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TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arretierungsanordnung, die derart konfiguriert ist, dass zwei miteinander verbundene Elemente in einem arretierenden Zustand ineinandergreifen und sie die Elemente freigibt, damit sie relativ zu einander in einem entriegelten Zustand zum Wechsel ihrer gegenseitigen Position beweglich sind. Solche Elemente, die in verschiedenen relativen Positionen zu verriegeln sind, können irgendwo angeordnet sein und von jeder denkbaren Art sein, obwohl solche Elemente, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, weiter unten zur Aufklärung beschrieben werden, aber in keiner Weise, die die Erfindung auf diese Anmeldung einschränkt.
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Die beiden zu verriegelnden Elemente können als zugehörig zur Arretierungsanordnung betrachtet werden, da die Gestaltung dieser Elemente derart ausgewählt werden kann, dass sie zur Funktionsweise der Arretierungsanordnung beiträgt und von wesentlicher Bedeutung für die Funktionsweise ist.
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„Miteinander verbundene Elemente“ ist hier als kontinuierlich vorhandene Verbindung der zwei Elemente zueinander zu verstehen, was bedeutet, dass sie auch im entriegelten Zustand miteinander verbunden sind, aber dass sie dann relativ zueinander zum Ändern ihrer gegenseitigen Position bewegt werden können, was eine Arretierung derselben in einer anderen gegenseitigen Position, als sie vorher hatten, ermöglicht.
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Viele Kraftfahrzeuge, insbesondere mit Rädern versehene Kraftfahrzeuge, wie Lastkraftwagen, Busse oder Autos, bieten die Möglichkeit, die Position des Lenkrades einzustellen, und in einigen dieser Fahrzeuge ist es ein Vorteil, wenn das Armaturenbrett dann auch hinsichtlich der Position eingestellt werden kann, um es an eine neue Position des Lenkrades anzupassen. Eine Arretierungsanordnung von der Art, wie sie in der Einleitung definiert wurde, kann dann auch benutzt werden, um eine Arretierung des Armaturenbretts in der jeweiligen Position zu erhalten. Eines der zwei Elemente kann dann direkt oder indirekt mit dem Armaturenbrett verbunden sein oder mit einem Träger davon und das andere Element kann direkt oder indirekt mit einem Körper oder Rahmen, der an dem jeweiligen Chassis des Fahrzeugs befestigt ist, verbunden sein.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Arretierungsanordnung von der Art, wie sie in der Einleitung definiert wurde, ist zum Beispiel durch
US 6 213 671 B1 bekannt, welche eine einstellbare Gelenkstellvorrichtung offenbart, die eine Arretierungsanordnung aufweist, die eine Drehung um Scharniere in jeweils einem arretierenden und entriegelten Zustand verhindert oder ermöglicht. Zum weiteren Stand der Technik werden noch die Druckschriften
DE 22 16 904 A ,
DE 295 21 414 U1 und
DE 199 16 412 C1 genannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Arretierungsanordnung der Art bereitzustellen, wie sie in der Einleitung definiert wurde, wobei sie in mindestens einem Aspekt hinsichtlich auf bereits derartig bekannte Arretierungsanordnungen verbessert wurde.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erhalten, dass eine solche Arretierungsanordnung mit den Eigenschaften, die in dem kennzeichnenden Teil des beigefügten Patentanspruchs 1 aufgeführt werden, bereitgestellt ist.
