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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verrasten der Schwenkstellung eines Flügels, etwa eines Tür-Flügels, mittels eines mit einem Rastprofil versehenen Fangbandes gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Eine solche Einrichtung ist aus der
DE 10 2007 017 191 A1 bekannt. Danach ist ein im Querschnitt im Wesentlichen rechteckiges Fangband mit einem Stirnende bei parallelversetzten Schwenkachsen nahe einem Flügel an dessen Rahmen angelenkt. Im Zuge einer Schwenkbewegung verlagert sich der Flügel längs des Fangbandes, das in den Flügel eintaucht. Auf einer seiner Oberflächen ist das Fangband mit wenigstens einer in Bandrichtung schräg berandeten Rastvertiefung, vorzugsweise mit einer axialen Folge von zueinander distanzierten solchen Rastvertiefungen versehen. Ein am Flügel federbelastet gelagertes Rastmittel taucht im Zuge der Schwenkbewegung des Flügels nacheinander in diese Rastvertiefungen ein, bis in einer erreichten Winkelstellung Stillstand des Flügels eintritt. Die das Rastmittel, dort einen Rollkörper, in die Vertiefung hinein drückende Stützfeder muss dafür ausgelegt sein, einerseits im Zuge des Weiterschwenkens des Flügels das Rastmittel wieder aus der Vertiefung gegen den Schrägrand auflaufen zu lassen; aber andererseits den Flügel am Fangband zuverlässig zu arretieren, wenn es lediglich darum geht, den Flügel nicht etwa schon durch starken Winddruck aus seiner erreichten Winkelstellung heraus zu verschwenken. Die dazu auf das Rastmittel einwirkende Federkraft resultiert aus der Vorspannung einer Stützfeder entsprechender Federsteifigkeit.
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Für eine zuverlässige Sicherung des Schwenkwinkels des Flügels mittels des federbelastet in das Fangband eintauchenden Rastmittels sind, wegen der ungünstigen Hebelverhältnisse beim Fangband, außerordentlich hohe Axialkräfte erforderlich. Das bedingt spezielle konstruktive Druckaufnahmen, um den im Kunststoff-Spritzguss erstellten Sockel zur Aufnahme der Stützfeder nicht lokal überzubeanspruchen; und das wiederum verkompliziert die dortige Montage der Stützfeder samt ihrer Beistellteile. Deren Einbau in die Arretier-Einrichtung stellt eine zusätzliche logistische Herausforderung und eine mögliche Fehlerquelle dar.
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DE 24 49 770 A1 offenbart einen Türfeststeller für eine Fahrzeugtür mit einem Fangband und einem in das Fangband eingreifenden Rastmittel. Durch die Ausbildung des Rastmittels als Biegefeder erfolgt eine federnde Abstützung des Rastmittels auf dem Fangband.
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EP 2 354 395 A1 offenbart ebenfalls einen Türfeststeller für eine Fahrzeugtür mit einem Fangband. Das Fangband wird durch einen Stützrahmen geführt, an dem Fortsätze ausgebildet sind, die in Vertiefungen des Fangbandes eingreifen und somit als Rastmittel wirken. Die an die Fortsätze anschließenden Bereiche des Stützrahmens sind elastisch verformbar und sorgen auf diese Weise für eine federnde Abstützung der Rastmittel auf dem Fangband.
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In Erkenntnis solcher Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine Einrichtung für zuverlässiges Halten der erreichten Winkelstellung eines Flügels mit einem fertigungstechnisch weniger aufwändigen elastischen Eingriff in dessen Fangband zu realisieren.
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Diese Aufgabe ist durch das Zusammenwirken der im Hauptanspruch angegebenen wesentlichen Merkmale gelöst. Danach ist für das elastische Abstützen des Rastmittels ein etwa im Kunststoff-Spritzguss erstellter Hebelarm vorgesehen, der als Biegefeder von einem gehäusefesten Sockel der Rast-Einrichtung vorkragt. Solch ein Biegebalken kann separat gefertigt und mit dem Sockel formschlüssig etwa mittels Schrauben, aber auch stoffschlüssig verbunden, etwa durch Schweißen oder Kleben auf den Sockel montiert oder an den Sockel angespritzt sein; oder er wird zusammen mit dem, den Sockel enthaltenden, Gehäuseteil im 2k-Spritzguß einteilig gefertigt.
