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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung
der Distanz zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil, insbesondere
zur Horizontal- und
Vertikaleinstellung von Kfz-Scheinwerfern.
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Die
Leuchtweite eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug muß, zunächst in
einer einmalig vorgenommenen Grundeinstellung und anschließend immer
wieder in bestimmten Zeitabständen durch
Nachregulierungen genau eingestellt werden, um eine andauernde gute
Leuchtqualität
des Scheinwerfers gewähren
zu können.
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Hierfür werden
Vorrichtungen eingesetzt, welche eine horizontale und vertikale
Einstellung des Scheinwerfers ermöglichen. Üblicherweise wird der Reflektor
des Scheinwerfers über
zwei derartige Vorrichtungen (horizontal und vertikal) und über einen Festpunkt
mit dem Scheinwerfergehäuse
verbunden.
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Eine
solche Vorrichtung zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von Scheinwerfern
besteht in der Regel aus einer mit dem Scheinwerfergehäuse axial, d.
h. entlang der Drehachse, unverschieblich, aber drehbar verbundenen
Einstellschraube mit einer Kegelradverzahnung zum Antrieb und einem
Verstellgewinde. Auf dem Verstellgewinde bewegt sich ein Führungsteil
mit Gegengewinde. Das Führungsteil
ist über
Verbindungselemente mit dem Reflektor verbunden. Wird die Einstellschraube
mittels eines Antriebes gedreht, so bewegt sich der Reflektor in
die entsprechende Verstellrichtung. Hierbei vergrößert oder
verkleinert sich, je nach Drehrichtung, die Distanz zwischen dem
Scheinwerfergehäuse
und dem Reflektor.
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Der
Antrieb der Einstellschraube erfolgt in der Regel über ein
Kegelradgetriebe, da meistens eine 90°-Umlenkung und eine Übersetzung
benötigt werden.
Hierbei ist ein Tellerrad fest mit der Einstellschraube verbunden.
Das Kegelrad, welches in das Tellerrad der Einstellschraube eingreift,
wird im Scheinwerfergehäuse
befestigt. Mit Hilfe eines Antriebsmittels, beispielsweise eines
Druckluftschraubers, welches in eine entsprechende Ausnehmung des
Kegelrades eingreift, wird das Kegelrad angetrieben. Das Kegelrad überträgt das Drehmoment
an das Tellerrad, wodurch sich die Verstellschraube dreht und somit
das Führungsteil
bewegt.
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Wird
nun das Kegelrad so lange angetrieben, daß das System eine Endlage erreicht,
so kann es bei den bisher bekannten Vorrichtungen zu folgenden Schwierigkeiten
kommen:
Bei eingebauten Festanschlägen fährt die Vorrichtung auf einen
Anschlag, so daß beim
Weiterdrehen des Antriebskegelrads eine Beschädigung an der schwächsten Stelle
der Vorrichtung auftreten kann. Es kann zum Beispiel zum Durchdrehen
des Antriebs oder zum Bruch der Einstellschraube oder zum Durchdrehen
des Verstellgewindes kommen.
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Ist
bei den Vorrichtungen kein Festanschlag vorgesehen, so kann es passieren,
daß die
Einstellschraube aus dem Gegengewinde des Führungsteils herausschraubt.
Dies führt
dazu, daß der
Reflektor samt Führungsteil
aus dem Scheinwerfergehäuse herausfällt.
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In
beiden vorstehend beschriebenen Fällen ist der Scheinwerfer zunächst unbrauchbar
und muß ausgetauscht
bzw. instandgesetzt werden. Da es sich bei einem Kfz-Scheinwerfer
um eine geschlossene Einheit handelt, ist dies mit einem hohen Aufwand
verbunden.
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Statt
eines Festanschlags wird im Stand der Technik auch eine Feder vorgeschlagen,
die das Verstellgewinde der Einstellschraube in das Gegengewinde
des Füh rungsteils
zurückdrückt, falls
diese sich voneinander gelöst
haben. Nachteil dieser Einstellvorrichtung ist jedoch, daß die Einstellschraube und
das Führungsteil
eine Endeinstellposition erreichen können, in welcher ein nur noch
sehr kurzer Gewindeabschnitt übrig
bleibt, der dann sämtlichen
Belastungen standhalten muß.
Hierbei kann es zu einem Ausreißen
der Gewinde kommen.
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Des
weiteren betrifft die
DE
39 29 878 A1 einen Scheinwerfer mit einstellbarer Neigung.
Die vorgesehene Einstellvorrichtung umfaßt eine Einstellschraube, welche über ein
erstes Eingriffselement axial verlagerbar ist. Über ein zweites Eingriffselement
kann die Länge
der Einstellschraube über
die Kupplung verändert
werden. In beiden Fällen
resultiert daraus eine Positionsveränderung des Reflektors gegenüber dem
Gehäuse
des Scheinwerfers.
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Die
DE 42 16 274 C1 beschreibt
eine Einstellanordnung für
einen Reflektor in Kraftfahrzeugscheinwerfern. Hierbei wird die
Zahnstange durch das Kleinzahnrad in axialer Richtung bewegt, wodurch
die Position des Reflektors verändert
wird.
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Die
DE 40 41 676 A1 betrifft
einen einstellbaren Fahrzeugscheinwerfer mit einer axial beweglichen
Stange, die mit dem Reflektor verbunden ist. Die Stange weist eine
Zahnstange auf, die in axialer Richtung über Zahnräder in Bewegung gesetzt wird, um
die Position des Reflektors einzustellen.
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Diese
Einstellvorrichtungen des Standes der Technik weisen den Nachteil
auf, daß zueinander
bewegliche Teile derart aufeinander auffahren können, daß Schäden an den Vorrichtungen oder
den Scheinwerfern entstehen können.
Bei der Vorrichtung gemäß
DE 39 29 878 A1 kann
es passieren, daß das Gewinde
in das Gegengewinde bei Betätigung
des Eingriffselementes derart eingeschraubt werden kann, daß diese
sich nicht mehr voneinander lösen lassen,
ohne die gesamte Vorrichtung aufeinander bauen zu müssen. Bei
der Vorrichtung gemäß
DE 42 16 274 C1 besteht
die Gefahr, daß die
Zahnradstange gegen das Aufnahmeteil auffährt, wodurch Schäden an der
Zahnstange und dem Kleinzahnrad entstehen können. Bei der Vorrichtung gemäß
DE 40 41 676 A1 kann
der Reflektor gegen das durchsichtige Teil des Scheinwerfers auffahren,
wodurch beide Teile beschädigt
werden können.
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Schließlich bezieht
sich die
DE 196 19
586 A1 auf eine Einstellvorrichtung für einen beweglichen Teil eines
Kfz-Scheinwerfers. Die Vorrichtung umfaßt einen Betätigungsstift,
der drehbar und axial verschieblich in einem Gehäuse gelagert ist. Der Betätigungsstift
ist mit seinem Ende mit dem beweglichen Teil des Scheinwerfers,
nämlich
dem Reflektor, verbunden. Der Betätigungsstift wird über das Übertragungsmittel
in Drehbewegung versetzt, wodurch sich dieser in X-Richtung bewegt.
