DE19806501C1 - Arretiervorrichtung zwischen zwei koaxial ineinander verschieblichen zylindrischen Bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung zwischen zwei koaxial ineinander ver­ schieblichen zylindrischen Bauteilen, insbesondere für einen arretierbaren Schwingungs­ dämpfer, der bei Kraftfahrzeugen zwischen einem Aufbau und einem Radführungsteil eingebaut ist und eine in einem Behälter nach außen abgedichtete und axial geführte Kolbenstange aufweist, die an dem im Behälter befindlichen Ende einen Dämpfkolben trägt und am aus dem Behälter ragenden Ende mit einem Stützrohr verbunden ist, wel­ ches das Behälterrohr koaxial umgibt, wobei die Arretiervorrichtung zwischen dem Stützrohr und dem Behälterrohr angeordnet ist und wenigstens ein durchmesserverän­ derliches Spannelement aufweist, das von einer Betätigungseinrichtung willkürlich betä­ tigbar ist.

Eine zwischen dem Aufbau und dem Fahrzeugrad wirksame arretierbare Vorrichtung, wie beispielsweise ein arretierbarer Schwingungsdämpfer, ist insbesondere bei Last­ kraftwagen oder Spezialfahrzeugen dann erwünscht, wenn ein Schwanken des Fahr­ zeugaufbaus beim Ladevorgang, bei einem Arbeitsvorgang mit angebautem Kran, mit angebauter Arbeitsbühne oder Leiter auf ein Minimum zu reduzieren ist und/oder die Ladefläche einer Laderampe angepaßt werden soll.

Durch die DE 195 32 510 A1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einer Arretiervorrichtung bekannt, bei dem koaxial außerhalb des Behälterrohres ein mit der Kolbenstange befe­ stigtes Stützrohr angeordnet ist und das Behälterrohr mit dem Stützrohr mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Arretierung axial fixierbar ist. Hierzu sind Spannseg­ mente im Stützrohr angeordnet, die durch Federelemente zusammengehalten und bei nicht aktivierter Arretierung vom Behälterrohr abgehoben werden. Die Arretierung er­ folgt durch radiales Einwirken eines elastischen Elements, vorzugsweise eines Druck­ balgs, auf die Spannsegmente, wodurch diese zur Arretierung des Schwingungsdämp­ fers gegen das Behälterrohr gepreßt werden.

Ferner ist durch die DE 34 13 815 A1 ein hydraulischer sperrbarer Schwingungsdämpfer bekannt, bei dem eine auf die Oberfläche der Kolbenstange einwirkende Blockierein­ richtung in der Kolbenstangenführung angeordnet ist, wobei ein von einem Hydraulik­ medium beaufschlagbarer Steuerkolben eine Hülse radial gegen die Kolbenstange drückt. Außerdem ist durch das DE-GM 85 05 101 eine Klemmvorrichtung für die Kol­ benstange bekannt, bei der sich ein Klemmkonus mittels Kugeln auf einer Gegenfläche abstützt. Nachteilig ist bei diesen Konstruktionen, daß die Oberfläche der Kolbenstange durch die Blockiereinrichtung angegriffen und dadurch die Dichtwirkung für die Kolben­ stange beeinträchtigt wird.

Die DE 195 09 475 A1 beschreibt eine Schaltgestänge-Verbindung zwischen einem mit einem Schalthebel verbundenen ersten Schaltstangenteil und einem mit einem Schaltge­ triebe verbundenen zweiten Schaltstangenteil einer Getriebeschaltung eines Kraftfahr­ zeuges. Die Schaltstangenteile sind über eine Spreizeinrichtung kraftschlüssig miteinan­ der verbunden, die über eine Zugstange aus betätigt werden kann. Als Spreizvorrich­ tung sind beispielsweise Tellerfedern vorgesehen, die über die Zugstange mittels eines in dem ersten Schaltstangenteil gelagerten Spannhebels 15 gespannt und dabei im Durchmesser gespreizt werden. Eine sehr ähnliche Spreizeinrichtung ist aus der DE- OS 15 00 823 bekannt.