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Eine Arretierungsanordnung nach der Erfindung wird zuverlässig in dem arretierenden Zustand durch die Wirkung der Federbelastung gehalten werden, da ein Druckmedium aktiv zur Überführung der Arretierungsanordnung in einen entriegelten Zustand bereitgestellt werden muss. Ferner führt die Beweglichkeit des Kolbens und des Zylinders relativ zueinander und die Interaktion derselben mit der ersten Einrichtung, die eine Federbelastung bereitstellt, zu einer einfachen Konstruktion und zu einer zuverlässigen Funktionsweise der Arretierungsanordnung nach der Erfindung.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind der Zylinder und der Kolben mit einem ersten Element verbunden, sodass sie diesem Element bei einer Bewegung von diesem hinsichtlich eines zweiten Elements in einen entriegelten Zustand folgen. Eine solche Verbindung der beiden Elemente kann dann dadurch erhalten werden, dass der Zylinder oder der Kolben hinsichtlich des ersten Elements wie in anderen Ausführungsformen der Erfindung befestigt sind. Diese Ausführungsformen ermöglichen eine einfache Entriegelung der Elemente relativ zueinander und eine Bewegung derselben zu und Verriegelung derselben in einer neuen gegenseitigen Position.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Arretierungsanordnung eine Kolbenstange, die an dem Kolben und dem ersten Element befestigt ist, der Zylinder ist hinsichtlich des Kolbens entlang der Kolbenstange beweglich, und der Zylinder ist derart konfiguriert, dass er sich entlang der Kolbenstange bewegt, wenn ein unter Druck gesetztes Medium dem Volumen zugeführt wird. In einer solchen Bewegung entlang der Kolbenstange kann der Zylinder entweder relativ zu dem ersten Element und der Kolbenstangenbewegung befestigt sein oder die Kolbenstange kann an dem ersten Element und der Zylinderbewegung befestigt sein. Im letzteren Fall kann die erste Einrichtung derart konfiguriert sein, dass sie die Federbelastung auf eine Innenfläche von einem Ende des Zylinders aufwendet und dieses Ende des Zylinders gegen einen Teil des ersten Elements drückt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Element länglich, und das erste Element ist entlang des zweiten Elements in der Längsrichtung desselben beweglich und in verschiedenen Positionen entlang von diesem durch die Aufwendung der Federbelastung auf die erste Einrichtung feststellbar, die einen Teil des ersten Elements gegen einen Teil des zweiten Elements drängt. Das bedeutet ein einfaches Erreichen verschiedener gegenseitiger Positionen der beiden Elemente und eine Verriegelung derselben in diesen Positionen mittels der Arretierungsanordnung.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das zweite Element mindestens zwei überlagerte längliche Komponenten, die eine Aussparung aufweisen, die sich in Längsrichtung des zweiten Elements erstreckt, eine Kolbenstange, die an dem Kolben befestigt ist, die durch die Aussparungen der Elemente vordringt, und ein erstes Element ist relativ zu dem zweiten Element beweglich, während es durch die Bewegung besagter Kolbenstange entlang der Aussparungen geführt wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die eine weitere Entwicklung der letztgenannten Ausführungsform ist, umfasst das zweite Elemente mindestens drei Komponenten in Form von Lamellen, die ein laminiertes Element ausbilden und die derart konfiguriert sind, dass sie durch eine Federbelastung komprimiert werden, sodass sie mit dem ersten Element ineinandergreifen. Durch das Drücken einer Vielzahl an Komponenten (Lamellen) in Richtung zu einander wird sich eine Anzahl an Oberflächen ergeben, auf die eine Normalkraft in einem arretierenden Zustand ausgeübt wird, und jede solche Normalkraft wird in Kombination mit dem jeweiligen Reibungskoeffizient in einer Kraft resultieren, die derart wirkt, um den arretierenden Zustand zu erhalten, und die Gesamtkraft, die die Elemente verriegelt, wird dann die Summe solcher Kräfte sein. Dies bedeutet, dass eine ziemlich moderate Federbelastung in eine zuverlässige Verriegelung der Elemente in dem arretierenden Zustand resultieren kann und immer noch eine einfache Überführung des arretierenden Zustands in einen entriegelten Zustand durch die Kontrolle der zweiten Einrichtung ermöglicht.