Das Übertragunsmittel weist
elastische Zungen auf, um bei hoher Beanspruchung die Entfernung
der Zunge und ein elastisches Rückführen derselben
in eine benachbarte Rille des Betätigungsstiftes zu ermöglichen.
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Nachteil
dieser Vorrichtung ist jedoch deren komplexe Bauweise. Zudem kann
es bei dieser Vorrichtung passieren, daß die Hülse und der Betätigungsstift
eine minimale Position zueinander einnehmen, bei welcher die federnden
Elemente der Hülse auf
den Teil des Betätigungsstiftes
fahren, der keine Rillen aufweist. Hierbei können sich die beiden Teile so
voneinander lösen,
daß diese
erst händisch
wieder miteinander in Eingriff gebracht werden können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bezüglich des
Antriebs einfach handhabbare, robuste und zuverlässige Vorrichtung zur Einstellung
der Distanz zweier Bauteile, insbesondere zur Horizontal- und Vertikaleinstellung
von Kfz-Scheinwerfern, und ein Verfahren zur Herstellung derselben,
bereitzustellen, womit die oben genannten Nachteile weitestgehend
vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung zur Einstellung der Distanz zwischen einem ersten
und einem zweiten Bauteil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
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Eine
weitere Aufgabe besteht darin, eine zuverlässige und einfach herstellbare
Rutschkupplung aus Kunststoff, insbesondere für eine Vorrichtung zur Einstellung
der Distanz zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil, insbesondere
zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von Kfz-Scheinwerfern, bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird durch eine Rutschkupplung aus Kunststoff mit den Merkmalen
gemäß Anspruch
9 und einem Verfahren zur Herstellung derselben mit den Merkmalen
gemäß Anspruch
12 gelöst.
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Demgemäß wird eine
Vorrichtung zur Einstellung der Distanz zwischen einem ersten und
einem zweiten Bauteil, insbesondere zur Horizontal- und Vertikaleinstellung
von Kfz-Scheinwerfern bereitgestellt, aufweisend (a) eine Einstellschraube,
welche axial unverschieblich, aber drehbar mit dem ersten Bauteil
verbindbar ist, mit einem sich zumindest teilweise über ihre
Länge erstreckenden
Gewinde, welches in ein komplementäres Gegengewinde des zweiten
Bauteils oder eines mit dem zweiten Bauteil verbindbaren Führungsteils
eingreift, (b) einen Antrieb für
die Einstellschraube, wobei (c) der Antrieb oder die Einstellschraube
eine Rutschkupplung mit einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten
Kupplungsteil aufweist, welche axial unverschieblich zueinander
angeordnet sind und welche bis zu einem maximalen Drehmoment durch
erste Rastmittel an dem ersten Kupplungsteil und komplementär ausgebildete,
zweite Rastmittel an dem zweiten Kupplungsteil verdrehfest miteinander
verbunden sind.
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Der
Antrieb für
die Einstellschraube erfolgt vorzugsweise über ein Kegelradgetriebe, wenn
eine 90°-Umlenkung
und eine Übersetzung
benötigt
werden. Ein solches Kegelradgetriebe kann beispielsweise derart
gestaltet sein, daß die
Einstellschraube ein Tellerrad aufweist, in welches ein Kegelrad
eingreift, das mit einem Antriebsmittel angetrieben wird. Durch
Antreiben des Kegelrades wird von diesem ein Drehmoment auf das
Tellerrad übertragen,
wodurch sich die Einstellschraube dreht. Durch das Drehen der Einstellschraube
bewegt sich das Führungsteil bzw.
das zweite Bauteil. Die Drehbewegung der Einstellschraube wird in
eine lineare Bewegung des Führungsteils
bzw. des zweiten Bauteils umgesetzt.
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Bei
dem Gewinde der Einstellschraube handelt es sich vorzugsweise um
ein Außengewinde, welches
sich zumindest teilweise über
die Länge
der Einstellschraube erstreckt. Das Gegengewinde des zweiten Bauteils
bzw. des mit dem zweiten Bauteil verbindbaren Führungsteils ist bevorzugt ein
Innengewinde, in welches das Außengewinde
der Einstellschraube eingreift.
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Die
Einstellschraube der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
weist bevorzugt einen Festanschlag zur Festlegung einer maximalen
Distanz zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil auf. Dieser
Festanschlag ist vorzugsweise an einem Ende der Einstellschraube
befestigt. Es handelt sich hierbei bevorzugt um eine Hülse, welche über die Einstellschraube
gestülpt
ist.
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In
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Einstellung der Distanz zwischen zwei Bauteilen umfaßt die Vorrichtung
die Einstellschraube, den Antrieb für die Einstellschraube und
das Führungsteil,
welches mit dem zweiten Bauteil verbindbar ist. Das erste und das
zweite Bauteil werden von dieser Ausführungsform nicht umfaßt.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung zur Distanzeinstellung zwischen einem ersten und
einem zweiten Bauteil umfaßt
die Vorrichtung vorzugsweise des weiteren das erste Bauteil. Die
Einstellschraube ist hierbei bevorzugt axial unverschieblich, aber
drehbar mit dem ersten Bauteil verbunden. Das erste Bauteil kann
beispielsweise ein Gehäuse
sein, in welchem ein zweites Bauteil angeordnet ist, dessen Position
relativ zu dem Gehäuse
eingestellt werden muß.
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Bei
der Vorrichtung zur Distanzeinstellung zwischen zwei Bauteilen handelt
es sich vorzugsweise um eine Vorrichtung zur Horizontal- und Vertikaleinstellung
von Kfz-Scheinwerfern zur Leuchtweiteneinstellung von Scheinwerfern.
Das erste Bauteil ist hierbei das Gehäuse des Kfz-Scheinwerfers und
das zweite Bauteil der Reflektor des Scheinwerfers. Diese bevorzugte
Ausführungsform
weist ein Führungsteil
auf, welches mit dem Reflektor des Kfz-Scheinwerfers mit Hilfe eines
Kugelgelenkes verbindbar ist. Das Kugelgelenk besteht aus einer
Kugel, welche an dem Führungsteil
befestigt ist, und mit einer entsprechenden Kugelpfanne, welche
am Reflektor befestigt ist, in Eingriff gebracht werden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist innerhalb des Führungsteils
ein federartiges Element angeordnet, welches verhindert, daß sich das
Gewinde der Einstellschraube und das Gegengewinde des Führungsteils
voneinander lösen.
