werden, dass er gegen einen Anschlag fährt. Weitere Möglichkeiten sind eine Ansteuerung des Elektromotors über einen Schalter oder seine Stromaufnahme.
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Das Getriebe kann beispielsweise ein Spindelgetriebe oder eine Kombination aus einem Schneckengetriebe und einer von dem Schneckengetriebe angetriebenen Zahnstange sein. Bei dem Stellglied kann es sich um jeden beliebigen Kleinstantrieb handeln, der im Automobilbau eingesetzt wird oder einsetzbar ist.
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Das Stellglied kann unmittelbar, also starr, mit einem Verstellkörper verbunden sein. Alternativ ist das Stellglied mittelbar über ein Verbindungselement mit einem Verstellkörper verbunden. Das Verbindungselement kann beispielsweise ein Bowdenzug sein. Das Verbindungselement kann auch als Getriebe dienen und eine Untersetzung oder Übersetzung aufweisen. Weiterhin kann das Verbindungselement die Funktion einer Umlenkeinheit aufweisen, die die Richtung der von dem Stellglied erzeugten linearen Bewegung ändert.
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Das Stellglied kann die Zugkraft auf einen Verstellkörper ausüben, indem das Verbindungselement zumindest teilweise aufgewickelt wird, beispielsweise auf einer sich drehenden Scheibe. Optional weist die Scheibe eine Nut zur Führung des Verbindungselements auf. Die Scheibe kann unmittelbar oder mittelbar mit einem Motor, beispielsweise einem Elektromotor, verbunden sein. Bei einer mittelbaren Verbindung treibt der Motor beispielsweise eine Schnecke an, die mit einem Zahnrad zusammenwirkt, die mit der Scheibe verbunden oder einstückig ausgebildet ist.
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In einer Ausgestaltungsform ist der Verstellkörper eine Kugel. Eine Kugel kann relativ einfach über die Oberfläche eines Referenzkörpers gleiten. Beispielsweise weist der Referenzkörper eine konkave Ausnehmung auf, in der die bewegte Kugel gleiten kann. Nähert sich die Kugel dem Rand der Ausnehmung, so nähert sie sich gleichzeitig der Oberfläche des Referenzkörpers und vergrößert somit den Querschnitt der Spanneinheit. Bei dem Referenzkörper kann es sich jedoch ebenfalls um einen kugelförmigen Verstellkörper handeln. Wenn die beiden kugelförmigen Verstellkörper aufeinander abgleiten, erfolgt ebenfalls eine Sekundärbewegung in eine Richtung, die senkrecht auf der zu der von dem Stellglied oder den Stellgliedern erzeugten Bewegungsrichtung steht.
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In einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Verstellkörper ein Keil. In diesem Fall ist bevorzugt der Referenzkörper oder ein zweiter Verstellkörper ebenfalls ein Keil. Der Verstellkörper und der Referenzkörper bzw. der zweite Verstellkörper sind dabei derart antiparallel angeordnet, dass durch die von dem Stellglied oder den Stellgliedern erzeugte Bewegung die beiden keilförmigen Elemente auf ihren schrägen Flächen übereinander gleiten lässt, wodurch sich eine Veränderung des Querschnitts der Spanneinheit ergibt.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weist die Spanneinheit mehrere miteinander verbundene Verstellkörper auf. Die Verstellkörper sind so miteinander verbunden, dass das Stellglied alle miteinander verbundenen Verstellkörper in dieselbe Richtung bewegt. Die Verstellkörper sind dazu beispielsweise starr miteinander verbunden. Alternativ sind die Verstellkörper über flexible Verbindungselemente, beispielsweise eine Kette, eine Schnur, ein Seil, einen Draht oder ein Band, miteinander verbunden. Auch der Referenzkörper kann aus mehreren miteinander verbundenen Teilkörpern bestehen.
