DE102021211930A1

DE102021211930A1 - Schutzvorrichtung für eine Verstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102021211930A1
Application number: DE102021211930.1A
Authority: DE
Inventors: Matthias SEUBERT
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2023-04-27

Abstract

Eine Schutzvorrichtung weist ein Rotationselement auf, das mindestens ein Ankerelement aufweist. Außerdem ist das Rotationselement relativ zu einem Gegenelement rotierbar. Das mindestens eine Ankerelement ist verstellbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. In der ersten Position kann das mindestens eine Ankerelement nicht mit dem Gegenelement zusammenwirken. In der zweiten Position kann das mindestens eine Ankerelement mit dem Gegenelement zusammenwirken, um eine Rotation des Rotationselements relativ zu dem Gegenelement zu verlangsamen. Das mindestens eine Ankerelement ist in Abhängigkeit einer mechanischen Kraft, die durch die Rotation des Rotationselements verursacht wird, von der ersten Position in die zweite Position verstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt eine Schutzvorrichtung für eine Verstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und gemäß einem zweiten Aspekt eine Verstellvorrichtung nach Anspruch 15.
Eine derartige Schutzvorrichtung weist ein Rotationselement auf, das mindestens ein Ankerelement aufweist. Außerdem ist das Rotationselement relativ zu einem Gegenelement rotierbar. Das mindestens eine Ankerelement ist verstellbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. In der ersten Position kann das mindestens eine Ankerelement nicht mit dem Gegenelement zusammenwirken. In der zweiten Position kann das mindestens eine Ankerelement mit dem Gegenelement zusammenwirken, um eine Rotation des Rotationselements relativ zu dem Gegenelement zu verlangsamen.
Eine derartige Schutzvorrichtung kann beispielsweise bei einem Verstellteil wie einer Heckklappe oder einer Fahrzeugtür eines Kraftfahrzeugs zum Schutz vor einem ungebremsten Zufallen der Heckklappe oder der Fahrzeugtür verwendet werden. Wenn das Kraftfahrzeug in einer schrägen Position steht, kann beispielsweise die Schwerkraft auf eine Fahrzeugtür durch die Verstellvorrichtung kompensiert werden, so dass die Fahrzeugtür in der gewünschten Position entgegen der Schwerkraft gehalten wird. Versagt die Kompensierung durch die Verstellvorrichtung beispielsweise bei einer Unterbrechung der Stromversorgung der Verstellvorrichtung, kann sich das Verstellteil entlang der Schwerkraft frei bewegen. Unter Umständen kann die Bewegung eine hohe Geschwindigkeit des Verstellteils beinhalten, wodurch bei einem Benutzer des Kraftfahrzeugs schwere Verletzungen durch Kollision mit dem Verstellteil und/oder Einklemmen auftreten können.
Es ist bekannt, eine Reibbremse vorzusehen, die dauerhaft eine Reibkraft zur Verfügung stellt, die jeglicher Verstellung des Verstellteils entgegenwirkt und dadurch zumindest hohe Geschwindigkeiten verhindert. Die Reibkraft muss auch zur Verstellung des Verstellteils durch die Verstellvorrichtung überwunden werden, so dass mehr Antriebsleistung zur Verfügung gestellt werden muss, um das Verstellteil entgegen der Reibkraft zu verstellen.
Wenn die Verstellvorrichtung mit einem Elektromotor betrieben wird, besteht eine weitere Möglichkeit, eine unerwünschte Verstellung des Verstellteils zu verhindern, darin, dass die Wicklungen des Elektromotors beispielsweise über ein Kurzschlusselement, wie eine Diode, kurzgeschlossen werden, so dass das Verstellteil durch eine elektromotorische Gegenkraft, die über die Wicklungen des Elektromotors erzeugt wird, gebremst wird. Dafür ist es allerdings erforderlich, dass die Geschwindigkeit des Verstellteils einen Wert überschreitet, der genügend elektromotorische Gegenkraft über den als Generator wirkenden Elektromotor erzeugt, so dass eine ausreichende Bremswirkung erreicht wird. Wird der Wert unterschritten, so steht bei diesem Vorgehen keine Bremswirkung mehr zur Verfügung. Die Wirkung des Kurzschlusselements, was auf einem Schwellwert basierend betrieben wird, ist somit beschränkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Schutzvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Dabei ist es gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass das mindestens eine Ankerelement in Abhängigkeit einer mechanischen Kraft, die durch die Rotation des Rotationselements verursacht wird, von der ersten Position in die zweite Position verstellbar ist.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine Schutzvorrichtung zu schaffen, die den Normalbetrieb der Verstellvorrichtung nicht stört. Im Normalbetrieb kann das Rotationselement frei rotieren und das mindestens eine Ankerelement kann in der ersten Position angeordnet sein. Eine Antriebsleistung einer optional mit der Schutzvorrichtung gekoppelten Verstellvorrichtung kann im Normalbetrieb vollständig für die Verstellung des Verstellteils genutzt werden (und muss keine zusätzliche Bremskraft überkommen). Eine (mechanische) Wechselwirkung zwischen dem mindestens ein Ankerelement, beispielsweise einem Bremsklotz, und dem Gegenelement, beispielsweise einem Bremstopf, kann in der ersten Position ausgeschlossen sein. Dementsprechend kann unter der ersten Position eine Ruheposition des mindestens ein Ankerelement verstanden werden, in der das mindestens eine Ankerelement zu dem Gegenelement beabstandet ist.
Außerhalb des Normalbetriebs der Schutzvorrichtung, also beispielsweise bei einem Ausfall der Stromversorgung einer damit optional gekoppelten Verstellvorrichtung, soll die Schutzvorrichtung Nutzer des Kraftfahrzeugs vor Verletzungen durch eine unbeabsichtigte Verstellung des Verstellteils schützen. Solche Verletzungen können dadurch hervorgerufen werden, dass sich das Verstellteil mit einer hohen und unkontrollierten Verstellgeschwindigkeit bewegt. Dazu kann das Rotationselement der Schutzvorrichtung mit der Verstellvorrichtung koppelbar sein, so dass eine Verstellbewegung des Verstellteils eine Rotation des Rotationselements hervorruft. Insbesondere kann eine schnelle Bewegung des Verstellteils eine Rotation des Rotationselements hervorrufen, die die mechanische Kraft verursachen kann, die auf das mindestens eine Ankerelement einwirken kann.
In der zweiten Position, in die das mindestens eine Ankerelement in Abhängigkeit der mechanischen Kraft verstellbar ist, kann das mindestens eine Ankerelement eine Rotation des Rotationselements relativ zu dem Gegenelement verlangsamen. Das Rotationselement kann in der zweiten Position des mindestens einen Ankerelements also nicht frei rotieren. Ein Vorteil einer derartigen Schutzvorrichtung, die mindestens ein Ankerelement aufweist, das zwischen einer ersten und einer zweiten Position in Abhängigkeit einer mechanischen Kraft verstellbar ist, kann sein, dass die Schutzvorrichtung leicht in den Ausgangszustand zurück versetzbar ist, indem das mindestens eine Ankerelement von der zweiten Position in die erste Position zurückverstellt wird. Die Verstellung des mindestens einen Ankerelements in Abhängigkeit der mechanischen Kraft kann also insbesondere bedeuten, dass das mindestens eine Ankerelement umkehrbar, also reversibel, von der ersten Position in die zweite Position verstellbar ist.