Durch das federartige Element wird sichergestellt, daß auch ohne
Anwendung einer Zugkraft das Gewinde der Einstellschraube mit dem
Gegengewinde des Führungsteils
wieder in Eingriff zu bringen ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Distanzeinstellung ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung befindet sich die Rutschkupplung
vorzugsweise im Antrieb für
die Einstellschraube. Die Rutschkupplung kann jedoch ebenfalls als
Teil der Einstellschraube ausgebildet sein.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht die Rutschkupplung vorzugsweise
aus Kunststoff und ist vorzugsweise wie nachstehend beschrieben
ausgeführt.
Für die
Vorrichtung zur Distanzeinstellung zwischen zwei Bauteilen können aber
auch jegliche, im Stand der Technik bekannte und für den Zweck
geeignete Rutschkupplungen eingesetzt werden. Diese können beispielsweise
auch metallische Werkstoffe aufweisen, insbesondere ein metallisches Rückgrat.
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Die
im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Rutschkupplung weist
vorzugsweise ein erstes Kupplungsteil und ein zweites Kupplungsteil auf,
welche an ihren einander zugewandten Stirnseiten durch erste Eingriffsmittel
am ersten Kupplungsteil und komplementär ausgebildete, zweite Eingriffsmittel
am zweiten Kupplungsteil axial miteinander verbunden sind. Hierbei
weist das erste Kupplungsteil an der dem zweiten Kupplungsteil zugewandten Stirnseite
als erste Eingriffsmittel vorzugsweise einen Verbindungszapfen mit
Hinterschneidung auf, welcher in eine komplementäre Einbuchtung des zweiten
Kupplungsteils als zweites Eingriffsmittel eingreift. Durch diese
Verbindung können
sich das erste und das zweite Kupplungsteil nicht axial voneinander lösen. Besonders
bevorzugt ist der Verbindungszapfen koaxial mit dem ersten Kupplungsteil
ausgebildet und weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der
Verbindungszapfen füllt
die Einbuchtung vorzugsweise vollständig aus. Die ersten Eingriffsmittel
sind hierbei bevorzugt einstückig
mit dem ersten Kupplungsteil und die zweiten Eingriffsmittel mit
dem zweiten Kupplungsteil ausgebildet. Die ersten und zweiten Eingriffsmittel
am ersten und zweiten Kupplungsteil verbinden das erste und zweite
Kupplungsteil vorzugsweise axialfest, aber radial drehbar miteinander.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung sind das erste Kupplungsteil und
das zweite Kupplungsteil bis zu einem maximalen Drehmoment durch
erste Rastmittel an dem ersten Kupplungsteil und komplementär ausgebildete,
zweite Rastmittel an dem zweiten Kupplungsteil verdrehfest miteinander
verbunden. Die verdrehfeste Verbindung zwischen dem ersten und dem
zweiten Kupplungsteil bis zu einem maximalen Drehmoment wird demgemäß hauptsächlich durch
Formschluß erzeugt.
Das erste Kupplungsteil weist vorzugsweise einen am Umfang angeordneten, sich
radial nach außen
erstreckenden, federnden Ring oder Teller mit den ersten Rastmitteln
auf, welche bis zu einem maximalen Drehmoment mit den zweiten Rastmitteln
des zweiten Kupplungsteils in Eingriff stehen. Die ersten und zweiten
Rastmittel können
beliebig geformt sein. Vorzugsweise sind die ersten Rastmittel am
ersten Kupplungsteil derart gestaltet, daß sie sich axial zum zweiten
Kupplungsteil hin erstrecken. Dies können beispielsweise Vor sprünge in Form
von Lamellen, Noppen oder dergleichen sein. Die zweiten Rastmittel
des zweiten Kupplungsteils sind komplementär zu den ersten Rastmitteln
ausgebildet. Die zweiten Rastmittel können beispielsweise Rillen,
oder Einbuchtungen oder dergleichen sein. Vorzugsweise sind die
ersten und zweiten Rastmittel derart ausgebildet, daß sie bei Übersteigen
des maximalen Drehmoments einfach aneinander vorbeigleiten können. Sie
weisen daher vorzugsweise keine scharfen Kanten auf. Die ersten
Rastmittel sind bevorzugt einstückig
mit dem federnder. Ring und dieser mit dem ersten Kupplungsteil
und die zweiten Rastmittel mit dem zweiten Kupplungsteil ausgebildet.
Das Zurückfedern
des Rings erlaubt bei Überschreiten
des Höchst-Drehmoments
das Durchrutschen der Kupplung.
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Die
Eingriffsmittel und die Rastmittel auf den Kupplungsteilen sind
austauschbar. Dies bedeutet, daß die
ersten Rastmittel und/oder die ersten Eingriffsmittel auch für das zweite
Kupplungsteil vorgesehen werden können und umgekehrt. Gleiches
gilt für
den federnden Ring; dieser kann auch für das zweite Kupplungsteil
vorgesehen werden.
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Die
Rutschkupplung wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung
der Distanz zwischen zwei Bauteilen vorzugsweise im Antrieb für die Einstell schraube
untergebracht. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß das erste
Kupplungsteil an dem dem zweiten Kupplungsteil abgewandten Ende
das Kegelrad zur Drehmomentenübertragung auf
das Tellerrad der Einstellschraube aufweist. Besonders bevorzugt
ist das Kegelrad hierbei einstückig
mit dem ersten Kupplungsteil ausgebildet. Das zweite Kupplungsteil
weist bevorzugt an der dem ersten Kupplungsteil abgewandten Stirnseite
eine Ausbuchtung für
ein Antriebsmittel auf. Dies kann beispielsweise eine Ausbuchtung
in Form eines Innensechskant, eines Torques oder Kreuzschlitzes sein.
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Übersteigt
das tatsächliche
Drehmoment das maximale Drehmoment, so gibt der federnde Ring oder
Teller nach, so daß sich
die ersten Rastmittel am ersten Kupplungsteil und die zweien Rastmittel im
zweiten Kupplungsteil voneinander lösen. Dadurch können sich
die beiden Kupplungsteile relativ zueinander verdrehen, wodurch
kein Drehmoment mehr übertragen
wird. Hierbei treten bevorzugt keinerlei Axialbewegungen der beiden
Kupplungsteile auf.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Rutschkupplung
aus Kunststoff, insbesondere für
eine Vorrichtung zur Einstellung der Distanz zwischen einem ersten
und einem zweiten Bauteil, insbesondere zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von
Kfz-Scheinwerfern, bereitgestellt, aufweisend: ein erstes Kupplungsteil
und ein zweites Kupplungsteil, welche axial unverschieblich zueinander
angeordnet sind, wobei mindestes eines der beiden Kupplungsteile
einen federnden Ring oder Teller mit ersten Rastmitteln aufweist,
welche bis zu einem maximalen Drehmoment mit komplementären, zweiten
Rastmitteln an dem zweiten Kupplungsteil in Eingriff stehen.