Die DE-PS 87 28 86 beschreibt ein Spannelement, die eine Stahlbandspirale aufweist, deren Querschnitt bei Belastung aus einer Schräglage in eine zu ihrer Achse rechtwinkli­ ge Lage bewegt werden kann. Damit wird ein Abstand zwischen zwei zylindrischen Körpern überwunden, die kraftschlüssig zueinander gehalten werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Arretiervorrichtung vorzugsweise für einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, eine kostengün­ stige Gesamtkonstruktion ermöglicht, wobei insbesondere vorhandene Schwingungs­ dämpfer ohne Eingriff in die Schwingungsdämpferhydraulik mit der Arretiervorrichtung versehen werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das Spannelement der Arretiervorrichtung wirkt vorzugsweise auf das Behälterrohr, je­ doch ist eine Konstruktion ohne weiteres möglich, bei der das Spannelement gegen das Stützrohr gepreßt wird. Bei jedem dieser Ausführungsbeispiele drücken die Spannkörper auf das Spannelement und bewirken dessen Eingriff bzw. dessen festes Anliegen auf der Anlagefläche, wobei durch das Gewicht des Fahrzeugaufbaus und der Ladung über die Spannkörper die Arretierkraft wesentlich verstärkt wird, da die Anpreßkraft des Spannelements eine Funktion aus der vom Fahrzeugaufbau ausgeübten Axialkraft und dem Anstellwinkel der Spannkörper ist. Dementsprechend kann auf einfache Weise durch Änderung des Anstellwinkels bzw. der Länge der Spannkörper die Arretierkraft auf einen geforderten Wert abgestimmt werden. Eine derartige Arretiervorrichtung ist nicht nur bei einem Schwingungsdämpfer in Kombination mit einer verstellbaren Fede­ rung anwendbar, denn sie kann auch in einer Luftfeder eingebaut sein oder zur Höhen­ arretierung von Hydraulikzylindern dienen. Ferner ist eine solche Arretierung auch bei Stützen von Spezialfahrzeugen, wie Kran- oder Leiterfahrzeuge, Wohnwagen und dgl. einsetzbar.

Eine über eine bestimmte axiale Länge des Spannelements gleiche Anpreßkraft auf der Gegenfläche wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung dadurch erhalten, daß mehrere gleich ausgebildete und in axialem Abstand hintereinander liegende Spannkör­ per zwischen dem Spannelement und dem Träger angeordnet sind.

Eine sehr vorteilhafte Ausführung der Arretiervorrichtung wird erfindungsgemäß erhal­ ten, wenn jeder Spannkörper durch einen in der Anlagenut liegenden Ring gebildet ist, der elastisch aufgehängte Zungen aufweist, wobei die freien Enden der Zungen in die Formnut des Spannelements eingreifen. Auf diese Weise wird mit einer relativ geringen Kraft der Betätigungseinrichtung das Spannelement eingerückt. Dieses Spannelement kann auch aus einzelnen vormontierten Rohrsegmenten bestehen.

Zur Einleitung der Arretierung weist erfindungsgemäß die Betätigungseinrichtung ein Trägerteil auf, das mit einem Betätigungsteil verbunden ist. Dieses Betätigungsteil ist vorzugsweise durch einen Steuerkörper gebildet, der mit einem Schaltelement in Wirk­ verbindung steht. Das auf den Steuerkörper wirkende Schaltelement wird vorzugsweise durch ein Thermobimetall gebildet, welches mit dem einen Ende im Trägerteil befestigt ist und mit dem freien Ende auf eine Anlagefläche des Steuerkörpers einwirkt. Bei einer solchen Ausführung ist durch Beheizung des Thermobimetallstreifens das Einrücken der Arretierung steuerbar. Alternativ kann das Schaltelement beispielsweise auch durch ein mit dem Steuerkörper zusammenwirkendes Memorymetall gebildet werden oder es sind weitere bekannte mechanische Schalt- bzw. Schnappelemente anwendbar, ebenso kann das Schaltelement als Elektromagnet ausgeführt sein. Für die Steuerkörper besteht eine große Freizügigkeit hinsichtlich deren Ausbildung. So sind hierfür auch bekannte kipp­ bare oder exzentrisch angeordnete Körper möglich.