In einer Ausgestaltung ist eine Sperrvorrichtung vorgesehen, mit der das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position gegen eine Verstellung zurück in die erste Position (mechanisch) gesperrt werden kann. Wenn das mindestens eine Ankerelement gesperrt ist, kann es nur nach Aufbringen einer äußeren Kraft, beispielsweise durch manuelles Einwirken auf die Schutzvorrichtung oder durch Entlastung des Verstellteils, zurück in die erste Position verstellt werden. Die Sperrvorrichtung kann beispielsweise einen Zapfen aufweisen, der zusammen mit dem mindestens einen Ankerelement verstellt wird, wenn das mindestens eine Ankerelement in die zweite Position verstellt wird. Wenn das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position angeordnet ist, kann der Zapfen mit dem Trägerelement verrasten, sodass das mindestens eine Ankerelement nicht mehr in die erste Position zurückverstellt werden kann ohne den Zapfen aus der Verrastung zu lösen.
In einer Ausgestaltung ist ein Abstand des mindestens einen Ankerelements von der ersten Position auf einem Verstellweg zur zweiten Position proportional zu einer Größe der mechanischen Kraft. Je größer die mechanische Kraft ist, desto weiter kann sich das mindestens eine Ankerelement von der ersten Position hin zu der zweiten Position entfernen. Umgekehrt kann das bedeuten, dass das mindestens eine Ankerelement zur ersten Position zurückkehrt, wenn sich die mechanische Kraft, beispielsweise durch eine geringere Rotationsgeschwindigkeit des Rotationselements, verringert. Insbesondere ist es auch denkbar und möglich, dass im Normalbetrieb der Schutzvorrichtung eine mechanische Kraft erzeugt wird, die zwar das mindestens eine Ankerelement aus der ersten Position in eine Zwischenposition zwischen der ersten und der zweiten Position verstellt, jedoch nicht ausreicht, um das mindestens eine Ankerelement in die zweite Position zu verstellen. Wenn das mindestens eine Ankerelement in einer derartigen Zwischenposition angeordnet ist, kann es nicht mit dem Gegenelement zusammenwirken, weil es beispielsweise zu dem Gegenelement beabstandet ist.
Insofern kann ein Höchstwert für die mechanische Kraft angegeben werden. Wenn die mechanische Kraft den Höchstwert erreicht oder überschreitet kann das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position angeordnet sein, sodass es mit dem Gegenelement zusammenwirken kann. Der Höchstwert kann einer vorgegebenen Grenze für eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotationselements entsprechen. Eine solche Grenze kann dahingehend verstanden werden, dass sich das Verstellteil mit einer Geschwindigkeit bewegt, die für einen Nutzer des Kraftfahrzeugs eine Gefahr darstellt, sodass das Verstellteil verlangsamt werden muss, um den Nutzer zu schützen.
In einer Ausgestaltung ist die mechanische Kraft eine Zentrifugalkraft, die auf das mindestens eine Ankerelement durch die Rotation des Rotationselements einwirkt. Eine Verstellung des mindestens einen Ankerelements kann also davon abhängen, wie schnell das Rotationselement rotiert und/oder wie schwer das mindestens eine Ankerelement ist und/oder wie weit das mindestens eine Ankerelement von einer Rotationsachse, um die das Rotationselement rotiert, entfernt ist. Die Zentrifugalkraft kann aus dem Produkt der Masse des mindestens einen Rotationselements multipliziert mit einer quadrierten Winkelgeschwindigkeit des Rotationselements multipliziert mit dem Abstand zu der Rotationsachse berechnet werden. Die Zentrifugalkraft kann das mindestens eine Ankerelement also radial zu der Rotationsachse beschleunigen. Dabei kann sich das mindestens eine Ankerelement bei größer werdender Zentrifugalkraft immer weiter von der Rotationsachse, also auch von der ersten Position, entfernen.
In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Ankerelement durch ein Rückstellelement an dem Rotationselement gehalten. Grundsätzlich ist ein Rückstellelement nicht zwingend erforderlich, weil das mindestens eine Ankerelement beispielsweise durch das Gegenelement auf dem Verstellweg von der ersten Position zur zweiten Position aufgehalten werden könnte, so dass es sich nicht beliebig von dem Rotationselement entfernen könnte. Die Nutzung eines Rückstellelements für das mindestens eine Ankerelement kann vorteilhaft sein, weil dann eine Rückstellung des mindestens einen Ankerelements in die erste Position aufgrund einer Rückstellkraft erfolgen kann, die durch das Rückstellelement auf das mindestens eine Ankerelement ausgeübt wird. Zur Rückstellung eignet sich daher beispielsweise eine Feder, insbesondere eine Spiralfeder.
In einer Ausgestaltung übt das Rückstellelement eine der mechanischen Kraft entgegen gerichtete Rückstellkraft auf das mindestens eine Ankerelement aus. Das mindestens eine Ankerelement kann durch die mechanische Kraft entgegen der Rückstellkraft von der ersten Position in die zweite Position verstellbar sein. Das mindestens eine Ankerelement kann grundsätzlich durch das Wirken der Rückstellkraft in die erste Position oder die zweite Position zurückverstellbar sein. Bewirkt die Rückstellkraft eine Rückstellung in die erste Position, kann die Schutzvorrichtung beispielsweise nach einem Notfall unkompliziert in den Normalbetrieb zurückkehren und für den nächsten Notfall ohne weiteres wiederverwendbar sein. Bewirkt die Rückstellkraft eine Rückstellung in die zweite Position, kann die mechanische Kraft durch die Rückstellkraft verstärkt werden. Das Rückstellelement kann also alternativ eine in Richtung der mechanischen Kraft gerichtete Rückstellkraft auf das mindestens eine Ankerelement ausüben. Ein Wirken der mechanischen Kraft und der Rückstellkraft zusammen in eine Richtung kann vorteilhaft sein, um in der zweiten Position durch das mindestens eine Ankerelement einen gewünschten Kraftbetrag auf das Gegenelement auszuüben. Gegebenenfalls ist dann eine (im Folgenden beschriebene) Rückhaltevorrichtung erforderlich.
In einer Ausgestaltung kann das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position mit dem Gegenelement formschlüssig in Eingriff kommen und/oder mit dem Gegenelement reibschlüssig in Eingriff sein. Die erste Position und die zweite Position können sich also darin unterscheiden, dass in der zweiten Position zumindest die Möglichkeit besteht, dass das mindestens eine Ankerelement mit dem Gegenelement zusammenwirken, kann, indem es beispielsweise mit dem Gegenelement formschlüssig in Eingriff kommt. Das formschlüssige in Eingriff kommen ist deshalb nicht unbedingt eine zwingende Folge der Verstellung des mindestens einen Ankerelements in die zweite Position, weil vorgesehen sein kann, dass das mindestens eine Ankerelement erst durch eine Rotation des Rotationselements in Eingriff mit dem Gegenelement gebracht wird. Wenn das Gegenelement und das mindestens eine Ankerelement formschlüssig in Eingriff stehen, kann die Rotation des Rotationselements blockiert werden. Eine Blockade des Rotationselements kann ein abruptes Anhalten einer Verstellbewegung eines mit der Schutzvorrichtung gekoppelten Verstellteils bedeuten, so dass ein Nutzer schnell und effektiv vor einer unerwünschten Verstellbewegung geschützt wird.