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Das
erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil sind hierbei axial
unverschieblich zueinander angeordnet. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht,
daß das
erste Kupplungsteil an der dem zweiten Kupplungsteil zugewandten
Stirnseite einen Verbindungszapfen mit Hinterschneidung aufweist, welcher
in eine komplementär
ausgebildete Einbuchtung des zweiten Kupplungsteils eingreift.
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Vorzugsweise
sind das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil derart
ausgebildet, daß bei
der Herstellung der Rutschkupplung zumindest ein Kupplungsteil teilweise
als Form für
das andere Kupplungsteil dienen kann.
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Bezüglich weiterer,
bevorzugter Merkmale der Rutschkupplung wird auf die vorstehenden
Ausführungen
zu der Rutschkupplung für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Einstellung der Distanz zwischen zwei Bauteilen verwiesen.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls ein Verfahren zur
Herstellung einer Rutschkupplung aus Kunststoff mit einem ersten
und einem zweiten Kupplungsteil, insbesondere für eine Vorrichtung zur Einstellung
der Distanz zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil, insbesondere
zur Horizontal- und
Vertikaleinstellung von Kfz-Scheinwerfern, bereitgestellt, welches
folgende Schritte aufweist: (a) Formung des ersten Kupplungsteils
aus einem ersten Kunststoff in einer ersten Form, (b) Formung des
zweiten Kupplungsteils aus einem zweiten Kunststoff in einer zweiten
Form, wobei das erste Kupplungsteil mindestens einen Teil der zweiten Form
darstellt. Umgekehrt kann natürlich
das zweite Kupplungsteil mindestens einen Teil der ersten Form darstellen.
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Das
Verfahren zur Herstellung einer Rutschkupplung aus Kunststoff wird
vorzugsweise bei der Herstellung einer Vorrichtung zur Einstellung
der Distanz zwischen zwei Bauteilen, insbesondere bei der Herstellung
einer Vorrichtung zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von Kfz-Scheinwerfern,
angewandt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
eine schnelle und günstige
Herstellung einer Rutschkupplung. Die Herstellung der beiden Elemente,
nämlich
des ersten und des zweiten Kupplungsteils, erfolgt dabei vorzugsweise
in zwei fließend
ineinander übergehenden
Arbeitsschritten. Von dem jeweils erstgeformten Element muß lediglich
die Spritzgußform
entfernt werden, damit dieses Element dann nach möglichst
kurzer Zeit als Spritzgußform,
bzw. zumindest als Teil der Spritzgußform für das zweite Element verwendet
werden kann, d.h., also entweder umspritzt oder ausgespritzt werden kann.
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Darüber hinaus
ist durch die Verwendung des einen Elementes als Spritzgußform für das andere
Element, gesichert, daß die
Verbindung der beiden so geformten Elemente nahezu spielfrei ist.
Obgleich mit der Abkühlung
des Kunststoffs nach dem Spritzen in die entsprechende Spritzgußform ein
gewisser Schwund des Kunststoffes einhergeht, kann dieser Schwund
durch Verwendung ausgewählter
Kunststoffe so gering gehalten werden, daß das daraus resultierende
Spiel zwischen den beiden entsprechenden, miteinander verbundenen
Elemente minimal ist.
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Vorzugsweise
wird bei der Herstellung der Rutschkupplung für das Element, welches als
zweites der beiden Elemente geformt wird, und als dessen Spritzgußform, zumindest
als Teil der Spritzgußform,
das zuerst gegossene Element dient, ein Kunststoff verwendet, dessen
Volumenverlust nach der Formung, d.h., nach der Abkühlung des
gegossenen Kunststoffes, weniger als 1%, besonders bevorzugt weniger
als 0,5% beträgt.
Das heißt,
der zweite Kunststoff weist vorzugsweise einen Volumenverlust nach
der Formung von weniger als 1%, besonders bevorzugt von weniger
als 0,5%, auf.
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Vorzugsweise
wird hierbei ein Kunststoff mit einem geeigneten Glasfaseranteil,
vorzugsweise mit einem Glasfaseranteil von 30%, verwendet. Vorzugsweise
verwendet werden ein oder mehrere der folgenden Kunststoffe: Polyamid
66 (PA 66), Polyacetal (POM), Polypropylen (PP), Polybutylenterephthalat (PBT)
oder Polyamid 6 (PA 6). Zur Formung des zweiten der beiden Elemente
sollte ein Kunststoff verwendet werden, dessen Schmelzpunkt niedriger oder
gleich dem Schmelzpunkt des Kunststoffes ist, der zur Formung des
erstgeformten Elementes verwendet wird, um ein Aufschmelzen des
erstgeformten Elementes bei Formung des zweiten Elementes zu verhindern.
Dieser Aufschmelzvorgang kann aber auch auf andere Weise verhindert
werden, etwa durch eine verdampfbare Beschichtung des erstgeformten
Elementes, so daß unter
Umständen
auch ein Kunststoff für
das zweitgeformte Element verwendet werden kann, dessen Schmelzpunkt
etwas höher liegt
als der Schmelzpunkt des Kunststoffes für das erstgeformte Element.
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Bei
Verwendung verschiedener Kunststoffe für die beiden Elemente, nämlich des
ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils, werden die
Kunststoffe vorzugsweise so gewählt,
daß der Betrag
der Differenz zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten
der beiden Kunststoffe in einem Temperaturbereich zwischen –50°C bis 100°C, d.h., in
dem bei der Verwendung der Rutschkupplung in Frage kommenden Temperaturbereich,
weniger als 10% beträgt.
Das heißt,
der erste und der zweite Kunststoff weisen bevorzugt Wärmeausdehnungskoeffizienten
auf, welche in dem vorstehend genannten Temperaturbereich weniger
als 10% von dem jeweils größeren Wert
differieren. Dadurch wird gesichert, daß über den gesamten in Frage kommenden
Temperaturbereich ein minimales, insbesondere axiales Spiel, bei
der Verbindung zwischen den beiden Elementen gewährleistet ist.
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Vorzugsweise
wird bei der Formung der beiden Elemente, also des ersten und des
zweiten Kupplungsteils, derselbe Kunststoff verwendet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden die zur Herstellung des ersten und des zweiten Kupplungselementes
der Rutschkupplung verwendeten Kunststoffe mit einem Gleitzusatz
modifiziert. Vorzugsweise besteht der Gleitzusatz aus Graphit, Molybdänsulfid
(MoS2), Teflon (PTFE) oder Silikon oder
er enthält
eines dieser Materialien.
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Um
das beschriebene Verfahren zur Herstellung der Rutschkupplung zu
beschleunigen, ist es möglich,
die zur Gewährung
der Formstabilität
nötige Abkühlzeit des
zuerst geformten Elementes der Rutschkupplung dadurch zu verkürzen, daß man einen
Kühlmechanismus,
zum Beispiel in der entsprechenden Spritzgußform, vorsieht. Generell ist
eine Abkühlzeit
von maximal 7 Sekunden erreichbar.