Wie die Erfindung zeigt, ist durch eine entsprechende Oberfläche des Spannelements und des Behälterrohrs eine reibschlüssige oder eine formschlüssige Arretierung möglich. Für den Reibschluß ist es vorteilhaft, wenn das Spannelement mit einem Reibbelag ver­ sehen ist, während sich beispielsweise Rund-, Trapez- und Sägezahnkonturen mit oder ohne Steigung für den Formschluß eignen. Dabei ist das Behälterrohr mit einer form­ schlüssigen Außenkontur versehen und das Spannelement weist eine entsprechende Innenkontur auf oder greift mit einer elastischen Innenkontur aus Kunststoff, Gummi oder einem anderen geeigneten Werkstoff in die Außenkontur ein.

In weiterer Ausgestaltung ist erfindungsgemäß am Ende des Stützrohres ein mit der Oberfläche des Behälterrohres zusammenwirkender Abdeckring befestigt, der die Teile der Arretiervorrichtung nach außen abdeckt und als Gleitring auf dem Behälterrohr eine einwandfreie Zentrierung zwischen dem Behälterrohr und dem Stützrohr sicherstellt, so daß eine Schrägstellung der Rohre zueinander ausgeschlossen und somit ein unbeab­ sichtigtes Einrücken des Steuerkörpers vermieden wird.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine zwischen zwei koaxial ineinander verschieblichen Rohren wirksame Arretier­ vorrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Arretiervorrichtung im Längsschnitt, die formschlüssig wirkt.

Die Arretiervorrichtung nach Fig. 1 ist beispielsweise zwischen einem Behälterrohr 1 und einem Stützrohr 2 eines Schwingungsdämpfers angeordnet. Der nicht dargestellte Schwingungsdämpfer ist zwischen einem Aufbau und einem Radführungsteil in einem Kraftfahrzeug eingebaut und weist eine in einem Behälter geführte und nach außen abgedichtete Kolbenstange auf, die an dem aus dem Behälter ragenden Ende mit dem das Behälterrohr 1 koaxial umgebenden Stützrohr 2 fest verbunden ist. Weiterhin ist eine nicht eingezeichnete abstandsveränderbare Einrichtung, vorzugsweise eine Luftfe­ der, zwischen dem Aufbau und dem Radführungsteil angeordnet. Jedem der Fahrzeu­ gräder ist eine solche Anordnung zugeordnet. Für die Arretiervorrichtung ist in einem aufgeweiteten Abschnitt des Stützrohres 2 ein Träger 3 für Spannkörper 5 befestigt, wobei sich die Spannkörper 5 einerseits in axial hintereinander angeordneten Anlagenu­ ten 8 des Trägers 3 und andererseits in Formnuten 7 eines Spannelements 4 abstützen und bei nicht aktivierter Arretierung das Spannelement 4 halten und von der Oberfläche des Behälterrohres 1 abheben. Das Spannelement 4 ist vorzugsweise durch einen mit Längsschlitzen versehenen spannzangenähnlichen Körper gebildet, der an seinem obe­ ren Ende einen über den Umfang verlaufenden ununterbrochenen Ring aufweist. Eine Betätigungseinrichtung 6 besteht aus einem Trägerteil 10, das formschlüssig mit dem Spannelement 4 verbunden ist und mehrere Steuerkörper 9 trägt, während jedem Steu­ erkörper 9 bei diesem Ausführungsbeispiel ein durch ein Thermobimetall 11 gebildetes streifenförmiges Schaltelement zugeordnet ist, das einerseits im Trägerteil 10 befestigt ist und mit dem freien Ende auf eine Anlagefläche 12 des Steuerkörpers 9 einwirkt. Zum Schutz gegen Verschmutzung der Arretiervorrichtung und zur einwandfreien koaxialen Führung des Stützrohres 2 auf dem Behälterrohr 1 ist ein Abdeckring 13, der als Füh­ rungsring aus gleitgünstigem Werkstoff ausgeführt sein kann, am unteren Ende des Stützrohres 2 angeordnet. Der Steuerkörper 9 ist so ausgebildet und mit dem Trägerteil 10 verbunden, daß dieser bei Berührung mit der Außenfläche des Behälterrohres 1 eine Klemmwirkung bewirkt und eine weitere Einschubbewegung des Behälterrohres 1 auf das Spannelement 4 überträgt.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise wird davon ausgegangen, daß jedes der mindestens vier Fahrzeugräder mit einem arretierbaren Schwingungsdämpfer zusammenwirkt, wobei die zwischen dem Behälterrohr 1 und dem Stützrohr 2 jedes Schwingungsdämpfers angeordnete Arretiervorrichtung über eine nicht eingezeichnete Steuereinrichtung mit einer z. B. als Luftfeder ausgeführten abstandsveränderlichen Ein­ richtung und einem Elektroschalter mit einer Stromquelle in Wirkverbindung steht.

