DE202007010232U1

DE202007010232U1 - Feststellvorrichtung

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Publication number: DE202007010232U1
Application number: DE200720010232
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2017-07-20
Also published as: WO2009010437A3; WO2009010437A2

Abstract

Feststellvorrichtung zum Arretieren eines bezüglich einer Kraftfahrzeugstruktur verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles, das mittels der Feststellvorrichtung in einer jeweiligen durch Verlagerung erreichten Ruhelage arretierbar ist, mit
– mindestens einem ersten Reibelement der Feststellvorrichtung und
– mindestens einem zweiten Reibelement der Feststellvorrichtung, das beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles relativ zu dem ersten Reibelement bewegt wird und dabei unter Gleitreibungsbedingungen mit einer Reibfläche entlang einer Reibfläche des ersten Reibelementes gleiten kann und das in einer jeweiligen Ruhelage des Kraftfahrzeugteiles mit seiner Reibfläche unter Haftreibungsbedingungen an der Reibfläche des ersten Reibelementes anliegt,
gekennzeichnet durch
– eine Einrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) zum Abheben der Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander, so dass die zwischen den Reibflächen (10, 20; 10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c) der Reibelemente wirkende Reibungskraft reduziert wird, und
– einem Koppelmechanismus (3), über den die Abhebeeinrichtung (31a,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Feststellvorrichtung zum Arretieren eines verlagerbaren Kraftfahrzeugs, das bezüglich einer Kraftfahrzeugstruktur verlagerbar ist und das mittels der Feststellvorrichtung in einer jeweiligen verlagerten Lage arretierbar ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 19.
Eine derartige Feststellvorrichtung umfasst ein erstes (strukturseitiges) Reibelement sowie ein zweites, dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil zugeordnetes Reibelement, das bei einem Verlagern des Kraftfahrzeugteiles unter Gleitreibungsbedingungen relativ zu dem ersten Reibelement bewegt wird und dabei mit einer Reibfläche entlang der Reibfläche des ersten Reibelementes gleitet und das im verlagerten Zustand des Kraftfahrzeugteiles mit seiner Reibfläche unter Haftreibungsbedingungen (reibschlüssig) an der Reibfläche des ersten Reibelementes anliegt.
Bei dem in verlagertem Zustand (stufenlos) arretierbaren Kraftfahrzeugteil kann es sich beispielsweise um eine Kraftfahrzeugtür (Seiten- oder Hecktür) oder um eine Verschlussklappe (Front- oder Heckklappe) eines Kraftfahrzeugs handeln, die von der Kraftfahrzeugstruktur abgeklappt werden kann, zum Beispiel um im Fall einer Kraftfahrzeugtür einen Zugang zum Fahrzeuginnenraum oder im Fall einer Verschlussklappe einen Zugang zum Kofferraum eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Hierbei kann es gewünscht sein, das entsprechende Kraftfahrzeugteil nicht bis in seine maximal mögliche Schwenklage abzuklappen, sondern nur ein begrenztes Abklappen in eine teilweise abgeklappte Lage mit einem gegenüber der vollständig abgeklappten Lage kleineren Klappwinkel vorzunehmen. Dies kann zum Beispiel dann von Bedeutung sein, wenn in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs weitere Fahrzeuge geparkt sind, mit denen eine vollständig abgeklappte Tür kollidieren könnte. Es ist dann wichtig, das entsprechende Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel die besagte Tür, in seiner abgeklappten Lage so arretieren zu können, dass es nicht schon durch einen Windstoß oder durch unbeabsichtigte Berührung seitens eines Passanten noch weiter abgeklappt wird, was ja eine Kollision mit einem benachbarten Kraftfahrzeug zur Folge haben könnte. Hierfür sind an Kraftfahrzeugen so genannte Feststellvorrichtungen bekannt, vergleiche DE 10 2004 034 247 B3 .