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Die
erfindungsgmäße Vorrichtung
zur Einstellung der Distanz zwischen einem ersten und einem zweiten
Bauteil, insbesondere zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von
Kfz-Scheinwerfern weist gegenüber
dem Stand der Technik die folgenden Vorteile auf:
Durch die
Verwendung einer Rutschkupplung im Antrieb der Einstellschraube
oder an der Einstellschraube werden Drehmomente nur bis zu einem
maximalen Drehmoment übertragen.
Es kann daher bei Erreichen einer Endposition, bei welcher Teile
der Vorrichtung aufeinander auffahren und somit das wirksame Drehmoment
sprunghaft ansteigt, nicht mehr zur Beschädigung von Teilen der Vorrichtung
kommen. Ab einem maximalen Drehmoment ist keine weitere Drehmomentenübertragung
mehr möglich.
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Des
weiteren ermöglicht
die Rutschkupplung die Verwendung von Festanschlägen für beide Endpositionen der Vorrichtung
zur Distanzeinstellung. Das Gewinde der Einstellschraube kann sich
durch die Verwendung eines Festanschlages nicht mehr vom Gegengewinde
des Führungsteils
lösen.
Speziell bei der Vorrichtung zur Horizontal- und Vertikaleinstellung
von Kfz-Scheinwerfern kann es dann nicht mehr zum Herausfallen des
Scheinwerfers aus dem Gehäuse
kommen.
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Die
beschriebene Rutschkupplung aus Kunststoff, die bevorzugt für die Vorrichtung
zur Distanzeinstellung verwendet wird, ist einfach zu fertigen und
erfüllt
hohe Anforderungen an die Paßgenauigkeit
der Kupplungsteile.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Einstellung der Distanz zwischen einem ersten und einem zweiten
Bauteil;
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2 eine
Frontalansicht der Vorrichtung nach 1;
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3 eine
dreidimensionale Ansicht einer Vorrichtung zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von
Kfz-Scheinwerfern;
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4 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
einer Rutschkupplung 8;
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5 einen
Längsschnitt
durch die Rutschkupplung gemäß 4;
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6 eine
dreidimensionale Ansicht der Rutschkupplung gemäß 4 und 5.
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7 eine
weitere dreidimensionale Ansicht der Rutschkupplung gemäß 4 und 5.
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Die
in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Vorrichtung zur Einstellung
der Distanz zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil, beispielsweise
zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von Kfz-Scheinwerfern, weist
eine Einstellschraube 1 aus Kunststoff auf, welche axial
unverschieblich, aber drehbar mit dem ersten Bauteil, welches in
der 1 nicht dargestellt ist, verbindbar ist. Die Einstellschraube 1 weist
ein Gewinde 2 in Form eines Außengewindes 2 aus
Kunststoff auf, welches sich zumindest teilweise über die
Länge der
Einstellschraube 1 erstreckt und mit der Einstellschraube 1 einteilig geformt
ist. Das Gewinde 2 der Einstellschraube 1 greift
in ein komplementäres
Gegengewinde 3 eines mit dem zweiten Bauteil verbindbaren
Führungsteils 4 aus
Kunststoff ein. Das Gegengewinde 3 besteht aus Kunststoff
und ist einteilig mit dem Führungsteil 4 geformt.
Das Führungsteil 4 ist
verdrehfest gelagert, so daß es
sich bei Drehung der Einstellschraube 4 nicht mitdreht.
Die Lagerung des Führungsteils 4 ist aber
derart ausgebildet, daß das
Führungsteil 4 in axialer
Richtung verschieblich ist. Dies ist mit dem Doppelpfeil 6 angedeutet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist des weiteren einen Antrieb 7 auf. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
weist der Antrieb 7 eine zweiteilige Rutschkupplung 8 aus
Kunststoff auf. Über
ein Kegelrad 9 des Antriebs 7 bzw. der Rutschkupplung 8 kann
ein Drehmoment auf ein Tellerrad 10 auf der Einstellschraube 1 übertragen
werden. Hierzu kann an dem dem Kegelrad 9 abgewandten Ende
der Rutschkupplung 8 ein Handrad oder eine Eingriffsvorrichtung
für eine
Maschine ausgebildet sein. Das Tellerrad 10 ist verdrehsicher
und axial unverschieblich mit der Einstellschraube 1 verbunden.
Das Tellerrad 10 ist mit der Einstellschraube 1 einstückig aus Kunststoff
ausgebildet. Vorzugsweise führt
eine Umdrehung des Kegelrades 9 zu einer Verstellung der Einstellschraube
1 um 0,3 bis 1 mm. Damit kann bei Scheinwerfern eine optionale Leuchtweiteneinstellung
gefunden werden.
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Die
Einstellschraube 1 weist ein erstes Ende 11 auf,
welches zylinderförmig
ausgebildet ist und in eine entsprechende Lagerung des hier nicht
dargestellten ersten Bauteils einbringbar ist. Die Einstellschraube 1 weist
ein zweites Ende 12 auf, an welchem ein Festanschlag 13 aus
Kunststoff angeordnet ist. Er ist in Form einer Hülse ausgebildet,
die über das
zweite Ende 12 der Einstellschraube 1 gestülpt ist.
Der Festanschlag 13 weist an dem dem Gegengewinde 2 zugewandten
Ende einen sich radial nach außen
erstreckenden Kragen 14 auf, welcher einstückig mit
dem Festanschlag 13 ausgebildet ist.
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Die
Rutschkupplung 8 weist ein erstes Kupplungsteil 15 und
ein zweites Kupplungsteil 16 auf. Das erste Kupplungsteil 15 weist
das Kegelrad 9 auf, welches mit dem Tellerrad 12 der
Einstellschraube 1 in Eingriff steht. Das erste Kupplungsteil 15 und
das zweite Kupplungsteil 16 bestehen aus Kunststoff. Das
Kegelrad 9 ist einstückig
mit dem ersten Kupplungsteil 15 ausgebildet. Die Rutschkupplung 8 ist
in dem ersten, nicht dargestellten Bauteil drehbar, aber axial unverschieblich
lagerbar. Eine mögliche
Ausführungsform
einer Rutschkupplung 8, wie sie hier Verwendung finden
kann, ist in den 4 bis 7 dargestellt,
auf welche nachstehend noch Bezug genommen wird.
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Das
Führungsteil 4 weist
einen Grundkörper 17 auf,
welcher das Innengewinde 3 umfaßt. Von dem Grundkörper 17 erstreckt
sich ein mit dem Grundkörper
einstückig
ausgebildeter Führungsfuß 18 seitlich
in Richtung des zweiten, nicht dargestellten Bauteils nach unten
weg. Der Führungsfuß 18 besteht
aus Kunststoff und weist eine Rippe 19 zur Verstärkung der
Stabilität
des Führungsfußes auf.
Am Ende des Führungsfußes 18 befindet
sich ein Gleitteil 20, welches mit einer entsprechenden
nicht dargestellte Führungsschiene
des ersten Bauteils in Eingriff gebracht werden kann.