Ehe die Arretierung erfolgt wird das Fahrzeug beispielsweise an eine Laderampe rangiert und durch die Handbremse fixiert. Durch eine entsprechende Druckregulierung in den einzelnen Luftfedern kann nun die Ladefläche auf das erforderliche Niveau gebracht und, falls dies erforderlich ist, horizontal ausgerichtet werden. Die Arretierung des Fahr­ zeugs wird nun manuell oder automatisch ausgelöst, wobei die Steuereinrichtung über den Elektroschalter die Beheizung des Thermobimetalls 11 einschaltet. Die Erwärmung des Thermobimetalls 11 bewirkt, daß sich dessen freier und mit der Anlagefläche 12 des Steuerkörpers 9 zusammenwirkender Schenkel nach innen bewegt und den Steuerkör­ per 9 am Behälterrohr 1 anlegt. Durch den Reibschluß zwischen den Steuerkörpern 9 und der Oberfläche des Behälterrohres 1 entsteht eine Haltekraft, die sich bei Druckent­ lastung in den Luftfedern und die damit verbundene geringe Einfahrbewegung des Be­ hälterrohres 1 in das Stützrohr 2 auf das Spannelement 4 überträgt. Diese axiale Ver­ schiebung des Spannelements 4 gegenüber dem im Stützrohr 2 angeordneten Träger 3 bewirkt eine Kippbewegung der in den Formnuten 7 und den Anlagenuten 8 gelager­ ten Spannkörper 5, so daß das Spannelement 4 fest gegen die Außenwand des Behäl­ terrohres 1 gepreßt wird, wobei diese die Arretierkraft bildende Anpreßkraft mit zu­ nehmender Beladung ansteigt. Zur Erhöhung der Festhaltekraft kann das Spannelement 4 oder die Außenfläche des Behälterrohres 1 mit einem Reibbelag versehen werden. Je nachdem der Druck in den Luftfedern ganz oder nur teilweise abgelassen wird, so wird auch der Fahrzeugaufbau ganz oder nur teilweise von den arretierten Schwingungs­ dämpfern getragen. Somit ist bei längerer Ladezeit eine permanente Arretierung und ein gleichbleibendes Niveau des Fahrzeugaufbaus gewährleistet, auch dann, wenn die Beheizung des Bimetallstreifens 11 nach erfolgter Druckreduzierung in den Luftfedern abgeschaltet ist.

Das Lösen der Arretiervorrichtung erfolgt manuell über eine Taste oder automatisch, wenn z. B. bei laufendem Motor ein Gang eingelegt wird oder beim Lösen der Bremse. Die Steuereinrichtung öffnet nun die Druckventile zu den Luftfedern, wobei der Druck­ anstieg solange erfolgt, bis der Fahrzeugaufbau angehoben wird. Das Stützrohr 2 be­ wegt sich nach oben und die Spannkörper 5 geben den Ausrückweg zum Öffnen des Spannelements 4 frei, so daß die Arretierung aufgehoben wird. Anschließend wird wie­ der das für den Fahrbetrieb erforderliche Fahrzeugniveau an den Luftfedern eingestellt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentli­ chen dadurch, daß das Behälterrohr 1 mit einer Außenkontur 14 versehen ist, in die beim Arretiervorgang eine angepaßte Innenkontur 15 des Spannelements 4 eingreift, wodurch sich eine formschlüssige Arretierung ergibt. Der Formschluß wird beispielswei­ se durch Rund-, Trapez- oder Sägezahnkonturen mit oder ohne Steigung geschaffen. Auch kann nur eine Fläche mit einer solchen Kontur versehen sein, während die damit zusammenwirkende Fläche einen elastischen Belag aus Kunststoff oder Gummi auf­ weist.