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Arretierungsanordnung unterlegscheibenähnliche Scheiben, die die anliegenden Lamellen trennen, die von der Kolbenstange durchdrungen werden und derart konfiguriert sind, dass sie der Kolbenstange bei einer Bewegung derselben entlang der Aussparung folgen. Dies bedeutet, dass die Federbelastung in dem arretierenden Zustand einen Stapel aus Scheiben und Lamellen gegeneinander drücken wird, was in einer höheren Anzahl an Oberflächen resultiert, auf welche die Normalkraft aufgewendet wird, was in einer Kraft resultiert, die die jeweilige Scheibe davon abhält, hinsichtlich der jeweiligen Lamelle aufgrund des Reibungskoeffizienten der Oberflächen, die gegeneinander anliegen, zu gleiten.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die eine weitere Entwicklung der letztgenannten Ausführungsform darstellt, liegen die Scheiben eng umlaufend an der Kolbenstange an, die sie durchdringt. Dieser Umstand gewährleistet, dass die Scheiben nicht unabhängig hinsichtlich der Lamellen gleiten können und eine Optimalkraft, die die Anordnung in dem verriegelten Stapel hält, kann dadurch erhalten werden, dass solch eine Kraft für jede Schnittstellt zwischen Scheibe und Lamelle addiert wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die erste Einrichtung mindestens eine mechanische Feder, wie beispielsweise eine Tellerfeder oder Scheibenfeder. Die Benutzung solcher mechanischen Federn zum Erreichen der Federbelastung der ersten Einrichtung resultiert in einer zuverlässigen Funktionsweise der Arretierungsanordnung mit einem minimalen Risiko einer Fehlfunktion.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Einrichtung derart konfiguriert, dass sie Druckluft in dem Raum zur Überführung der Anordnung in den entriegelten Zustand bereitstellt.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das erste Element derart konfiguriert, dass es mit einem Träger einer Vorrichtung verbunden ist, um zwischen verschiedenen Positionen hinsichtlich eines festen Körpers bewegt zu werden, und eine solche Vorrichtung kann beispielsweise ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs sein.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Ende des zweiten Elements derart konfiguriert, dass es schwenkbar mit einem festen Teil verbunden ist, und dieser feste Teil kann ein Teil sein, der fest hinsichtlich eines Chassis eines Kraftfahrzeuges verbunden ist.
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Eine Vielzahl von getrennten Arretierungsanordnungen mit einem ersten und einem zweiten Element können dann beispielsweise zur Haltung und Verriegelung eine Armaturenbretts eines Kraftfahrzeugs in einer festgesetzten Position nach der Einstellung der Position eine Lenkrades und damit des Armaturenbretts benutzt werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Einstellen der Position eines Armaturenbretts eines Kraftfahrzeugs, dass derart angeordnet ist, dass es einem Steuerglied folgt, wie beispielsweise einem Lenkrad, wenn die Position des Lenkgliedes eingestellt wird, und diese Vorrichtung umfasst eine Arretierungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung zur Arretierung des Armaturenbretts in einer festen Position hinsichtlich eines festen Teils eines Fahrzeugs in einem arretierenden Zustand der Anordnung. Wie bereits erwähnt, können dann verschiedenartige Arretierungsanordnungen für die Arretierung des Armaturenbretts in einer festen Position hinsichtlich des festen Teils des Fahrzeugs benutzt werden.
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Andere vorteilhafte Eigenschaften wie auch Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die Beschreibungen, die unten folgen, sichtbar werden.
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Figurenliste
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Unter Bezugnahme der angefügten Zeichnungen folgt unten eine spezifische Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, was als ein Beispiel angeführt wird.