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An
der der Einstellschraube 1 abgewandten Seite des Grundkörpers 17 befindet
sich eine Kugel 21, welche mit dem zweiten, nicht dargestellten
Bauteil verbindbar ist. Das zweite Bauteil weist hierfür vorzugsweise
eine entsprechende Kugelpfanne zur Aufnahme der Kugel 21 auf.
Die Kugel ist aus Kunststoff und einstückig mit dem Grundkörper 17 des Führungsteils 4 ausgebildet.
Das zweite Bauteil kann beispielsweise ein Reflektor für einen
Kfz-Scheinwerfer sein. Das erste Bauteil kann beispielsweise ein Gehäuse für einen
Kfz-Scheinwerfer sein. Somit kann die vorliegende Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von Kfz-Scheinwerfern dienen.
Erstes und zweites Bauteil können
natürlich
auch vertauscht sein.
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Das
Führungsteil 4 weist
des weiteren zwei Blattfedern 22 auf, welche am Grundkörper 17 angeordnet
sind, wobei sich eine nach oben und eine nach unten erstreckt. Die
Blattfedern sind aus Kunststoff und einstückig mit dem Grundkörper 17 ausgebildet. Die
Blattfedern 22 dienen zur vertikalen Festlegung des Führungsteils 4 in
einer entsprechenden Führung
des ersten, nicht dargestellten Bauteils.
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Das
Führungsteil 4 weist
des weiteren zwei sich in Richtung des Antriebs 7 erstreckende
Arme 23 und 24 auf, die zur weiteren in axialer
Richtung verschieblichen Lagerung des Führungsteils 4 in dem
ersten, nicht dargestellten Bauteil dienen. Der zweite Arm 24 wird
in dieser Darstellung von dem ersten Arm 23 verdeckt. Die
Arme 23, 24 sind aus Kunststoff und einstückig mit
dem Grundkörper 17 ausgebildet.
Die Arme 23 und 24 erstrecken sich über einen
gewissen Abschnitt in einem 45° Winkel vom
Grundkörper 17 des
Führungsteils 4 nach
unten weg. In einem weiteren Abschnitt verlaufen die Arme parallel
zur Achse der Einstellschraube 1.
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Das
Führungsteil 4 weist
an der dem Gewinde 3 gegenüberliegenden Innenseite 4 einen
Anschlag 25, beispielsweise in Form einer Feder 25, auf.
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Die
Vorrichtung zur Einstellung der Distanz zwischen einem ersten und
einem zweiten Bauteil funktioniert auf die folgende Weise:
Im
Antrieb 7 wird mittels eines nicht dargestellten Antriebsmittels,
beispielsweise eines Druckluftschraubers, ein Drehmoment auf die
Rutschkupplung 8 übertragen.
Die Drehmomentenübertragung
erfolgt zuerst auf das zweite Kupplungsteil 16 und von
diesem auf das erste Kupplungsteil 15. Hierfür weist
das zweite Kupplungsteil 16 beispielsweise an der dem ersten
Kupplungsteil 15 abgewandten Stirnseite eine entsprechende
Ausnehmung zur Aufnahme des Antriebsmittels auf.
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Das
erste und das zweite Kupplungsteil 15 und 16 sind
axial miteinander verbunden, so daß sich das erste und das zweite
Kupplungsteil nicht axial, also entlang der Drehachse, gegeneinander
verschieben können.
Dies kann beispielsweise mittels komplementär ausgebildeter Eingriffsmittel
erfolgen. Das erste Kupplungsteil 15 und das zweite Kupplungsteil 16 sind
bis zu einem maximalen Drehmoment mittels Rastmitteln verdrehfest
miteinander verbunden. Eine Drehmomentenübertragung bis zu diesem maximalen
Drehmoment ist daher möglich. Übersteigt
das tatsächlich
wirkende Drehmoment das maximale Drehmoment, so lösen sich
die Rastmittel aus ihrem Eingriff, so daß sich das zweite Kupplungsteil 16 gegenüber dem
ersten verdrehen kann. Eine weitere Drehmomentenübertragung wird somit unterbunden.
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Befindet
sich das wirkende Drehmoment unter dem maximalen Drehmoment, so
wird es vom zweiten Kupplungsteil 16 auf das erste Kupplungsteil 15 und
dann von dem Kegelrad 9 des ersten Kupplungsteils 15 auf
das Tellerrad 10 der Einstellschraube 1 übertragen.
Die Einstellschraube 1 dreht sich, wodurch sich das Führungsteil 4,
je nach Drehrichtung, linear in die Richtungen des Doppelpfeiles 6 bewegt.
Hierbei nimmt die Distanz zwischen dem Tellerrad 10 und
Grundkörper 17 des
Führungsteil 4 und somit
zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil je nach Drehrichtung
ab oder zu.
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Hierbei
kann das Führungsteil 4 eine
erste, maximale Position maximaler Distanz zwischen dem Grundkörper 17 und
dem Tellerrad 10, bzw. dem ersten und zweiten Bauteil erreichen,
bei welcher der Kragen 14 des Festanschlags 13 die
Innenseite des Führungsteils 4 berührt. Das
Führungsteil 4 kann
sich hierdurch nicht weiter in axialer Richtung wegbewegen, dadurch
blockiert die Einstellschraube 1, wodurch das Drehmoment
in der Rutschkupplung 8 ansteigt, das maximale Drehmoment übersteigt,
wodurch das zweite Kupplungsteil 16 gegenüber dem ersten
durchrutscht. Eine weitere Drehmomentenübertragung ist dann nicht mehr
möglich.
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Eine
weitere Endposition mit minimaler Distanz zwischen dem Grundkörper 17 und
dem Tellerrad 10, bzw. dem ersten und zweiten Bauteil,
ist erreicht, wenn das zweite Ende 12 der Einstellschraube 1 den
Anschlag 25, beispielsweise die Feder 25 berührt. Die
Feder gibt in axialer Richtung noch etwas nach, wiederum wird aber
im Antriebsteil 7 an der Rutschkupplung 8 ein
maximales Drehmoment erreicht, welches zum Auskuppeln der beiden
Kupplungsteile 15 und 16 führt. Eine weitere Drehmomentenübertragung
ist dann wiederum nicht mehr möglich.
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Durch
die Rutschkupplung 8 wird also vermieden, daß bei Erreichen
einer minimalen oder maximalen Endposition des Führungsteils 4 die
Vorrichtung durch weiteres Antreiben des Antriebs 7 beschädigt wird.
Wird ein maximales Drehmoment überschritten,
kuppeln die beiden Kupplungsteile 15 und 16 einfach
aus, so daß keine
weitere Drehmomentenübertragung
mehr möglich
ist.