Hierbei ist von Bedeutung, dass eine derartige Feststellvorrichtung einerseits eine hinreichende Leichtgängigkeit eines verlagerbaren Kraftfahrzeugteils, wie zum Beispiel einer Fahrzeugtür, beim Öffnen gewährleistet, andererseits aber das entsprechende Kraftfahrzeugteil in seinem jeweiligen verlagerten Zustand so sicher arretiert, dass auch stärkere Windstöße oder vergleichbare Krafteinwirkungen nicht zu einem weiteren Verlagern führen.
Insbesondere soll sichergestellt sein, dass die Feststellvorrichtung beim Öffnen einer Kraftfahrzeugtür oder einer Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs das vollständige Entriegeln des entsprechenden Kraftfahrzeugteiles nicht behindert. So weisen beispielsweise Fahrzeugtüren als verlagerbare Kraftfahrzeugteile eine so genannte Vorrast auf; das heißt, ein geringfügiges Verschwenken einer Kraftfahrzeugtür aus ihrer geschlossenen Lage nach außen führt noch nicht zu einer vollständigen Freigabe der Kraftfahrzeugtür, sondern diese befindet sich noch in der so genannten Vorrast, die den freien Schwenkweg der Fahrzeugtür nach außen auf wenige Grad begrenzt und dadurch einem vollständigen Öffnen der Fahrzeugtür aus der so genannten Hauptrast heraus durch freies Verschwenken entgegensteht. Das heißt, nach dem Entriegeln eines Türschlosses, also dem Aufheben Hauptrast, in der eine Kraftfahrzeugtür in ihrer geschlossenen Position verriegelt wird, ist eine Fahrzeugtür noch nicht frei verschwenkbar, sondern sie befindet sich in einer Vorrast, die zunächst noch unter Betätigung eines Türinnen- oder Türaußengriffes bzw. -hebels überwunden werden muss, bis eine freie Verschwenkbarkeit gegeben ist.
Der Erfindung liegt daher nach einem Aspekt das Problem zugrunde, eine Feststellvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass das Verlagern eines mit der Feststellvorrichtung zusammenwirkenden Kraftfahrzeugteils möglichst wenig beeinträchtigt wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Feststellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist eine Einrichtung zum Abheben eines der Reibelemente von dem zugeordneten anderen Reibelement vorgesehen, so dass die zwischen den Reibflächen der beiden Reibelemente wirkende Reibungskraft reduziert wird und keine substantielle Reibung zwischen den beiden Reibflächen wirkt, wobei die Abhebeeinrichtung derart mit dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil gekoppelt ist, dass das Abheben der beiden Reibflächen voneinander in einem bestimmten, vorgebbaren Verlagerungsbereich des verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles erfolgt. Das Reduzieren der zwischen den Reibflächen der beiden Reibelemente wirkenden Reibungskraft soll dabei als einen Grenz- bzw. Spezialfall auch das vollständige Aufheben jener Reibungskraft beinhalten.
Die Anordnung kann insbesondere so ausgelegt sein, dass das Abheben der Reibflächen der beiden Reibelemente in einem ersten Verlagerungsbereich beim Verlagern eines Kraftfahrzeugteiles aus seiner (geschlossenen) Ruhelage heraus erfolgt, also etwa beim Aufklappen einer geschlossenen Kraftfahrzeugtür in einem ersten Klappbereich, der einem Winkelbereich von etwa 30 Grad entspricht.
Hierdurch lässt sich erreichen, dass die Feststellvorrichtung im ersten Verlagerungsbereich des Kraftfahrzeugteiles, in dem beispielsweise eine so genannte Vorrast eines Schließsystems überwunden werden muss, die Verlagerungsbewegung des Kraftfahrzeugteiles nicht beeinträchtigt und hierdurch ohne größeren Kraftaufwand eines Fahrzeugnutzers ein Überwinden der Vorrast ermöglicht. Umgekehrt wird hierdurch auch das Rückschwenken einer Kraftfahrzeugtür in ihre vollständig geschlossene Lage, also in die so genannte Hauptrast, erleichtert und somit das Risiko reduziert, dass die Tür in der Vorrast hängen bleiben könnte.