Die Teile der Arretiervorrichtung sind einfach herstell- und montierbar und gewährlei­ sten eine einwandfreie Funktion. Außerdem besteht eine sehr große Freizügigkeit hin­ sichtlich der Ausbildung der zusammenwirkenden Arretierteile, so daß sich kostengün­ stige Ausführungen verwirklichen lassen. Auch die Anpreßkraft des Spannelements 4 ist durch eine entsprechende Winkel- und/oder Längenvariation der Spannkörper 5 einfach auf die geforderten Arretierkraft abstimmbar.

Claims (12)

1. Arretiervorrichtung zwischen zwei koaxial ineinander verschieblichen zylindrischen Bauteilen eines arretierbaren Schwingungsdämpfers, der insbesonde­ re bei Kraftfahrzeugen zwischen einem Aufbäu und einem Radführungsteil einge­ baut ist und eine in einem Behälter nach außen abgedichtete und axial geführte Kolbenstange aufweist, die an dem im Behälter befindlichen Ende einen Dämpfkol­ ben trägt und an dem aus dem Behälter ragenden Ende mit einem Stützrohr ver­ bunden ist, welches das Behälterrohr koaxial umgibt, wobei die Arretiervorrichtung zwischen dem Stützrohr und dem Behälterrohr angeordnet ist und wenigstens ein durchmesserveränderliches Spannelement aufweist, das von einer Betätigungsein­ richtung willkürlich betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannelement (4) und dem Stützrohr (2) oder einem mit dem Stützrohr verbunde­ nen Träger (3) wenigstens ein Spannkörper (5) schwenkbar gelagert ist, der Spann­ körper (5) durch eine von der, Betätigungseinrichtung (6) auf das Spannelement (4) ausgeübte Axialbewegung eine Durchmesseränderung des auf das Behälterrohr (1) einwirkenden Spannelements (4) ausübt, während eine mit der Arretiervorrichtung zusammenwirkende und abstandsveränderliche Einrichtung, wie eine verstellbare Federung, zwischen dem Aufbau und dem Radführungsteil angeordnet ist und je­ der Spannkörper (5) einerseits in einer Formnut (7) des Spannelements (4) und an­ dererseits in einer Anlagenut (8) des Trägers (3) angeordnet ist, wobei das Span­ nelement (4) durch einen mit Längsschlitzen versehenen und spannzangenähnlich ausgeführten Körper gebildet ist.

2. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleich ausgebildete und in axialem Abstand hintereinander liegende Spannkörper (5) zwischen dem Spannelement (4) und dem Träger (3) angeordnet sind.

3. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spannkörper (5) durch einen in der Anlagenut (8) liegenden Ring gebildet ist, der elastisch aufgehängte Zungen aufweist, wobei die freien Enden der Zungen in die Formnut (7) des Spannelements (4) eingreifen.

4. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) aus einzelnen vormontierten Rohrsegmenten besteht.

5. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (6) ein Trägerteil (10) aufweist, das formschlüssig mit dem Spannelement (4) und mit einem Betätigungsteil verbunden ist.

6. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsteil durch wenigstens einen Steuerkörper (9) gebildet ist, der mit ei­ nem Schaltelement in Wirkverbindung steht.

7. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement durch ein Thermobimetall (11) gebildet ist, welches mit dem ei­ nen Ende im Trägerteil (10) befestigt ist und mit dem freien Ende auf einer Anlage­ fläche (12) des Steuerkörpers (9) angeordnet ist.

8. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Steuerkörper (9) ein willkürlich beheizbares Thermobimetall (11) zugeordnet ist.

9. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Steuerkörper (9) zusammenwirkende Schaltelement durch ein Memo­ rymetall gebildet ist.

10. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Steuerkörpern (9) zusammenwirkende Schaltelement durch einen Elek­ tromagneten gebildet ist.

11. Arretiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spannelement (4) reib- oder formschlüssig auf das Behälterrohr (1) einwirkt.

12. Arretiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Ende des Stützrohres (2) ein mit der Oberfläche des Behälterroh­ res (1) zusammenwirkender Abdeckring (13) angeordnet ist.