Alternativ ist es denkbar und möglich, dass das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position mit dem Gegenelement reibschlüssig in Eingriff ist. Das kann bedeuten, dass das mindestens eine Ankerelement in Abhängigkeit der mechanischen Kraft gegen das Gegenelement gedrückt wird. Durch die Reibung des mindestens einen Ankerelements an dem Gegenelement kann die Rotation des Rotationselements durch das entstehende Bremsmoment verlangsamt werden. Während bei dem formschlüssigen Eingriff ein abrupter Stillstand der Rotation des Rotationselements durch die Blockade des mindestens einen Ankerelements erreicht werden kann, kann durch den Reibschluss mit dem Gegenelement eine kontrollierte Verlangsamung realisiert werden. Durch die Verlangsamung kann die Gefahr für einen Nutzer durch eine unerwünschte Verstellbewegung effektiv verringert werden, wobei das Bremsmoment geringer ist als bei einer Verlangsamung durch eine Blockade des Rotationselements, so dass die Schutzvorrichtung unter Umständen weniger robust sein kann.
Natürlich ist es auch denkbar und möglich, dass das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position über einen gegebenenfalls zufällig bestimmten Rotationswinkel des Rotationselements reibschlüssig mit dem Gegenelement in Eingriff ist, bis das mindestens eine Ankerelement in formschlüssigen Eingriff mit dem Gegenelement gelangt, sodass keine weitere Rotation stattfinden kann. In der zweiten Position kann das mindestens eine Ankerelement also erst durch Reibung an dem Gegenelement eine Verlangsamung des Rotationselements und dann durch formschlüssigen Eingriff mit dem Gegenelement einen Stillstand des Rotationselements bewirken, so dass die Verlangsamung des Rotationselements (und somit eines ggf. damit gekoppelten Verstellteils) nicht zu abrupt erfolgt und die Schutzvorrichtung zerstört.
In einer Ausgestaltung kann das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position bei einer Rotation des Rotationselements nur entlang einer einzigen Rotationsrichtung mit dem Gegenelement formschlüssig in Eingriff kommen. Beispielsweise kann das mindestens eine Ankerelement bei einer Rotation des Rotationselements in eine erste Rotationsrichtung maximal reibschlüssig mit dem Gegenelement in Eingriff sein und bei einer Rotation in eine zweite Rotationsrichtung zusätzlich formschlüssig in Eingriff kommen. Dies kann beispielsweise sicherstellen, dass bei einer Verstellvorrichtung für ein Verstellteil eine (evtl. gewünschte) schnelle Bewegung in eine erste Verstellrichtung, wie eine Öffnungsrichtung einer Fahrzeugtür, (gegebenenfalls durch einen Reibschluss gebremst) möglich ist und eine unerwünschte schnelle Bewegung in eine zweite Verstellrichtung, wie eine Schließrichtung einer Fahrzeugtür, durch die Schutzvorrichtung unterbunden wird.
In einer Ausgestaltung weist das Gegenelement mindestens ein Anschlagselement auf, mit dem das mindestens eine Ankerelement durch Rotation des Rotationselements zusammenwirken kann, wenn das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position ist. Das mindestens eine Anschlagselement kann beispielsweise einen Vorsprung am Gegenelement ausbilden. Das mindestens eine Ankerelement kann durch die Rotation des Rotationselements in der zweiten Position gegen das mindestens eine Anschlagselement des Gegenelements gedreht werden. Je mehr Anschlagselemente das Gegenelement aufweist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass das mindestens eine Ankerelement (bei vergleichbarer Rotationsgeschwindigkeit des Rotationselements) nach dem Erreichen der zweiten Position innerhalb einer vorgegebenen Zeit mit einem Anschlagselement zusammenwirkt. Beispielsweise kann das Gegenelement eine gerade Zahl von Anschlagselementen aufweisen. Insbesondere kann das Gegenelement eine Vielzahl, wie vier bis acht bzw. zwei, vier, sechs oder acht Anschlagselemente aufweisen. Die Anschlagselemente (wie auch die Ankerelemente) können rotationssymmetrisch um die Rotationsachse des Rotationselements angeordnet sein, so dass keine Unwucht bei der Rotation und insbesondere beim Abbremsen auftritt.
Das mindestens eine Anschlagselement kann einen formschlüssigen Eingriff des mindestens einen Ankerelements am Gegenelement ermöglichen. Das mindestens eine Anschlagselement kann beispielsweise an dem Gegenelement in Richtung des Rotationselements hervorstehen. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Reibschicht vor dem Anschlagselement vorgesehen, die eine ansteigende Gleitreibung für das mindestens eine Ankerelement zur Verfügung stellt, so dass das Rotationselement vor Anschlagen des mindestens ein Ankerelements an dem mindestens ein Anschlagselement durch Reibschluss gebremst wird.
In einer Ausgestaltung ist das Rotationselement um eine Rotationsachse rotierbar und weist mindestens zwei Ankerelemente auf, die diametral zur Rotationsachse angeordnet sind. Eine diametrale Anordnung der mindestens zwei Ankerelemente kann bedeuten, dass die mindestens zwei Ankerelemente auf einer Linie angeordnet sind, die die Rotationsachse senkrecht schneidet. Dabei können die mindestens zwei Ankerelemente punktsymmetrisch zur Rotationsachse angeordnet sein. Das Vorsehen von mindestens zwei diametral angeordneten Ankerelementen kann ermöglichen, dass Bremskräfte, die bei der Verlangsamung der Rotation des Rotationselements entstehen, symmetrisch in das Rotationselement eingeleitet werden, so dass die Gefahr einer unbeabsichtigten Zerstörung der Schutzvorrichtung verringert wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Vielzahl von Ankerelementen vorgesehen, die äquidistant auf einem Kreis um die Rotationsachse angeordnet sind.
In einer Ausgestaltung weist das Rotationselement ein Trägerelement auf, an dem das mindestens eine Ankerelement einstückig angeformt ist. Insbesondere kann das mindestens eine Ankerelement über das ihm zugeordnete Rückstellelement an dem Trägerelement einstückig angeformt sein. Ein Vorteil der einstückigen Ausgestaltung des Rotationselements kann darin liegen, dass die Herstellung vereinfacht ist und weniger Bauteile vorgehalten werden müssen.
In einer Ausgestaltung weist das Rotationselement mindestens ein Stabilisierungselement auf, mit dem das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position entgegen einer Rotationsrichtung des Rotationselements stabilisierbar ist. Das mindestens eine Stabilisierungselement kann einstückig mit dem Trägerelement ausgebildet sein. Beim Zusammenwirken des mindestens einen Ankerelements mit dem Gegenelement können Bremskräfte in das mindestens eine Ankerelement eingeleitet werden, die eine zusätzliche Stabilisierung, insbesondere eine Abstützung, des mindestens einen Ankerelements erforderlich machen, um eine Beschädigung der Schutzvorrichtung zu verhindern. Wenn das mindestens eine Ankerelement über ein Rückstellelement an dem Rotationselement gehalten ist, kann beispielsweise durch die Bremskräfte das Rückstellelement überbeansprucht werden, sodass das mindestens eine Ankerelement von dem Rotationselement unbeabsichtigt gelöst wird. Das mindestens eine Stabilisierungselement kann dazu dienen, das mindestens eine Ankerelement zu stabilisieren, bevor das Rückstellelement mechanisch versagt. Das mindestens eine Stabilisierungselement kann ebenso eine zusätzliche Halterung für das mindestens eine Ankerelement am Rotationselement zur Verfügung stellen.