Nach einer Variante der Erfindung werden die einander zugeordneten Reibflächen zweier Reibelemente mittels der Abhebeeinrichtung derart außer Eingriff gebracht, dass sie voneinander beabstandet sind, so dass zwischen den beiden Reibflächen keine Reibungskräfte mehr wirken. Nach einer anderen Variante der Erfindung bewirkt die Abhebeeinrichtung lediglich ein begrenztes außer Eingriff bringen zweier einander zugewandter Reibflächen, so dass die wirkenden Reibungskräfte lediglich substantiell reduziert, aber nicht vollständig aufgehoben sind. Allerdings können auch bei der erstgenannten Variante die beiden Reibelemente noch indirekt, also nicht unmittelbar über die beiderseitigen Reibflächen sondern über eine hiervon verschiedene Komponente, unter Reibwirkung miteinander gekoppelt sein, z. B. über ein zwischen den Reibflächen vorgesehenes flüssiges Zusatz- bzw. Zwischenmedium oder über Komponenten der Abhebeeinrichtung, wie zusammenwirkende Gewinde der Abhebeeinrichtung, oder durch das Zusammenwirken mindestens eines der Reibelemente über ein (federelastisches) Element mit einer anderen Baugruppe der Feststellvorrichtung, wie z. B. einem Gehäuse.
Zum Abheben eines Reibelementes von dem anderen, zugeordneten Reibelement können unterschiedliche Ausführungen einer Abhebeeinrichtung vorgesehen sein, etwa unter Verwendung einer Rampe, auf die das anzuhebende Reibelement oder eine hiermit verbundene Komponente auffahren kann, oder unter Verwendung einer Kulissenführung zur Führung eines Reibelementes weg von dem anderen Element oder unter Verwendung eines Schraubengewindes, mittels dem eine Drehbewegung eine axiale Bewegung eines Reibelementes herbeiführt.
Wenn die einander zugeordneten Reibflächen zweier Reibelemente mittels mindestens eines elastischen Elementes gegeneinander verspannt sind, so dass unter der Wirkung der Vorspannkraft ein definierter Eingriff der einander zugeordneten Reibflächen herstellbar ist, insbesondere indem zumindest eines der Reibelemente entlang der Wirkrichtung der Vorspannung des elastischen Elementes nachführbar gelagert ist, so dass das elastische Element eine selbsttätige Nachführung des entsprechenden Reibelementes ermöglicht, um definierte, vorgegebene Reibungsverhältnisse auch über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten zu können, unabhängig von Verschleiß, Verschmutzung etc., dann wirkt die Abhebeeinrichtung entgegen der Vorspannkraft jenes elastischen Elementes.
Die einander zugewandten Reibflächen der Reibelemente sind, insbesondere hinsichtlich der Materialauswahl, so gestaltet, dass die Haftreibung , die die Reibungsverhältnisse in Bezug auf zueinander ruhende Reibflächen angibt, um ein Vielfaches größer ist als die Gleitreibung, die sich auf den Zustand bezieht, in dem die eine Reibfläche entlang der anderen gleitet.
Um – unter der Wirkung der Abhebevorrichtung – einen plötzlichen, abrupten (d. h. unstetigen) Übergang zwischen einem im Wesentlichen reibungsfreien Gleiten des einen Reibelementes entlang des anderen Reibelementes in ein reibungsbehaftetes Gleiten – insbesondere unter der Wirkung mittels mindestens einen elastischen Elementes aufgebrachter Vorspannkraft – zu vermeiden und stattdessen einen stetigen Übergang zu erzielen, kann die Abhebevorrichtung über elastische Dämpfungsmittel, zum Beispiel in Form einer Wellringfeder, auf das zugeordnete Reibelement einwirken.