In den Zeichnungen ist:
- 1 eine vereinfachte Ansicht, die sehr schematisch die Benutzung einer Arretierungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung in einer Fahrerkabine eine Kraftfahrzeugs zeigt,
- 2 eine Perspektivansicht einer Arretierungsanordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung, die zwei miteinander verbundene Elemente in einer ersten gegenseitigen Position derselben verriegelt,
- 3 eine Ansicht, die sich mit 2 deckt, mit den verriegelten Elementen in einer anderen zweiten gegenseitigen Position,
- 4 eine Perspektivansicht der Arretierungsanordnung mit Elementen in einer Position nach 3 von einer anderen Richtung, und
- 5 eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die die Konstruktion eines zweiten Elements der Arretierungsanordnung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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1 zeigt sehr schematisch eine Fahrerkabine 1 eines Kraftfahrzeugs 2, wie zum Beispiel eines LKWs oder eines Busses, die mit einem Lenkrad 3 versehen ist, welches relativ zum Chassis 4 des Fahrzeugs eingestellt werden kann, indem eine Lenksäule 5 verschoben wird und diese in verschiedenen Positionen durch Einrichtungen, die nicht gezeigt sind, arretiert wird. Ein Träger 6 für einen Körper, der mit einem Armaturenbrett 8 versehen ist, ist derart angeordnet, dass er dem Lenkrad folgt, wenn die Position desselben eingestellt wird. Der Träger 6 ist dafür mit einer Arretierungsanordnung 9 nach der vorliegenden Erfindung verbunden, was eine Verschiebung des Trägers 6 entlang eines länglichen zweiten Elements 12 ermöglicht, was weiter unten unter Bezugnahme der 2 bis 4 erklärt werden wird und das Schwenken dieses Elements hinsichtlich des Chassis 4 für die Einstellung der Position des Armaturenbretts 8 zu der Position des Lenkrades 3. Wie dies erreicht wird und wie die Arretierungsanordnung konstruiert werden kann, wird nun unter Bezugnahme der 2 bis 5 erläutert werden.
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Eine Arretierungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung und gezeigt in den 2 bis 4 ist derart konfiguriert, dass sie ein erstes Element 11 in der Form einer Bügels, das an dem Träger 6 zu befestigen ist, verriegelt und ein zweites längliches Element 12, das schwenkbar mit einem anderen Bügel 13 verbunden ist, das an einem Teil des Chassis 4 oder an einem Element, das hinsichtlich desselben befestigt ist, zu befestigen ist. Das erste Element 11 ist mit einer Schweißmutter 14 versehen, in welche eine Kolbenstange 15 geschraubt ist und die durch eine andere Mutter 16 befestigt ist. Die Kolbenstange 15 weist mindestens an einem Ende derselben einen Kolben 17 auf, der dichtend in einem Zylinder 18 aufgenommen ist, während er darin zusammen mit den Zylinderwänden 19 einen abgedichteten Raum 20 definiert. Der Zylinder weist einen Deckel 21 auf, der an der Definierung des abgedichteten Raumes beteiligt ist. Ein Teil des Zylinders ist in den Figuren abgetrennt, um das Innere des Zylinders zu zeigen. Es wird gezeigt, wie der Kolben mit Dichtungen 22 versehen ist, die eng umlaufend an den inneren Umfangswänden des Zylinders anliegen.
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Der Zylinder ist relativ zu dem Kolben beweglich, während er entlang der Kolbenstange 15 verschoben wird, während er das Volumen des Raums 20 verändert.
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Eine erste Einrichtung in Form von mechanischen Federn 23, wie beispielsweise Tellerfedern, sind in dem Zylinder angeordnet und wenden eine Federbelastung auf, wobei sie versuchen, den Kolben 17 und eine Unterseite 24 des Zylinders 19 zu trennen, während sie das Volumen in dem Raum 20 reduzieren. Das bedeutet, dass die Federn 23 eine Federbelastung auf den Zylinder 19 aufwenden, wobei sie den Zylinder gegen das zweite Element 12 drücken und dadurch das zweite Element gegen das erste Element 11, da der Kolben 17 eine feste Position relativ zu dem ersten Element aufweist, sodass ein arretierender Zustand der Arretierungsanordnung erhalten wird.