In einer Ausgestaltung weist das Rotationselement eine Rückhaltevorrichtung auf, über die das mindestens eine Ankerelement bis zu einem vorbestimmten Schwellwert der mechanischen Kraft in der ersten Position gehalten werden kann. Die Rückhaltevorrichtung kann dazu ausgelegt sein, das mindestens eine Ankerelement freizugeben, wenn die mechanische Kraft den vorbestimmten Schwellwert erreicht oder überschreitet. Das Vorsehen der Rückhaltevorrichtung kann es ermöglichen, einen durch die Schutzvorrichtung beanspruchten Bauraum zu optimieren und/oder präzise festzulegen, bei welchem Höchstwert der mechanischen Kraft das mindestens eine Ankerelement in die zweite Position verstellbar ist. Bei Vorsehen einer Rückhaltevorrichtung und eines Rückstellelements kann eine Rückstellkraft des Rückstellelements besonders flexibel ausgelegt werden, weil sie entgegen oder in Richtung der mechanischen Kraft wirken kann und die erste Position trotzdem unabhängig von der Rückstellkraft durch die Rückhaltevorrichtung festgelegt sein kann. Insbesondere kann die Rückstellkraft unterstützend in Richtung der mechanischen Kraft wirken, so dass das mindestens eine Ankerelement durch ein Zusammenwirken von mechanischer Kraft und Rückstellkraft in die zweite Position verstellbar ist. Gegebenenfalls ist bei Vorsehen einer derartigen Rückstellkraft nach Verstellen des mindestens einen Ankerelements in die zweite Position eine manuelle oder automatische Rückstellung in die erste Position erforderlich, um die Schutzvorrichtung nach einem Notfall wieder für den Normalbetrieb zu optimieren.
In einer Ausgestaltung weist die Rückhaltevorrichtung ein Rückhalteelement auf, das mit einem Vorspannelement gegen das mindestens eine Ankerelement vorgespannt ist, sodass das mindestens eine Ankerelement formschlüssig und/oder reibschlüssig in der ersten Position gehalten wird. Eine Vorspannkraft, die das Vorspannelement auf das Rückhalteelement ausübt, kann dazu genutzt werden, festzulegen, bei welchem Höchstwert der mechanischen Kraft das mindestens eine Ankerelement in die zweite Position verstellbar ist. Bei einer größeren Vorspannkraft kann die Verstellung bei einem höheren Höchstwert erfolgen als bei einer niedrigeren Vorspannkraft. Die Vorspannkraft kann beispielsweise durch eine Feder, wie eine Spiralfeder, zur Verfügung gestellt werden, die beispielsweise eine Kugel als Rückhalteelement in eine Aussparung an dem mindestens einen Ankerelement drückt, so dass das mindestens eine Ankerelement formschlüssig in der ersten Position gehalten wird. Alternativ kann das mindestens eine Ankerelement reibschlüssig mit einer Rückhaltevorrichtung an dem Rotationselement in Verbindung stehen, sodass erst eine Haftreibung überwunden werden muss, bevor das mindestens eine Ankerelement aus der ersten Position verstellt werden kann. Grundsätzlich sind natürlich auch Kombinationen aus einem formschlüssigen und reibschlüssigen Halten des mindestens einen Ankerelements in der ersten Position denkbar und möglich.
In einer Ausgestaltung weist das Rotationselement eine Schnittstelle zur Anordnung an einer Welle der Verstellvorrichtung auf. Die Schnittstelle kann ermöglichen, die Schutzvorrichtung als Modul für unterschiedliche Verstellvorrichtungen zur Verfügung zu stellen. Außerdem kann die Schutzvorrichtung durch die Anordnung an der Welle besonders einfach montiert werden. Eine Rotation der Welle kann über die Schnittstelle, beispielsweise ein Lager, auf das Rotationselement übertragen werden. Die Bewegungen eines Verstellteils, dass durch die Verstellvorrichtung verstellbar ist, kann über die Welle auf das Rotationselement übertragen werden. Umgekehrt kann das Rotationselement durch das Zusammenwirken mit dem Gegenelement eine unerwünschte Verstellung des Verstellteils zumindest verlangsamen oder ganz blockieren.
In einer Ausgestaltung ist das Rotationselement zylinderförmig ausgebildet und im Zentrum des ebenfalls zylinderförmig ausgebildeten Gegenelements angeordnet. Das Gegenelement kann insbesondere ein Gehäuse für das Rotationselement bilden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Verstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verstellung eines Verstellteils vorgesehen, wobei die Verstellvorrichtung die Schutzvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt aufweist. Das Verstellteil kann mit der Verstellvorrichtung in einer ersten Position des mindestens einen Ankerelements ungehindert von der Schutzvorrichtung verstellbar sein und in einer zweiten Position des mindestens einen Ankerelements durch die Schutzvorrichtung an einer Verstellung in zumindest eine Richtung gehindert sein. Eine Hinderung der Verstellung des Verstellteils durch die Schutzvorrichtung kann insbesondere bedeuten, dass die Schutzvorrichtung an der Verstellvorrichtung eine Bremswirkung erzeugt, die eine Verstellbewegung verlangsamt oder blockiert.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs;
2A eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer ersten Position;
2B eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer zweiten Position;
3A eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer ersten Position;
3B eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelement in einer zweiten Position;
4 eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit einem Rotationselement mit einer Rotationsrichtung im Uhrzeigersinn;
5 eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit einem Rotationselement mit einer Rotation in Richtung gegen den Uhrzeigersinn;
6A eine perspektivische Ansicht einer Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer ersten Position;
6B eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer ersten Position;
7 eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer ersten Position;
8A eine perspektivische Ansicht einer Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer zweiten Position;
8B eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer zweiten Position;
9A eine perspektivische Ansicht einer Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer zweiten Position;
9B eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer zweiten Position;
10A eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer ersten Position und mit zwei Rückhaltevorrichtungen; und
10B eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung mit zwei Ankerelementen in einer zweiten Position und mit zwei Rückhaltevorrichtungen.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug F mit einem Fahrzeugsitz S und einer Fahrzeugtür T. Die Fahrzeugtür T ist mit zwei Verstellvorrichtungen V zum Öffnen und Schließen einer Zugangsöffnung im Kraftfahrzeug F zu dem Fahrzeugsitz S verstellbar. Die Verstellung der Fahrzeugtür T erfolgt über zwei Schwenkarme M, an denen die Fahrzeugtür T angelenkt ist. Die Schwenkarme M werden durch die Verstellvorrichtungen V verschwenkt. Dafür rotieren die Schwenkarme M um eine Rotationsachse A. Beispielhaft ist eine Rotation der Schwenkarme M um die Rotationsachse A im Uhrzeigersinn eingezeichnet, bei der die Zugangsöffnung verschlossen wird. Die Verstellvorrichtungen V umfassen jeweils eine Schutzvorrichtung U.