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2 zeigt
die Vorrichtung nach 1 um 90° gedreht. Gleiche Teile wurden
mit den gleichen Bezugsziffern versehen. 2 zeigt
Anschläge 26 und 27 an
den Armen 23 und 24 zur Begrenzung einer Bewegung
des Führungsteils 4 in
einem nicht gezeigten ersten Bauteil, indem sie gegen die Rutschkupplung 8 bzw.
das Kegelrad 9 anliegen.
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In 3 ist
eine Vorrichtung zur Horizontal- und Vertikaleinstellung von Kfz-Scheinwerfern dargestellt.
Diese Vorrichtung weist die gleichen Funktionsmerkmale und Bauteile
wie die in 1 dargestellte Vorrichtung auf.
Es wird insofern auf die Ausführung zu 1 verwiesen.
Die übereinstimmenden
Bezugszeichen in den 3 und 1 bezeichnen
die selben Teile mit den gleichen Funktionen. Die Vorrichtung gemäß 3 umfaßt im Gegensatz
zu der in 1 als weiteres das erste Bauteil 30,
welches als Teil des Gehäuses
eines Kfz-Scheinwerfers ausgebildet ist. Die Einstellschraube 1 ist
drehbar an ihrem ersten Ende 11 in dem Gehäuse 30 gelagert.
Das Gehäuse 30 besteht
aus Kunststoff und ist einstückig ausgebildet.
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Das
Gehäuse 30 weist
zwei Lagerungen 31, 32 zur Aufnahme der Arme 23, 24 des
Führungsteils 4 auf.
Die Arme 23, 24 sind axial verschieblich in den Lagerungen 31, 32 gelagert.
Die Lagerung 32 wird in dieser Ansicht verdeckt.
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Des
weiteren weist das Gehäuse 30 eine Führungsschiene 33 zur
gleitenden Lagerung des Gleitteils 20 des Führungsteils 4 auf.
Das Gleitteil 20 ist in y- und z-Richtung festgelegt und in x- bzw. axialer
Richtung verschieblich in der Führungsschiene 33 gelagert.
Das Führungsteil 4 ist
mittels der Federn 22 in y-Richtung zwischen einem Gehäuseboden 34 und
einem doppel-7-förmigen
Gehäusedach 35 axial verschieblich
gelagert. Das Gehäusedach 35 dient auch
zur Festlegung des Führungsteils 4 in
y-Richtung.
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Die
Kugel 21 des Führungsteils 4 ist
mit einem zweiten Bauteil, im vorliegenden Fall dem Reflektor des
Kfz-Scheinwerfers, verbindbar. Das zweite Bauteil weist hierfür vorzugsweise
eine komplementär
ausgebildete Kugelpfanne auf. Das zweite Bauteil ist nicht Teil
der hier beschriebenen Vorrichtung.
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Die
Rutschkupplung 8 des Antriebs 7 der Einstellschraube 1 ist
drehbar in dem Gehäuse 30 gelagert.
Die Lagerung ist derart gestaltet, daß die Rutschkupplung 8 in
bezug auf das Gehäuse 30 keine
Bewegung in x-, y oder z-Richtung ausführen kann. Die Rutschkupplung 8 mit
dem Kegelrad 9 legt über
das Tellerrad 10 der Einstellschraube 1 die Einstellschraube 1 in
dem Gehäuse 30 in
axialer Richtung, bzw. x-Richtung fest.
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Mittels
eines Antriebsmittels, beispielsweise eines Druckluftschraubers,
wird auf das zweite Kupplungsteil 16 des Antriebs 7 ein
Drehmoment und von diesem auf das erste Kupplungsteil 15 übertragen. Dies
geschieht nur so lange, wie das wirkende Drehmoment ein maximales
Drehmoment nicht übersteigt.
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Vom
Kegelrad 9 wird über
das Tellerrad 10 das Drehmoment auf die Einstellschraube 1 übertragen,
welche sich hierdurch dreht. Durch die Drehung der Ein stellschraube 1 bewegt
sich das Gewinde 2 der Einstellschraube 1, wodurch
sich das Führungsteil 4,
je nach Drehrichtung, linear in Richtung des Pfeils 6 von
dem ersten Bauteil weg- oder zu dem ersten Bauteil 30 hinbewegt.
Wenn das Führungsteil 4 über die
Kugel 21 mit dem zweiten Bauteil verbunden ist, so kann
man auf diese Weise die Distanz zwischen dem ersten Bauteil, dem
Gehäuse 30 eines Kfz-Scheinwerfers
und dem zweiten Bauteil, etwa dem Reflektor des Kfz-Scheinwerfers einstellen. Durch
Anordnung mehrerer der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zwischen
dem Kfz-Scheinwerfergehäuse
und dem Reflektor kann der Kfz-Scheinwerfer horizontal und/oder
vertikal eingestellt werden und somit seine Leuchtweite reguliert
werden.
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Werden
maximale Endpositionen, d.h. eine minimale und eine maximale Distanz
zwischen dem Gehäuse 30 und
dem Reflektor erreicht, so rutscht die Rutschkupplung auf der zur 1 beschriebenen Weise
durch. Eine weitere Drehmomentenübertragung
auf die Einstellschraube 1 ist nicht mehr möglich. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Vertikal- und Horizontaleinstellung von Scheinwerfern wird vor Beschädigung geschützt.
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In
der 4 ist eine Ausführungsform einer Rutschkupplung 8 aus
Kunststoff dargestellt.
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Die
Rutschkupplung 8 weist ein erstes Kupplungsteil 15 aus
Kunststoff und ein zweites Kupplungsteil 16 aus Kunststoff
auf. Das erste Kupplungsteil 15 und das zweite Kupplungsteil 16 sind
koaxial entlang der Drehachse angeordnet und im wesentlichen rotationssymmetrisch
gestaltet. Sie sind axial unverschieblich zueinander angeordnet.
Das erste Kupplungsteil 15 weist an dem dem zweiten Kupplungsteil 16 abgewandten
Ende ein Kegelrad 9 auf, welches einstückig mit dem ersten Kupplungsteil 15 geformt
ist. Die Kupplungsteile 15 und 16 sind an ihren
einander zugewandten Stirnseiten 40 des ersten Kupplungsteils 15 und 41 des
zweiten Kupplungsteils 16 miteinander axial unverschieblich
und bis zu einem maximalen Drehmoment verdrehfest verbunden. Das
erste Kupplungsteil 15 weist einen federnden Ring bzw.
Teller 42 mit ersten Rastmitteln 50 auf, die mit
komplementär
ausgebildeten, zweiten Rastmitteln 51 des zweiten Kupplungsteils 16 bis
zu einem maximalen Drehmoment in Eingriff stehen. Die ersten und
zweiten Rastmittel 50, 51 sind vollständig komplementär ausgebildet.