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Der einarmige Hebelarm, der mit seinem freien Stirnende das Rastmittel für Aufbau von Axialdruck elastisch hintergreift, ist charakterisierbar als dicker Balken aus steifelastischem Material, der von wenigstens einem quer zur Balken-Längsrichtung orientierten flachen Hohlraum durchsetzt ist. Diese Biegefeder kann auch aus einem Stapel von länglichen Kunststoff-Lamellen im Wesentlichen untereinander gleicher Geometrie bestehen. Die Lamellen sind in ihrem mittleren Bereich dünner, als zu ihren stirnseitigen Rändern hin, mit denen sie bei den Stirnenden des Balkens aufeinander liegend miteinander verbunden sein können. Zwischen je zwei einander benachbarten Lamellen werden parallel sich erstreckende flache, etwa konvexe Hohlräume eingeschlossen, die sich quer zur Federbalken-Längsrichtung öffnen. Je nach der anzustrebenden Federcharakteristik können auch, statt lediglich langer Hohlräume, in Balkenrichtung kürzere, durch Querstege gegeneinander getrennt, aufeinanderfolgen. Das verringert die Scherkraft-Beanspruchung der Lamellen und steigert deshalb deren Nutzungsdauer. Derartige Hohlräume können im massiven oder lamellierten Biegebalken aber auch etwa langgestreckt und kurzgruppiert einander parallel benachbart aufeinander folgen, um bestimmte Biegefeder-Charakteristiken des Lamellen-Stapels zu beeinflussen. Wenigstens einige der quer zur Längserstreckung der Lamellen sich öffnenden Hohlräume können mit elastischem Material verfüllt sein, um dadurch die Federcharakteristik eines solchen Biegebalkens zusätzlich zu beeinflussen, insbesondere eine Feinabstimmung zu bewirken.
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Ein derart konfigurierter Stapel kann auch einteilig im Kunststoff-Spritzguss als länglicher Quader erstellt sein; oder im Mehrkomponenten-Spritzguss zusammen mit dem Gehäuse, auf dessen Sockel die Biegefeder sonst gesondert montiert werden muss.
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Das von der Kunststoff-Biegefeder druckbeaufschlagte, relativ längs des Fangbandes verschiebbare und quer dazu längsgeführte Rastmittel kann ein Stempel sein, an dessem freien Stirnende ein in die Rastvertiefungen im Fangband eintauchender Wälzkörper gelagert ist. Konstruktiv und montagetechnisch weniger aufwändig ist es, unter Verzicht auf den Wälzkörper das Stirnende des Rast-Stempels derart abzuschrägen beziehungsweise abzurunden, dass eine Selbsthemmung bei seinem quer orientierten Herausdrücken aus den Rastvertiefungen vermieden ist. Der Stempel muss im Auflage-Querschnitt nicht massiv sein; eine Flächenreduzierung auf eine abstützende Rippen-Geometrie verringert in wünschenswerter Weise die Haftreibung zwischen dem Stempel und den Längsrampen aus den Fangband-Rastvertiefungen heraus.
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Zusätzliche Weiterbildungen und Alternativen zur erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung von deren Vorteilen, aus nachstehender Beschreibung eines auf das Funktionswesentliche abstrahiert skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispieles zu dieser Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt
im Längsschnitt den Einbau einer Kunststoff-Biegefeder in ein das Rastmittel und quer dazu das Fangband führendes Gehäuse.
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Die skizzierte Einrichtung 11 zum Verrasten der Winkelstellung eines verschwenkbar gehalterten Flügels 12, insbesondere des Türflügels eines Kraftfahrzeuges, ist funktional insofern Bestandteil des Flügels 12, als ihr Gehäuse 13 mit diesem fest verbunden ist. Dieses etwa im Kunststoff-Spritzguss gefertigte Arretier-Gehäuse 13 weist eine Längsführung 14 für ein Fangband 15 auf. Das ist, in der Nähe des Flügels 12 gegen dessen Schwenkachse achsparallel versetzt, an einen Rahmen 16 verschwenkbar angelenkt. Bei Bewegen des Flügels 12 verlagert sich deshalb das Gehäuse 13 längs des Fangbandes 15.