2A zeigt eine derartige Schutzvorrichtung U. Die Schutzvorrichtung U weist ein Rotationselement 1 auf, das wiederum zwei Ankerelemente 31a, 31b aufweist. Die Zahl von zwei Ankerelementen ist hier und im Folgenden lediglich beispielhaft. Alle Ausführungsformen sind mit mindestens einem Ankerelement oder einer Vielzahl von Ankerelementen denkbar und möglich.
Das Rotationselement 1 ist relativ zu einem Gegenelement 2 rotierbar, das zwei Anschlagselemente 2a, 2b aufweist. Die zwei Ankerelemente 31a, 31b sind dafür vorgesehen, mit den Anschlagselementen 2a, 2b zusammenzuwirken. Dafür sind die zwei Ankerelemente 31 a, 31 b über Rückstellelemente 32a, 32b an einem Trägerelement 10 des Rotationselements 1 gehalten. Die Rückstellelemente 32a, 32b ermöglichen eine radiale Verlagerung der Ankerelemente 31a, 31b entlang einer Rückstellkraft Z. In der gezeigten Ausführung sind die Ankerelemente 31a, 31b in einer ersten Position radial zu den Anschlagselementen 2a, 2b beabstandet, sodass sie (auch bei einer Rotation des Rotationselements 1) nicht mit den Anschlagselementen 2a, 2b zusammenwirken können (etwa durch Reibung).
2B zeigt die Schutzvorrichtung U der 2A, wobei die Ankerelemente 31a, 31b in der zweiten Position sind. Im Vergleich zu 2A sind die Rückstellelemente 32a, 32b entgegen der Rückstellkraft Z, die sie auf die Ankerelemente 31a, 31b ausüben, gedehnt. Die Ankerelemente 31a, 31b sind aufgrund einer mechanischen Kraft K, nämlich einer Zentrifugalkraft, die durch die Rotation des Rotationselements 1 verursacht wird, von der ersten Position in die zweite Position verstellt. In der zweiten Position können die Ankerelemente 31a, 31b mit den Anschlagselementen 2a, 2b zusammenwirken. In der gezeigten Ausführung schlagen die Ankerelemente 31a, 31b an den Anschlagselementen 2a, 2b an. Sie sind also mit den Anschlagselementen 2a, 2b in Eingriff.
Dadurch, dass die Ankerelemente 31a, 31b an den Anschlagselementen 2a, 2b anschlagen, wird eine Rotation des Rotationselements 1 entlang der Rotationsrichtung R relativ zu den Anschlagselementen 2a, 2b blockiert, also verlangsamt. Grundsätzlich kann das Gegenelement 2 natürlich beliebig ausgestaltet sein, Anschlagselemente 2a, 2b wie in der gezeigten Ausführungsform sind nicht zwingend erforderlich; denn ein Verlangsamen der Ankerelemente 31a, 31b kann auch auf andere Weise wie beispielsweise durch eine Vertiefung erreicht werden.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist auf eine Rotation des Rotationselements 1 entlang der Rotationsrichtung R im Uhrzeigersinn beschränkt. Jedoch ist es ebenso denkbar und möglich, dass das Rotationselement 1 gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Die zwei Ankerelemente 31a, 31b würden dann auf im Gegensatz zur 2B entgegengesetzten Seiten der Anschlagselemente 2a, 2b an den Anschlagselementen 2a, 2b anschlagen. Die Schutzvorrichtung U ermöglicht also ein Verlangsamen einer unerwünschten Rotation des Gegenelements 2 unabhängig davon, in welche Richtung das Rotationselement 1 rotiert (was aber nicht zwingend der Fall ist). Vorteilhafterweise werden in der gezeigten Ausführung zwei Anschlagselemente 2a, 2b verwendet, die diametral zur Rotationsachse A des Rotationselements 1 angeordnet sind. Dadurch kann eine Bremskraft, die durch das Anschlagen der Ankerelemente 31a, 31b an den Anschlagselementen 2a, 2b hervorgerufen wird, symmetrisch in das Rotationselement 1 eingeleitet werden.
Aus 2A ist ersichtlich, dass auch bei einer Verstellung der Ankerelemente 31a, 31b in die zweite Position bei dem gezeigten Rotationswinkel des (gedacht statischen) Rotationselements 1 kein unmittelbares Zusammenwirken mit einem Gegenelement 2 stattfindet. Vielmehr muss das Rotationselement 1 erst um mehr als 30° und fast 45° gedreht werden, um ein Anschlagen der Ankerelemente 31a, 31b an den Anschlagselementen 2a, 2b zu ermöglichen. Im Extremfall kann das Rotationselement 1 bei der gezeigten diametralen Anordnung der Anschlagselemente 2a, 2b, um maximal fast 180 ° rotieren, bevor die Rotation durch die Ankerelemente 31a, 31b gestoppt wird.
3A zeigt eine Schutzvorrichtung U mit vier Anschlagselementen 2a, 2b, 2c, 2d. Bei vier Anschlagselementen 2a, 2b, 2c, 2d wird eine Rotation des Rotationselements 1 spätestens nach maximal 90° durch die Ankerelemente 31a, 31b gestoppt, weil sie dann jeweils an diametral gegenüber liegenden Anschlagselementen 2a, 2b, 2c, 2d anschlagen. Natürlich ist es ebenso denkbar und möglich, eine noch größere Zahl von Anschlagselementen 2a, 2b, 2c, 2d vorzusehen, wie sechs, acht oder zehn Anschlagselemente 2a, 2b, 2c, 2d, um den maximalen Rotationswinkel, den das Rotationselement 1 vor der Verlangsamung rotieren kann, möglichst zu verkleinern. Ebenso kann auch eine größere Anzahl von Ankerelementen 31a, 31b, wie vier oder sechs Ankerelemente 31a, 31b vorgesehen werden
Die Ankerelemente 31a, 31b der Ausführungsform der 3A sind in Ausbuchtungen 10a, 10b des Trägerelements 10 des Rotationselements 1 angeordnet. Die Ausbuchtungen 10a, 10b ermöglichen ein Verstauen der Ankerelemente 31a, 31b im Trägerelement 10 in der ersten Position, so dass weniger Bauraum vorgehalten werden muss.
In 3B sind die zwei Ankerelemente 31a, 31b aufgrund einer mechanischen Kraft K, die durch die Rotation des Rotationselements 1 verursacht wurde, in die zweite Position verstellt, in der sie von dem Trägerelement 10 hervorstehen. Die mechanische Kraft K ist eine Zentrifugalkraft, die radial von der Rotationsachse A des Rotationselements 1 nach außen wirkt. Die mechanische Kraft K ist größer als eine Rückstellkraft Z der Rückstellelemente 32a, 32b, über die die Ankerelemente 31a, 31b an dem Trägerelement 10 gehalten sind.
4 zeigt eine Ansicht der Schutzvorrichtung U, bei der das Rotationselement 1 im Gegensatz zu der in 3B gezeigten Ansicht um etwa 30° entlang der Rotationsrichtung R (im Uhrzeigersinn) rotiert ist. Dadurch schlagen die Ankerelemente 31a, 31b jeweils an gegenüberliegenden Anschlagselementen 2b, 2d an. Eine weitere Rotation des Rotationselements 1 im Uhrzeigersinn wird durch das Zusammenwirken der Ankerelemente 31a, 31b mit den Anschlagselementen 2b, 2d des Gegenelements 2 verhindert.