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Die Menge der miteinander verbundenen Verstellkörper, die von einem Stellglied in dieselbe Richtung bewegt wird, kann auch als Verstellkörperverbund bezeichnet werden. Sind mehrere Verstellkörper miteinander verbunden, so ist der Referenzkörper entsprechend ausgebildet, dass bei einer Bewegung der miteinander verbundenen Stellkörper durch das Stellglied jeder Verstellkörper eine Sekundärbewegung vollzieht. Weist die Spanneinheit mehrere Verstellkörper als Referenzkörper auf, so bewegen sich die beiden Verstellkörperverbünde relativ zueinander.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Spanneinheit in einer Dichtung zwischen der Rohkarosserie und dem Anbauteil angeordnet. Somit ist keine separate Abdichtung der Spanneinheit oder im Bereich der Spanneinheit notwendig. Durch die Spanneinheit erhält die Dichtung einen einstellbaren Querschnitt. Bei der Dichtung handelt es sich beispielsweise um einen (umlaufenden) Dichtschlauch, der den gesamten Kontaktbereich zwischen dem Anbauteil und der Rohkarosserie abdichtet. Prinzipiell kann, insbesondere bei mehreren miteinander zu einem Verstellkörperverbund verbundenen Verstellkörpern, der Querschnitt des Dichtschlauchs über dessen gesamte Länge einstellbar sein. Dies kann beispielsweise auch durch die Verwendung mehrerer Spanneinheiten in dem Dichtungsschlauch erfolgen. In einer Ausgestaltungsform ist die Spanneinheit jedoch nur in einem Teil der Dichtung angeordnet. Dies bedeutet, dass nur ein Teil der Dichtung einen (aktiv) einstellbaren Querschnitt aufweist. Je nach Konstruktion des Anbauteils und dessen Schließmechanik kann dies ausreichen, um eine zufriedenstellende Steifigkeit des Kraftfahrzeugs zu erzielen.
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Die Dichtung zwischen der Rohkarosserie und einem Anbauteil verläuft üblicherweise in einem Bereich, in dem sich die Rohkarosserie und das Anbauteil überlappen. Dies ist insbesondere ein Randbereich des Anbauteils. In diesem Fall ist die Spanneinheit so angeordnet, dass ihr Querschnitt in einer Richtung einstellbar ist, die senkrecht auf den sich überlappenden Abschnitten der Rohkarosserie und des Anbauteils steht.
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In einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Spanneinheit so am Rand der Ausnehmung in der Rohkarosserie angeordnet, dass bei einer Vergrößerung ihres Querschnitts eine Kraft auf das Anbauteil in Richtung eines gegenüberliegenden Randes der Rohkarosserie ausgeübt wird. Anders ausgedruckt ist die Spanneinheit so angeordnet, dass eine Querschnittsvergrößerung der Spanneinheit die Ausnehmung verkleinert. Dadurch wird das Anbauteil in der Ausnehmung eingespannt und erhöht die Steifigkeit des Kraftfahrzeugs, ohne den Schließmechanismus oder die Scharniere des Anbauteils zu belasten.
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Dabei ist eine Vielzahl von Anordnungen einer oder mehrerer Spanneinheiten möglich. Bei Verwendung einer einzelnen Spanneinheit kann diese beispielsweise an einen Rand der Ausnehmung in der Rohkarosserie angeordnet sein, die dem Rand gegenüberliegt, an dem das Anbauteil angeschlagen ist. Somit erzeugt die Querschnittsänderung der Spanneinheit keine Kraft in Richtung der Drehachse des Anbauteils und somit eine Scherbelastung der Scharniere. In einem anderen Beispiel sind zwei Spanneinheiten an gegenüberliegenden Rändern der Ausnehmung in der Rohkarosserie angeordnet. Dabei handelt es sich bevorzugt um Ränder, an denen das Anbauteil nicht angeschlagen ist. Ist das Anbauteil beispielsweise rechts oder links angeschlagen, so sind die Spanneinheiten am oberen und unteren Rand der Ausnehmung angeordnet. Durch diese Anordnung wird ebenfalls keine Scherkraft auf die Scharniere ausgeübt.
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Optional weist die Spanneinheit eine die Verstellkörper abdeckende Abdeckung auf, so dass die Spanneinheit nach außen hin eine glatte Oberfläche aufweist. Die von den Verstellkörpern ausgeübte Kraft wird somit auf die Oberfläche der Abdeckung verteilt.
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Bevorzugt weist die Spanneinheit ein Vorspannmittel auf, beispielsweise in Form einer Feder, das der Bewegung der Verstellkörper durch das Stellglied entgegenwirkt. Dadurch wird bei unbetätigtem Stellglied ein Ausgangsquerschnitt der Spanneinheit vor der Betätigung des Stellglieds wiederhergestellt.