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Um den in eine Winkelstellung verschwenkten Flügel 12 selbsttätig zu arretieren, ist eine der Oberflächen 17 des gestreckt-prismatischen Fangbandes 15 in seiner Längsrichtung mit einer Anzahl von Rastvertiefungen 18 versehen. Die weisen vorzugsweise einander benachbart derart aufeinender zu geneigte Flanken auf, dass sich insgesamt der Eindruck eines Wellenprofiles 19 einstellt.
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Quer zum Fangband 15 ist im Gehäuse 13 ein stempelförmiges Rastmittel 20 längsgeführt, das mit seiner Raststirn 21 gegen das Wellenprofil 19 des Fangbandes 15 anliegt. Bei Verschwenken des Flügels 12 wird das Fangband 15 relativ zur Raststirn 21 des Rastmittels 20 verfahren, dessen axiale Bewegung deshalb dem Wellenprofil 19 folgt.
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Um bleibend in eine der Vertiefungen 18 in Form der Täler 22 des Wellenprofiles 19 einzutauchen, also den ausgeschwenkten Flügel 12 fortan in der korrespondierenden Winkelstellung zu arretieren, steht das Rastmittel 20 unter der Längsbelastung durch eine hier als dicker Biegebalken ausgelegten Feder 23. Nur bei hinreichend starker Krafteinleitung in den Flügel 12 gleitet das Rastmittel 20 unter vorübergehend stärkerem Spannen der Feder 23 aus seinem Wellental 22 heraus und in das nächstfolgende hinein. Die auf dem Fangband 15 abgestützte Raststirn 21 ist jedenfalls in dessen Längsrichtung ballig ausgeführt, um ein selbstblockadefreies Anheben durch das Wellenprofil 19 im Zuge der Relativbewegung zwischen Fangband 15 und Rastmittel 20 zu fördern. Das Rastmittel 20 muss auch nicht den massiven Querschnitt eines Stempels aufweisen; skizziert sind in Längsrichtung des Fangbandes 15 sich erstreckende Rippen 24, die durch wenigstens ein Querschott 25 versteifend miteinander verbunden sind.
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Die Feder 23 ist im Interesse eines kleinvolumigen Aufbaues der Rasteinrichtung 11 als im Kunststoff-Spritzguss erstellte Biegefeder vorzugsweise parallel zur Längsführung 14 des Fangbandes 15, und außerdem quer zur Längsführung des Rastmittels 20, orientiert. Auf einem gehäusefesten Sockel 26 aufliegend ragt die Feder 23 mit ihrem freien Stirnende 27 darüber hinaus und liegt gegen das Stützende 28 des stempelförmigen Rastmittels 20 an. Gegenüberliegend ist sie über Koppelarme 29 mit einer Fußplatte 30 ausgestattet, über welche die Feder 23 mit dem Gehäuse 13 verbunden ist. Gehäuse 13 und Feder 23 können aber auch einstückig, etwa im Mehrkomponenten-Spritzguss, erstellt sein.
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Die Feder 23 selbst lässt sich als dicker Stapel von länglichen Kunststoff-Lamellen 31 mit funktions- und strukturoptimierter Geometrie beschreiben, die mit ihren, den flach konkav berandeten Mittenbereichen gegenüber aufgedickten, Stirnrändern 32 aufeinander liegen. Auch beim vorkragenden Federbalken-Stirnende 27 müssen sie nicht miteinander verbunden sein, sie können sich deshalb unter Biegebeanspruchung gegeneinander verlagern. Wie skizziert ergeben sich in dem Lamellen-Stapel zwischen den Lamellen 31 in Biegerichtung stirnseitig geschlossene aber quer zur Biegerichtung seitlich offene, flache konvex begrenzte Hohlräume 33, die sich einander parallel in Längsrichtung der balkenförmigen Feder 23 erstrecken. Wie schon erwähnt können sowohl längere wie auch Folgen kürzerer solcher Hohlräume 33 gebildet werden. Im Zuge der Biegebeanspruchung verändern sie ihre Längsschnitt-Geometrie; zumal wenn dann auch die Lamellen 31 sich gegeneinander verlagern können. Deshalb ist die Federcharakteristik zusätzlich dadurch gezielt beeinflussbar, dass wenigstens einige, ausgewählte der Hohlräume 33 mit mehr oder weniger elastischem Material verfüllt werden.