5 zeigt eine alternative Ansicht der Schutzvorrichtung U, bei der das Rotationselement 1 im Gegensatz zu der in 3B gezeigten Ansicht um etwa 30° entlang der Rotationsrichtung R (gegen den Uhrzeigersinn) rotiert ist. Dadurch schlagen die Ankerelemente 31a, 31b jeweils an einem anderen Paar gegenüberliegender Anschlagselemente 2a, 2c an. Eine weitere Rotation des Rotationselements 1 entlang der Rotationsrichtung R wird durch das Zusammenwirken der Ankerelemente 31a, 31b mit den Anschlagselementen 2a, 2c des Gegenelements 2 verhindert.
Die Anschlagselemente 2a, 2b, 2c, 2d sind in diesem Ausführungsbeispiel in einem Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse A dreieckig ausgebildet. Andere Ausgestaltungen, wie ein viereckiger Querschnitt oder ein kreisförmiger Querschnitt sind natürlich ebenso denkbar und möglich. Ein Vorteil des dreieckigen Querschnitts ist es, dass wenig Bauraum beansprucht wird und eine stabile Anschlagsfläche parallel zu den Ankerelementen 31a, 31b zur Verfügung gestellt werden kann.
6A und 6B zeigen unterschiedliche Ansichten einer Schutzvorrichtung U mit einem beispielhaft zylinderförmig ausgebildeten Rotationselement 1. Das Rotationselement 1 weist eine Schnittstelle 100, nämlich ein Lager, zur Anordnung an einer (nicht gezeigten) Welle einer Verstellvorrichtung V auf. Über die Schnittstelle 100 können Rotationskräfte beispielsweise von einem Verstellteil T, beispielsweise einer Fahrzeugtür, in das Rotationselement 1 eingeleitet werden. Weiterhin weist das Rotationselement 1 zwei Ankerelemente 31a, 31b auf. Die Ankerelemente 31a, 31b sind einstückig mit einem Trägerelement 10 des Rotationselements 1 ausgeformt. Für die einstückige Ausformung des Rotationselements sind an dem Trägerelement 10 zwei Rückstellelemente 32a, 32b angeformt, an denen wiederum jeweils ein Ankerelement 31a, 31b angeformt ist. Die Ankerelemente 31a, 31b stehen in einer Ebene, die die Rotationsachse A des Rotationselements 1 senkrecht schneidet, schräg von dem Trägerelement 10 hervor. Konkret bedeutet das, dass die Ankerelemente 31a, 31b in der abgebildeten ersten Position in einem Öffnungswinkel Wa, Wb zu einer Tangente an das im Querschnitt zur Rotationsachse A scheibenförmig ausgebildete Trägerelement 10 stehen, wobei die Tangente an einer Basis des Rückstellelements 32a, 32b am Trägerelement 10 anliegt. Der Öffnungswinkel Wa, Wb beträgt in der beispielhaften Darstellung weniger als 45°. In der zweiten Position ändern sich lediglich die Öffnungswinkel Wa, Wb.
Das Rotationselement 1 ist relativ zu einem beispielhaft topfförmig dargestellten Gegenelement 2, in dessen Zentrum das Rotationselement 1 beispielhaft angeordnet ist, in Richtung des Öffnungswinkels Wa, Wb, also in der Darstellung im Uhrzeigersinn, rotierbar. In der ersten Position der Ankerelemente 31a, 31b ist eine derartige Rotation des Rotationselements 1 ungehindert von dem Gegenelement 2 möglich, weil die Ankerelemente 31a, 31b nicht mit dem Gegenelement 2 zusammenwirken können. Das liegt daran, dass die Ankerelemente 31a, 31b zu dem Gegenelement 2 beabstandet sind, sodass sie keinen Kontakt zu dem Gegenelement 2 herstellen können, geschweige denn durch Rotation des Rotationselements 1 in Eingriff mit dem Gegenelement 2 gelangen können, was insbesondere aus der Draufsicht in 7 ersichtlich ist. Darin stehen die Ankerelemente 31a, 31b den Anschlagselementen 2a, 2b gegenüber, sind aber dazu beanstandet, so dass sie nicht mit den Anschlagselementen 2a, 2b zusammenwirken können.
8A und 8B zeigen unterschiedliche Ansichten der Schutzvorrichtung U, wobei das Rotationselement 1 in Richtung des Öffnungswinkels Wa, Wb der Ankerelemente 31a, 31b, der kleiner als 90° ist, rotiert. Durch die durch die Rotation verursachte mechanische Kraft K, nämlich einer Zentrifugalkraft, sind die zwei Ankerelemente 31a, 31b von der ersten Position in die zweite Position verstellt. Die Verstellung ist daraus ersichtlich, dass der Öffnungswinkel Wa, Wb im Vergleich zu der ersten Position größer als 45° ist.
Das Gegenelement 2 weist zwei gegenüberliegende Vertiefungen 20a, 20b auf, die entlang der Rotationsrichtung R des Rotationselements 1 längserstreckt sind. Die Ankerelemente 31a, 31b ragen in der dargestellten zweiten Position in die Vertiefungen 20a, 20b hinein. Sie wirken in der dargestellten Position des Rotationselements 1 (noch) nicht mit dem Gegenelement 2 zusammen. Allerdings können sie mit dem Gegenelement 2 zusammenwirken, wenn sie durch die Rotation des Rotationselements 1 die Ränder der Vertiefungen 20a, 20b erreichen, die Anschlagselemente 2a, 2b für die Ankerelemente 31a, 31b ausbilden.
In einer nicht dargestellten Position des Rotationselements 1, die im Gegensatz zu der dargestellten Position um 90° verschoben ist, werden die Ankerelemente 31a, 31b bei der gegebenen mechanischen Kraft K, die durch die Rotation verursacht wird, gegen das Gegenelement 2 an die Abschnitte des Gegenelements 2 zwischen den Vertiefungen 20a, 20b gedrückt, sodass die Ankerelemente 31a, 31b in der zweiten Position sind und mit dem Gegenelement 2 reibschlüssig in Eingriff sind. Bei einer weiteren Rotation in die dargestellte Position werden die Ankerelemente 31a, 31b durch die mechanische Kraft K in die Vertiefungen 20a, 20b hineingedrückt, in die sie dann hineinragen. In den Vertiefungen 20a, 20b können die Ankerelemente 31a, 31b in Abhängigkeit einer Rotationsposition des Rotationselements 1 mit dem Gegenelement 2 zusammenwirken. Insofern ist die Stellung der Ankerelemente 31a, 31b in der zweiten Position abhängig von der konkreten Ausgestaltung des Gegenelements 2.
Die Ankerelemente 31a, 31b sind in Richtung der dargestellten Rotationsrichtung R relativ zum Trägerelement 10 geneigt. Daher können die Ankerelemente 31a, 31b in der zweiten Position bei einer Rotation des Rotationselements 1 nur entlang einer einzigen Rotationsrichtung R mit dem Gegenelement 2 formschlüssig in Eingriff kommen. Bei einer Rotation in die Gegenrichtung streichen die Ankerelement 31a, 31b über die Anschlagselemente 2a, 2b hinweg. Sie sind dann nur reibschlüssig in Eingriff mit dem Gegenelement 2.