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Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, einzelne oder mehrere Merkmale von Beispielen oder Ausgestaltungsformen miteinander zu kombinieren, solange dies technisch möglich ist.
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Die vorliegende Erfindung soll anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit zugehörigen Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:
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1 eine Draufsicht einer Fahrzeugkarosserie,
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2 eine Seitenansicht der Fahrzeugkarosserie aus 1,
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3 eine Dichtung im Bereich einer Motorhaube,
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4 eine Dichtung im Bereich einer Fahrzeugtür,
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5 eine Dichtung mit einer Spanneinheit,
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6a eine erste Spanneinheit in einem ersten Zustand,
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6b die Spanneinheit aus 6a in einem zweiten Zustand,
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7 eine zweite Spanneinheit,
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8 eine dritte Spanneinheit, und
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9 eine vierte Spanneinheit.
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Die 1 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Fahrzeugkarosserie. Die Fahrzeugkarosserie besteht aus einer Rohkarosserie 1 mit einer Ausnehmung 2, in der öffenbar eine Motorhaube 3 angeordnet ist. Die Motorhaube 3 ist beispielsweise im hinteren Bereich der Ausnehmung 2 mittels nicht dargestellter Scharniere oder eines sonstigen geeigneten Schwenkmechanismus angeschlagen, während die Motorhaube 3 im vorderen Bereich der Ausnehmung 2 mittels einer Schließmechanik verriegelbar ist. Die Motorhaube 3 ist somit ein öffenbares Anbauteil.
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Die 2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Fahrzeugkarosserie aus der 1. Die Rohkarosserie 1 weist eine Ausnehmung 4 für eine Fahrzeugtür 5 auf. Ähnlich der Motorhaube in der Ausnehmung 2 ist die Tür 5 in der Ausnehmung 4 angeschlagen und verriegelbar. Die Fahrzeugtür 5 ist beispielsweise am vorderen Rand der Ausnehmung 4 angeschlagen und wird am hinteren Rand der Ausnehmung 4 verriegelt. Die Fahrzeugtür 5 ist ebenfalls ein öffenbares Anbauteil.
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Die 3 zeigt schematisch eine Dichtung 6 zwischen der Rohkarosserie 1 und der Motorhaube 3. Im Bereich der Dichtung 6 überschneiden sich Teile der Rohkarosserie 1 und der Motorhaube 3. Ist die Motorhaube 3 geschlossen, so wird die Dichtung 6 zwischen der Rohkarosserie 1 und der Motorhaube 3 eingeklemmt, so dass die Ausnehmung 2 abgedichtet wird.
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In ähnlicher Weise zeigt die 4 schematisch eine Dichtung 6 in einem überlappenden Bereich der Rohkarosserie 1 und der Fahrzeugtür 5. Bei verschlossener Fahrzeugtür 5 dichtet die Dichtung 6 entsprechend die Ausnehmung 4 ab.
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Aufgrund der Größe der Ausnehmungen 2 und/oder 4 in der Rohkarosserie 1 ist die Steifigkeit der gesamten Fahrzeugkarosserie beschränkt. Die Steifigkeit lässt sich jedoch dadurch erhöhen, dass die Motorhaube 3 in der Ausnehmung 2 und/oder die Fahrzeugtür 5 in der Ausnehmung 4 verspannt wird. Dazu ist, wie in der 5 schematisch dargestellt, in der Dichtung 6 eine Spanneinheit 7 angeordnet. Die Spanneinheit 7 weist einen einstellbaren Querschnitt auf. Dies bedeutet, dass die Ausdehnung der Spanneinheit 7 in mindestens und bevorzugt genau einer Richtung veränderbar ist. Somit ist auch der Querschnitt der Dichtung 6 in dem Bereich der Spanneinheit 7 einstellbar, also mit anderen Worten die Ausdehnung der Dichtung 6 einstellbar. Die Dichtung 6 ist im Wesentlichen vollständig umlaufend am Rand der Ausnehmung 2 bzw. der Ausnehmung 4 angeordnet.