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Zum Feder-Stirnende 27 hin nimmt, wie skizziert, die Stärke der Stirnwand 34 im Interesse der Kraftüberleitung in das Rastmittel 20 hinein zweckmäßigerweise zu. Daraus resultiert in Längsrichtung der Feder 23 eine abgeschrägt verlaufende Stirnwand 34.
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Bei Biegebeanspruchung der Feder 23 werden die (im Bogen) äußeren Lamellen gedehnt und die innenliegenden gestaucht, unter entsprechendem reversiblem Verformen der Hohlräume 33 zwischen ihnen. Die Struktur der Feder 23 muss aber nicht aus entsprechend profilierten Lamellen 31 gestapelt oder gar zusammengeklebt sein, sie kann auch als quer durchlöcherter Balken aus federelastischem Kunststoff spritzgegossen sein. Gehäuse 13 und Feder 23 können, wie schon erwähnt, zweckmäßigerweise auch einteilig im Mehrkomponenten-Spritzguss gefertigt sein. Solche Einstückigkeit reduziert die Anzahl für die Fertigung beizustellender Einzelteile und den Montageaufwand sowie den abschließenden Prüfbedarf ganz erheblich.
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Eine Einrichtung 11 zum Verrasten der Schwenkstellung eines Flügels 12, insbesondere des Türflügels eines Kraftfahrzeuges, weist ein federbelastet in ein Fangband 15 eingreifendes Rastmittel 20 auf; wobei der Flügel 12 und das relativ zu ihm längsbewegliche Fangband 15 dafür bestimmt sind, mit ihren Schwenkachsen achsparallel gegeneinander versetzt an einen Rahmen 16 angelenkt zu sein. Das Rastmittel 20 und quer dazu das Fangband 15 sind nun erfindungsgemäß in einem Kunststoff-Gehäuse 13 längsgeführt, in dem auch die Feder 23 in Form eines massiven oder lamelierten, im Verhältnis zu seiner Stärke relativ kurzen Kunststoff-Biegebalkens gelagert ist. Diese Feder 23 und wenigstens ein Teil des Gehäuses 13 können vorteilhaft im Mehrkomponenten-Kunststoffspritzguss einteilig ausgebildet sein. Durch den Biegebalken erstrecken sich, in Biegerichtung parallel zueinander, schmale konvex begrenzte Hohlräume 33, die stirnseitig geschlossen sind aber in Richtung der Biegeachsen offen münden und mit elastischem Material gefüllt sein können. Die Stärke der Stirnwand 34 der Balken-Feder 23, orientiert in deren Längsrichtung, wächst an in Richtung auf das gegen das Rastmittel 20 anliegende freie Stirnende 27.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- (Rast-)Einrichtung (für 12)
- 12
- Flügel (mit 11)
- 13
- Gehäuse (von 11)
- 14
- Längsführung (in 13 für 15)
- 15
- Fangband (bei 12, durch 13)
- 16
- Rahmen (mit 12 und 15)
- 17
- Oberfläche (von 15)
- 18
- Rastvertiefung (in 17)
- 19
- Wellenprofil (von 18)
- 20
- Rastmittel (in 13)
- 21
- Raststirn (auf 15)
- 22
- Tal (von 19)
- 23
- Feder (für 20)
- 24
- Rippe (von 20 bei 21)
- 25
- Querschott (bei 24)
- 26
- Auflage-)Sockel (an13 für 23)
- 27
- Stirnende (von 23 bei 13)
- 28
- Stützende (von 23 bei 20)
- 29
- Koppelarme (bei 27)
- 30
- Fußplatte (vor 29)
- 31
- Lamellen(-Stapel) (als 23)
- 32
- Stirnrand (von 31)
- 33
- Hohlraum (in 31)
- 34
- Stirnwand (von 23 bei 20)