Das Rückstellelement 32a, 32b, über das die Ankerelemente 31a, 31b an dem Trägerelement 10 gehalten sind, ist auf einer Seite entlang der Rotationsrichtung R komprimiert und auf der anderen Seite entlang der Rotationsrichtung R gedehnt, was durch die auf das jeweilige Ankerelement 31a, 31b wirkende mechanische Kraft K verursacht wird. Die mechanische Kraft K verursacht also eine mechanische Verspannung des Rückstellelement 32a, 32b. Dadurch, dass das Rückstellelement 32a, 32b aus einem federelastischen Material und ausreichend dünn ausgebildet ist, ist das Ankerelement 31a, 31b von der ersten Position in die zweite Position verstellbar. Die Rückstellelemente 32a, 32b sind jeweils bestrebt, die mechanischen Verspannungen abzubauen und setzen der mechanischen Kraft K somit eine Rückstellkraft Z entgegen.
Die Ankerelemente 31a, 31b umfassen jeweils einen Ankerabschnitt 311a, 311b, mit dem die Ankerelemente 31a, 31b mit dem Gegenelement 2 zusammenwirken können, und einen Stabilisierungsabschnitt 311b, 312b, der zur Stabilisierung der Ankerelemente 31a, 31b dient. Der Stabilisierungsabschnitt 311b, 312b ist dafür vorgesehen, mit einem Stabilisierungselement 12a, 12b zusammenzuwirken. An dem Trägerelement 10 sind zwei Stabilisierungselemente 12a, 12b einstückig angeformt. Diese stehen radial von dem Trägerelement 10 ab. Die Stabilisierungselemente 12a, 12b begrenzen eine Verstellung der Ankerelemente 31a, 31b auf einen vorbestimmten Bereich. Über die Stabilisierungselemente 12a, 12b kann somit ein maximaler Öffnungswinkel Wa, Wb der Ankerelemente 31a, 31b festgelegt werden. Bei maximaler Verstellung der Ankerelemente 31a, 31b schlägt der Stabilisierungsabschnitt 311b, 312b an dem Stabilisierungselement 12a, 12b an, wie in 8B dargestellt.
In der in 8A und 8B dargestellten Rotationsposition des Rotationselements 1 mit einer Rotationsrichtung R im Uhrzeigersinn stehen die Ankerelemente 31a, 31b kurz davor, mit dem Gegenelement 2 zusammenzuwirken. Mit anderen Worten stehen die Ankerelemente 31a, 31b kurz davor mit dem Gegenelement 2 formschlüssig in Eingriff zu kommen, indem sie mit den Anschlagselementen 2a, 2b kollidieren. Die Formulierung formschlüssig in Eingriff kommen kann also allgemein als eine einfache Kollision verstanden werden.
9A und 9B zeigen die Ankerelemente 31a, 31b in Eingriff mit dem Gegenelement 2. Das Rotationselement 1 ist im Gegensatz zu der Darstellung in 8A und 8B um wenige Grad im Uhrzeigersinn weiter rotiert. Eine weitere Rotation wird blockiert, weil die Ankerelemente 31a, 31b an den Anschlagselementen 2a, 2b anliegen. Das formschlüssig in Eingriff sein kann also allgemein als ein blockierendes Anliegen verstanden werden. Die Ankerelemente 31a, 31b sind in dieser Position mit dem Gegenelement 2 formschlüssig in Eingriff. Die auf das Rotationselement 1 wirkende Bremskraft wird durch einen Kraftfluss durch die Rückstellelemente 32a, 32b abgeleitet. Zusätzlich wirken die Stabilisierungselemente 12a, 12b im Kraftfluss mit den Ankerelementen 31a, 31b zusammen, so dass über die Rückstellelemente 32a, 32b nur ein Bruchteil der Bremskraft abgeleitet werden muss.
10A und 10B zeigen eine weitere Ausführungsform der Schutzvorrichtung U. Die Ankerelemente 31a, 31b der Schutzvorrichtung U sind über Rückstellelemente 32a, 32b, nämlich breite Spiralfedern, an dem Rotationselement 1 gehalten. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsformen, bei denen die Rückstellkraft Z eine Rückstellung in Richtung der ersten Position bewirkt, sind die Rückstellelemente 32a, 32b dazu ausgelegt, die Ankerelemente 31a, 31b in die zweite Position vorzuspannen. Das heißt, dass die Ankerelemente 31a, 31b grundsätzlich dazu ausgelegt sind, auch in Abwesenheit einer mechanischen Kraft K mit dem Gegenelement 2 zusammenzuwirken. Um die Ankerelemente 31a, 31b in der ersten Position zu halten, ist eine Rückhaltevorrichtung 11a, 11b vorgesehen. Die Rückhaltevorrichtung 11a, 11b ist dazu ausgelegt, die Ankerelemente 31a, 31b bis zu einem vorbestimmten Schwellwert der mechanischen Kraft K in der ersten Position zu halten. Durch das Vorsehen der Rückhaltevorrichtung 11a, 11b kann sichergestellt sein, dass die Ankerelemente 31a, 31b, wenn sie aus der ersten Position verstellt werden, mindestens mit der Rückstellkraft Z mit dem Gegenelement 2 zusammenwirken.
Überschreitet die mechanische Kraft K den vorbestimmten Schwellwert, werden die Ankerelemente 31a, 31b in die zweite Position verstellt. In der zweiten Position sind die Ankerelemente 31a, 31b mit dem Gegenelement 2 reibschlüssig in Eingriff. Dies wird dadurch erreicht, dass ein im Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse A des Rotationselements 1 kreisförmiges Gegenelement 2 vorgesehen ist, dass beispielsweise ein zylindrisches Gehäuse 20 der Schutzvorrichtung U ausbilden kann. Die Ankerelemente 31a, 31b sind reibschlüssig in Eingriff mit einer Innenseite des Gegenelements 2.
Die mechanische Kraft K, nämlich die Zentrifugalkraft, kann die Verstellung der Ankerelemente 31a, 31b von der ersten Position in die zweite Position und somit ein Verlangsamen der Rotation bewirken. Während des Verlangsamens der Rotation des Rotationselements 1 kann die Kraft K schwächer werden, so dass bei einem reibschlüssigen Eingriff eine Reibkraft zwischen dem Gegenelement 2 und den Ankerelementen 31a, 31b verringert wird. Dadurch kann ein effektives Abbremsen des Rotationselements 1 eingeschränkt sein. Um eine Mindestbremskraft sicherzustellen, sind die Ankerelemente 31a, 31b in die zweite Position über das Rückstellelement 32a, 32b vorgespannt. Somit werden die Ankerelemente 31a, 31b auch bei geringeren Rotationsgeschwindigkeiten, bei denen die mechanische Kraft gering ist, trotzdem in reibschlüssigen Eingriff mit dem Gegenelement 2 gedrückt.