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Die Spanneinheit 7 ist derart in der Dichtung 6 angeordnet, dass die Richtung ihrer Querschnittsänderung senkrecht auf der Erstreckungsrichtung der Dichtung 6 steht. Für die Lage der Richtung der Querschnittsänderung bezogen auf die Rohkarosserie 1 gibt es zwei Hauptmöglichkeiten.
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Die erste Möglichkeit ist anhand der Motorhaube 3 in der 3 dargestellt. Die Richtung der Querschnittsänderung verläuft senkrecht zur Oberfläche der Rohkarosserie neben der Ausnehmung 2 oder, anders ausgedrückt, parallel zu der Oberfläche der Rohkarosserie 1, die die Ausnehmung 2 begrenzt. Die Querschnittsänderung der Spanneinheit 7 erzeugt somit eine Kraft, die die Motorhaube 3 aus der Ausnehmung 2 herausdrücken würde. Noch anders ausgedruckt entspricht die Richtung der Querschnittsänderung der Spanneinheit 7 der Richtung, in der die geschlossene Motorhaube 3 die Dichtung 6 zusammendrückt beziehungsweise der Richtung, in die sich das Anbauteil relativ zur Rohkarosserie bei Öffnen oder Schließen bewegt. Die von der Spanneinheit 7 ausgeübte Kraft drückt die Motorhaube 3 somit gegen die Scharniere und/oder gegen die Schließmechanik. Dadurch wird die Fahrzeugkarosserie zusätzlich versteift.
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Die zweite Möglichkeit ist anhand der Fahrzeugtür 5 in der 4 dargestellt. In diesem Fall erzeugt die Spanneinheit 7 eine Kraft, die senkrecht auf der Oberfläche der Rohkarosserie 1 steht, die die Ausnehmung 4 begrenzt. Mit anderen Worten verläuft die Richtung der Querschnittsänderung der Spanneinheit 7 zwischen zwei gegenüberliegenden Rändern der Ausnehmung 4. Eine am oberen Rand der Ausnehmung 4 an der Rohkarosserie 1 angeordnete Spanneinheit 7 erzeugt aufgrund ihrer Querschnittsänderung also eine Kraft auf die Fahrzeugtür 5 nach unten, also in Richtung des gegenüberliegenden Randes der Ausnehmung 4 in der Rohkarosserie 1. Somit wird die Fahrzeugtür 5 in der Ausnehmung 4 in der Rohkarosserie 1 eingeklemmt und erhöht damit die Steifigkeit der gesamten Fahrzeugkarosserie.
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Die Verspanneinheit 7 weist wenigstens ein Stellglied und wenigstens einen von dem Stellglied bewegbaren Verstellkörper auf, dessen Bewegung die Querschnittsänderung der Spanneinheit 7 bewirkt. Verschiedene Ausgestaltungsformen der Spanneinheit 7 sind in den 6 bis 9 dargestellt. Gemeinsam ist diesen Ausgestaltungsformen, dass die Spanneinheit 7 einen Referenzkörper aufweist, gegen den der Verstellkörper bewegbar ist, wobei die von dem Stellglied erzeugte Relativbewegung zwischen dem Verstellkörper und dem Referenzkörper eine Sekundärbewegung erzeugt. Die Richtung der Sekundärbewegung steht senkrecht auf der Richtung der von dem Stellglied erzeugten Bewegung, die auch als Primärbewegung bezeichnet wird.
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Die 6a zeigt eine erste Ausgestaltungsform in Form einer Spanneinheit 7a in einem ersten Zustand. In dieser Ausgestaltungsform ist eine Gruppe von Verstellkörpern in Form von Kugeln 8 mittels Drähten oder Fäden 9 zu einer Kette verbunden und darüber hinaus mit einem Stellglied 10 verbunden. Das Stellglied 10 kann eine lineare Kraft auf die zu einer Kette verbundenen Kugeln 8 ausüben und diese somit linear bewegen. In der Darstellung der 6a kann das Stellglied 10 die Kugeln 8 horizontal nach rechts ziehen.