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Das zweite Element 12 ist durch eine Vielzahl an länglichen dünnen Elementen 25 in Form von Lamellen ausgebildet, wie beispielsweise in der Größenordnung von 5 Blechen mit einer Dicke von 0,5-1,5 mm, die überlagert sind, und es weist eine Aussparung 26 auf, die sich in Längsrichtung der Lamellen erstreckt. Die angrenzenden Lamellen sind an einem Ende 27 durch unterlegscheibenähnliche Scheiben 28 (siehe 5) voneinander getrennt, die aus einem geeigneten Material sein können und die eine Dicke ähnlich zu der der Lamellen aufweisen. Diese Scheiben werden von einem Stift durchdrungen, der das zweite Element mit dem Bügel 13 schwenkbar verbindet und dadurch nicht hinsichtlich der Lamellen bewegt werden kann. Solche Scheiben 28 sind auch da angeordnet, wo das erste Element 11 mit dem zweiten Element 12 verbunden ist und ein Durchgangsloch 29 dieser Scheiben 28 wird von der Kolbenstange 15 durchdrungen, die sich auch durch die Aussparungen 26 der Lamellen 25 erstreckt. Das bedeutet, dass die unterlegscheibenähnlichen Scheiben und die Lamellen zusammen einen Stapel ausbilden, wo die Scheiben angeordnet sind, wohingegen es dort eine Lücke geben wird, die die angrenzenden Lamellen trennt, wo solche Scheiben nicht angeordnet sind. Eine solche Scheibe ist auch an einer jeden äußersten Lamelle des Stapels angeordnet, wie in 3 gesehen werden kann.
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Die Anordnung des Stapels aus Lamellen und Scheiben, wo der Kolben und der Zylinder angeordnet sind, hat zur Folge, dass die Federn 23 den Zylinder gegen den Stapel drücken werden und dass sie jede Lamelle und jede Scheibe gegeneinander drücken und den Stapel gegen das erste Element 11. Das führt zu einer großen Anzahl an Oberflächen, auf die eine Normalkraft aufgewendet wird und die mit einem Reibungskoeffizienten von solchen Oberflächen kooperiert, um eine Kraft zu erhalten, die gegen die Verschiebung des ersten Elements 11 entlang des zweiten Elements 12 wirkt. Die Gesamtkraft, die gegen eine solche Verschiebung wirkt, wird die Summe aller solcher Kräfte sein, die an jeder Schnittstelle zwischen der Scheibe und der Lamelle erhalten wird.
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Die Anordnung umfasst auch eine zweite Einrichtung 30, die schematisch in 3 angegeben ist, die derart konfiguriert ist, dass sie die Anordnung in einen entriegelten Zustand überführt, indem sie steuerbar ist, um ein unter Druck stehendes Medium für den Raum 20 bereitzustellen, der durch den Kolben 17 und den Zylinder 18 definiert ist. Die Bereitstellung einer solchen Druckluft wird gegen die Wirkung der Federn 23 wirken, sodass sie den Zylinder von dem Stapel aus Scheiben (28) und Lamellen (25) wegbewegen, wobei die Arretierungsanordnung in einen entriegelten Zustand überführt wird, wobei eine Bewegung des ersten Elements 11 relativ zu dem zweiten Element 12 ermöglicht wird, geführt durch die Kolbenstange 15, die in den Aussparungen 26 aufgenommen ist, wie beispielsweise von der Position in der 2 bis zu den 3 und 4 gezeigt. Die Scheiben 28, die die Kolbenstange umgeben, werden dann der Kolbenstange in dieser Bewegung folgen, und wenn eine neue gewünschte Position des ersten Elements 11 hinsichtlich des zweiten Elements 12 erhalten worden ist, wird die Druckluft aus den Raum 20 gelassen, sodass die Federn 23 den Zylinder gegen den Stapel von Scheiben und Lamellen drücken, die an der Stelle für eine zuverlässige Verriegelung des ersten Elements 11 und des zweiten Elements 12 in der neuen Position ausgestaltet sind.
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Die Erfindung ist natürlich in keiner Weise bezüglich der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern viele Möglichkeiten der Änderungen derselben wären für eine Person mit durchschnittlichen Kenntnissen in dieser Technik offensichtlich, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen definiert wurde, abzuweichen.