Im Folgenden soll die konkrete Funktionsweise der Rückhaltevorrichtung 11a, 11b beschrieben werden. Die Rückhaltevorrichtung 11a, 11b weist ein kugelförmiges Rückhalteelement 111a, 111b auf, das mit dem zugeordneten Ankerelement 31a, 31b in der Darstellung gemäß 10A formschlüssig in Eingriff ist. Dadurch wird eine radiale Bewegung des Ankerelements 31a, 31b entlang der mechanischen Kraft K verhindert. Das Rückhalteelement 111a, 111b greift dafür in eine kugelförmige Ausfüllung an dem Ankerelement 31a, 31b ein. Ein Vorspannelement 112a, 112b, nämlich eine Spiralfeder, ist dazu vorgesehen, dass Rückhalteelement 111a, 111b gegen das jeweilige Ankerelement 31a, 31b vorzuspannen. Über eine Vorspannkraft des Vorspannelements 112a, 112b kann der Schwellwert der mechanischen Kraft K vorbestimmt werden, bis zu dem das Ankerelement 31a, 31b in der ersten Position gehalten werden soll. Die Vorspannkraft wirkt senkrecht zur mechanischen Kraft K, was eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht.
In der Darstellung gemäß 10B sind die Ankerelemente 31a, 31b außer Eingriff mit dem Rückhalteelement 111a, 111b. Das heißt, dass die mechanische Kraft K den Schwellwert bereits überschritten hat, sodass die Rückhaltevorrichtung 11a, 11b ausgelöst wurde und das jeweilige Ankerelement 31a, 31b freigegeben hat. Die Ankerelemente 31a, 31b sind reibschlüssig in Eingriff mit dem Gegenelement 2. Unabhängig von der noch wirkenden mechanischen Kraft K werden die Ankerelemente 31a, 31b zusätzlich über das Rückstellelement 32a, 32b gegen das Gegenelement 2 gedrückt.
Die Rückstellkraft Z des Rückstellelements 32a, 32b kann beispielsweise 5 bis 15 %, insbesondere 10 % der mechanischen Kraft K betragen, in Abhängigkeit derer die Ankerelemente 31a, 31b in die zweite Position verstellt werden. Beispielsweise kann die Rückstellkraft Z 6 N und die mechanische Kraft 55 N betragen. In der Summe kann somit eine maximale Gesamtkraft für den Reibschluss zwischen den Ankerelementen 31a, 31b und dem Gegenelement 2 61 N betragen. Das Vorspannelement 112a, 112b kann eine Vorspannkraft von beispielsweise 22 N auf die Ankerelemente 31a, 31b ausüben.
Bezugszeichenliste

1: Rotationselement
10: Trägerelement
100: Schnittstelle
10a, 10b: Ausbuchtung
11a, 11b: Rückhaltevorrichtung
111a, 111b: Rückhalteelement
112a, 112b: Vorspannelement
12a, 12b: Stabilisierungselement
2: Gegenelement
2a, 2b, 2c, 2d: Anschlagselement
20: Gehäuse
20a, 20b: Vertiefung
3a, 3b: Ankervorrichtung
31a, 31b: Ankerelement
311a, 311b: Ankerabschnitt
311b, 312b: Stabilisierungsabschnitt
32a, 32b: Rückstellelement
A: Rotationsachse
F: Kraftfahrzeug
K: mechanische Kraft
K: mechanischen Kraft
M: Schwenkarm
R: Rotationsrichtung
S: Fahrzeugsitz
V: Verstellvorrichtung
T: Fahrzeugtür
U: Schutzvorrichtung
Wa, Wb: Öffnungswinkel
Z: Rückstellkraft

Claims

Schutzvorrichtung (U) für eine Verstellvorrichtung (V) für ein Kraftfahrzeug (F), mit - einem Rotationselement (1), das mindestens ein Ankerelement (31a, 31b) aufweist, und - relativ zu einem Gegenelement (2) rotierbar ist, wobei - das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) verstellbar ist zwischen einer ersten Position, in der das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) nicht mit dem Gegenelement (2) zusammenwirken kann, und einer zweiten Position, in der das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) mit dem Gegenelement (2) zusammenwirken kann, um eine Rotation des Rotationselements (1) relativ zu dem Gegenelement (2) zu verlangsamen, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) in Abhängigkeit einer mechanischen Kraft (K), die durch die Rotation verursacht wird, von der ersten Position in die zweite Position verstellbar ist.
Schutzvorrichtung (U) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sperrvorrichtung, mit der das mindestens eine Ankerelement in der zweiten Position gegen eine Verstellung zurück in die erste Position gesperrt werden kann.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand des mindestens einen Ankerelements (31a, 31b) von der ersten Position auf einem Verstellweg zur zweiten Position proportional zu einer Größe der mechanischen Kraft (K) ist.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kraft (K) eine Zentrifugalkraft ist, die auf das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) durch die Rotation des Rotationselements (1) einwirkt.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) durch ein Rückstellelement (32a, 32b) an dem Rotationselement (1) gehalten ist.
Schutzvorrichtung (U) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (32a, 32b) eine der mechanischen Kraft (K) entgegen gerichtete Rückstellkraft (Z) oder eine in Richtung der mechanischen Kraft (K) gerichtete Rückstellkraft (Z) auf das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) ausübt.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) in der zweiten Position mit dem Gegenelement (2) formschlüssig in Eingriff kommen kann und/oder mit dem Gegenelement (2) reibschlüssig in Eingriff ist.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) in der zweiten Position bei einer Rotation des Rotationselements (1) nur entlang einer einzigen Rotationsrichtung (R) mit dem Gegenelement (2) formschlüssig in Eingriff kommen kann.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (2) mindestens ein Anschlagselement (2a, 2b, 2c, 2d) aufweist, mit dem das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) durch Rotation des Rotationselements (1) zusammenwirken kann, wenn das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) in der zweiten Position ist.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (1) um eine Rotationsachse (A) rotierbar ist und mindestens zwei Ankerelemente (31a, 31b) aufweist, die diametral zur Rotationsachse (A) angeordnet sind.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (1) ein Trägerelement (10) aufweist, an dem das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) einstückig angeformt ist.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (1) mindestens ein Stabilisierungselement (12a, 12b) aufweist, mit dem das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) in der zweiten Position entgegen einer Rotationsrichtung (R) des Rotationselements (1) stabilisierbar ist.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (1) eine Rückhaltevorrichtung (11a, 11b) aufweist, über die das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) bis zu einem vorbestimmten Schwellwert der mechanischen Kraft (K) in der ersten Position gehalten werden kann.
Schutzvorrichtung (U) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung (11a, 11b) ein Rückhalteelement (111a, 111b) aufweist, das mit einem Vorspannelement (112a, 112b) gegen das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) vorgespannt ist, so dass das mindestens eine Ankerelement (31a, 31b) formschlüssig und/oder reibschlüssig in der ersten Position gehalten wird.
Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (1) eine Schnittstelle (100) zur Anordnung an einer Welle der Verstellvorrichtung (V) aufweist.
Verstellvorrichtung (V) für ein Kraftfahrzeug (F) zur Verstellung eines Verstellteils, mit einer Schutzvorrichtung (U) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verstellteil mit der Verstellvorrichtung (V) in einer ersten Position des mindestens einen Ankerelements (31a, 31b) ungehindert von der Schutzvorrichtung (U) verstellbar ist und in einer zweiten Position des mindestens einen Ankerelements (31a, 31b) durch die Schutzvorrichtung (U) an einer Verstellung in zumindest eine Richtung gehindert ist.