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Die Referenzkörper bestehen aus Kugeln 11, die über Drähte oder Fäden 12 ebenfalls zu einer kettenartigen Gruppe verbunden sind. Analog zu dem Stellglied 10 kann das Stellglied 13 die Kugeln 11 linear bewegen, in der Darstellung in der 6a nach links. Bewegt das Stellglied 10 die Kugeln 8 nach rechts und das Stellglied 13 die Kugeln 11 nach links, so gleiten die Kugeln 8 und 11 paarweise aufeinander ab. Damit gelangt die Spanneinheit 7a in einen zweiten Zustand, der in der 6b dargestellt ist. Da die Kugeln 8 und 11 aufeinander abgeglitten sind, hat die von den Stellgliedern 10 bzw. 13 auf die Kugeln 8 bzw. 11 ausgeübte Primärbewegung eine darauf senkrecht stehende Sekundärbewegung erzeugt, die durch den Doppelpfeil angegeben ist. Diese Sekundärbewegung hat eine Vergrößerung der Ausdehnung der Spanneinheit 7a in eine vertikale Richtung und somit eine Querschnittsänderung der Spanneinheit 7a bewirkt.
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Anstatt des zweiten Stellglieds 13 können die Kugeln 11 über einen Umlenkmechanismus, beispielsweise mittels eines Boddenzugs, horizontal von dem Stellglied 10 bewegt werden. Optional weist die Spanneinheit 7a eine in der Figur nicht dargestellte Abdeckung auf, die an der den Kugeln 11 abgewandten Seite der Kugeln 8 anliegt, sodass die Kugeln die Abdeckung in Richtung der Sekundärbewegung bewegen können. Die Abdeckung verteilt die von den Kugeln 8 ausgeübte Kraft auf eine größere Fläche. Alternativ oder zusätzlich weist die Dichtung 6 im Bereich der Kugeln 8 eine Verstärkung zur Verteilung der Kräfte auf. Eine vergleichbare Abdeckung kann auch an der den Kugeln 8 abgewandten Seite der Kugeln 11 vorgesehen sein.
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Die 7 zeigt eine zweite Ausgestaltungsform in Form einer Spanneinheit 7b, in der anstatt der Kugeln 11 ein Führungsblock 14 als Referenzkörper dient. Der Führungsblock 14 weist für jede der Kugeln 8 eine konkave Ausnehmung auf, die beispielsweise eine kugelschalenartige Form oder einen kreisbogenförmigen Querschnitt hat. Durch die von dem Stellglied 10 erzeugte lineare Bewegung der Kugeln 8 gleiten die Kugeln 8 über die gekrümmte Oberfläche der Ausnehmungen in dem Führungsblock 14 und erzeugen somit eine Sekundärbewegung in Richtung des Doppelpfeils, also senkrecht zu der von dem Stellglied erzeugten Bewegung. Somit erhöht sich ebenfalls die Ausdehnung der Spanneinheit 7b in Richtung des Doppelpfeils und somit der Querschnitt der Spanneinheit 7b.
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Die dritte Ausgestaltungsform in Form der Spanneinheit 7c in der 8 ist ähnlich der Spanneinheit 7b der 7, doch gleiten die Kugeln 8 nicht in konkaven Ausnehmungen, sondern auf Rampen des Führungsblocks 15. Auch hier bewirkt die von dem Stellglied 10 erzeugte lineare Primärbewegung in eine horizontale Richtung eine vertikale Sekundärbewegung der Kugeln 8 relativ zum Führungsblock 15 und somit eine Vergrößerung der Ausdehnung, also eine Querschnittsänderung, der Spanneinheit 7c.
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Die vierte Ausgestaltungsform in Form einer Spanneinheit 7d ist in der 9 dargestellt. Ihr Aufbau entspricht im Wesentlichen der der Spanneinheit 7c, wobei anstatt der Kugeln 8 jedoch Keile 16 als Verstellkörper dienen. Die Keile 16 sind so auf dem Führungsblock 15 gelagert, dass ihre schrägen Flächen auf den schrägen Flächen des Führungsblocks 15 aufliegen. Durch die lineare horizontale Primärbewegung der Keile 16 durch das Stellglied 10 gleiten diese auf den schrägen Oberflächen des Führungsblocks 15 ab und erzeugen so eine Querschnittsänderung, also eine Vergrößerung der Ausdehnung der Spanneinheit 7d, in Richtung des Doppelpfeils.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112009000852 T5 [0005]
- DE 102010052830 A1 [0006]