Zwischen dem federnden Ring 42 und dem Kegelrad 9 befindet
sich eine Nut 44. Das erste Kupplungsteil 15 und
das zweite Kupplungsteil 16 weisen an den Stirnseiten 40, 41 gleiche Durchmesser
auf. Die ersten Rastmittel 50 des ersten Kupplungsteils 15 sind
einstückig
mit dem ersten Kupplungsteil 15 ausgebildet. Die zweiten
Rastmittel 51 des zweiten Kupplungsteils 16 sind
einstückig
mit dem zweiten Kupplungsteil 16 ausgebildet.
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In
der 5 ist ein Querschnitt der Rutschkupplung aus 4 dargestellt.
Das erste Kupplungsteil 15 weist an der dem zweiten Kupplungsteil zugewandten
Stirnseite 40 erste Eingriffsmittel 45 auf. Das
zweite Kupplungsteil 16 weist an der dem ersten Kupplungsteil
zugewandten Stirnseite 41 zu dem ersten Eingriffsmittel 46 komplementär ausgebildete,
zweite Eingriffsmittel 46 auf. Die ersten Eingriffsmittel 45 und
zweiten Eingriffsmittel 46 stehen miteinander in Eingriff.
Die Eingriffsmittel 45, 46 sind derart ausgebildet,
daß keine
axialen Bewegungen der Kupplungsteile 15, 16 auftreten.
Die ersten Eingriffsmittel 45 des ersten Kupplungsteils 15 sind
einstückig
mit dem ersten Kupplungsteil 15 geformt. Die zweiten Eingriffsmittel 46 des
zweiten Kupplungsteils 16 sind einstückig mit dem zweiten Kupplungsteil 16 geformt.
In der vorliegenden Ausführungsform
ist das erste Eingriffsmittel 45 ein Verbindungszapfen 45 mit Hinterschneidung 48.
Dieser Verbindungszapfen 45 ist koaxial zu dem ersten Kupplungsteil 15 angeordnet
und weist einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Der
Verbindungszapfen 45 weist an seinem Ende Auswölbungen 47 auf,
welche Hinterschneidungen 48 bilden. Der Verbindungszapfen 45 füllt die
Einbuchtung 46 vollständig
aus. Die Stirnseiten 40, 41 der Kupplungsteile 15, 16 liegen
aneinander an. Die ersten Eingriffsmittel 45 und die zweiten Eingriffsmittel 46 verbinden
das erste Kupplungsteil 15 und das zweite Kupplungsteil 16 axial
miteinander an de ren Stirnseiten 41, 40, so daß eine axiale
Bewegung der Kupplungsteile 15, 16 zueinander
nicht möglich
ist.
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Der
federnde Teller 42 weist eine Breite B auf. Der federnde
Teller 42 weist an der dem zweiten Kupplungsteil 16 zugewandten
Seite erste Rastmittel 50 auf, welche sich axial in Richtung
des zweiten Kupplungsteils 16 von dem federnden Ring bzw.
Teller 42 weg erstrecken. Das zweite Kupplungsteil 16 weist
komplementär
ausgebildete Rastmittel 51 an der dem ersten Kupplungsteil 15 zugewandten
Stirnseite 41 auf. Die ersten Rastmittel 50 sind
Vorsprünge 50,
die in entsprechende Ausbuchtungen 52 als zweite Rastmittel 52 an
dem zweiten Kupplungsteil 16 bis zu einem maximalen Drehmoment
eingreifen. Die Rastmittel 50, 51 stehen bis zu
einem maximalen Drehmoment miteinander in Eingriff.
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Das
zweite Kupplungsteil 16 weist an der dem ersten Kupplungsteil
abgewandten Stirnseite 53 eine Ausbuchtung 54 zur
Aufnahme eines Antriebsmittels, welches hier nicht dargestellt ist,
auf. Diese Ausbuchtung 54 kann ein Innensechskant, Torques oder
Kreuzschlitz sein.
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Durch
den Antrieb dreht sich das zweite Kupplungsteil 16 und
dadurch, daß das
erste und das zweite Kupplungsteil mittels der Rastmittel 50 und 51 verdrehfest
miteinander in Eingriff stehen, wird das aufgebrachte Drehmoment
auf das erste Kupplungsteil 15 übertragen. Dies geschieht allerdings
nur bis zu einem maximalen Drehmoment. Übersteigt das wirkende Drehmoment
dieses maximale Drehmoment, so federt der federnde Ring bzw. Teller 42 in Richtung
des Pfeils 60 vom zweiten Kupplungsteil 16 weg,
wodurch die Rastmittel 50, 51 ihren Eingriff verlieren
und sich das erste und das zweite Kupplungsteil 15, 16 gegeneinander
verdrehen, wodurch keine Drehmomentenübertragung mehr möglich ist.
Das maximale Drehmoment ist einstellbar durch die Abmessungen des
Tellers 42 und die Wahl des Kunststoffes für den Teller 42.
Als Abmessungen sind hierbei zu nennen die Breite B des federnden
Tellers 42 und die Tiefe T der Nut 44, welche
gleichzusetzen ist mit Radius R des federnden Tellers 42 minus
dem Radius r der Nut 40. Je größer die Tiefe 7 der
Nut 40 und je kleiner die Breite B des federnden Tellers 42 sind,
desto kleiner ist bei gleichem Werkstoff das maximal übertragbare
Drehmoment. Das maximale Drehmoment hängt des weiteren von der Gestaltung und
der Anordnung der ersten Rastmittel 50, 51 ab.
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Die
Stirnseiten 41 und 42 des ersten und zweiten Kupplungsteils 15 und 16 sind
vollständig komplementär ausgebildet.
Dies bedeutet, daß sich zwischen
den Oberflächen
dieser Stirnseiten keine geschlossenen Hohlräume befinden. Hierdurch ist
es möglich,
die Rutschkupplung derart zu fertigen, daß bei der Herstellung zumindest
ein Kupplungsteil teilweise als Form für das andere Kupplungsteil
dienen kann.
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Die 6 und 7 zeigen
dreidimensionale Ansichten der Rutschkupplung gemäß der 4 und 5.
Bezugsziffern, welche in den 6 und 7 mit
den 4 und 5 übereinstimmen, bezeichnen jeweils
die gleichen Teile. Es wird insofern auf die Ausführungen
zu den 4 und 5 verwiesen. Die ersten Rastmittel 50 an
dem ersten Kupplungsteil 15 sind vier gleichmäßig am Umfang verteilte,
wulstartige Vorsprünge,
die sich radial bis zum Rand des federnden Tellers 42 erstrecken.
Das zweite Kupplungsteil 16 weist hierzu komplementär ausgebildete
zweite Rastmittel 51 auf. Diese sind vier gleichmäßig am Umfang
verteilte rillenartige, sich radial erstreckende Ausnehmungen, die
zu den Vorsprüngen 50 des
ersten Kupplungsteils komplementär
ausgebildet sind. Das zweite Kupplungsteil 16 weist an
der dem ersten Kupplungsteil 15 abgewandten Stirnseite 53 eine
Innensechskantausbuchtung 54 auf.