Dabei können weiterhin Justiermittel vorgesehen sein, um den Verlagerungsbereich des Kraftfahrzeugteiles, in dem die Anhebeeinrichtung wirksam ist, einzustellen, etwa mittels einer einstellbaren Kulissenführung oder eines räumlich positionierbaren Gewindes.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, der mit dem bisher beschriebenen ersten Erfindungsaspekt kombinierbar ist, ist gemäß Anspruch 19 ein Kraftübertragungselement vorgesehen, das bei einer Verlagerung des betrachteten Kraftfahrzeugteils eine definierte Bewegung (z. B. Drehbewegung) ausführt und mit dem das zweite Reibelement der Feststellvorrichtung derart in Verbindung steht, dass eine beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles ausgelöste Bewegung des Kraftübertragungselementes auf das zweite Reibelement übertragen wird und sich dieses mit seiner Reibfläche entlang der zugeordneten Reibfläche des ersten Reibelementes bewegt. Hierbei steht das Kraftübertragungselement mit dem zweiten Reibelement über ein Zwischenglied in Verbindung, das zusätzlich bei nicht bewegtem Kraftfahrzeugteil, also bei ruhendem Kraftübertragungselement und ruhendem zweiten Reibelement, als Rückstellmittel eine definierte Lage des zweiten Reibelementes bezüglich des Kraftübertragungselementes herstellen kann. Über dieses Zwischenglied wirkt das Kraftübertragungselement bei einer durch Verlagerung des zugeordneten Kraftfahrzeugteils ausgelösten Bewegung auf das zweite Reibelement ein, wobei das Zwischenglied komprimiert wird. Weiterhin ist eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, mittels der ein Teil der Kraft, die am Kraftübertragungselement wirkt, umgelenkt wird in eine Kraftrichtung, deren Wirkrichtung die Tendenz hat, das zweite Reibelement mit seiner Reibfläche von der zugeordneten Reibfläche des ersten Reibelementes abzuheben, ohne dass hierbei jedoch eine räumliche Distanz zwischen den beiden Reibelementen erzeugt werden müsste. D. h., mittels der Umlenkeinrichtung wird eine umgelenkte Kraft erzeugt, die der Belastung entgegenwirkt, mit der die Reibflächen des ersten und zweiten Reibelementes gegeneinander belastet sind, um die für die Funktion der Feststellvorrichtung gewünschte Reibungskraft zwischen den Reibflächen einander zugeordneter Reibelemente zu erzeugen.
Bei einer solchen Anordnung der Feststellvorrichtung ist nicht mehr das zwischen den einander zugeordneten Reibflächen wirkende Haftreibmoment maßgeblich für die Kraft bzw. das entsprechende Drehmoment, das aufgebracht werden muss, um unter Überwindung der Feststellvorrichtung eine (weitere) Auslenkung des der Feststellvorrichtung zugeordneten verlagerbaren Kraftfahrzeugteils aus einer Ruhelage heraus vornehmen zu können. Hierdurch wird die Wirkung von Verschleiß, Verschmutzung und sonstiger Einflüsse auf die miteinander zusammenwirkenden Reibflächen minimiert.
Die Haftreibkraft hat bei einer solchen Auslegung der Feststellvorrichtung vor allem (auch) die Funktion, dass sie ein sofortiges Verlagern der Feststellvorrichtung, wenn das Kraftübertragungselement auf das zugeordnete zweite Reibelement einwirkt, verhindert; vielmehr wird eine Auslenkung des entsprechenden Kraftfahrzeugteiles – wie oben angegeben – erst ermöglicht, wenn die vom Kraftübertragungselement ausgeübte und mittels einer Umlenkeinrichtung umgelenkte Kraft groß genug ist, um eine Relativbewegung der der Reibfläche der beiden Reibelemente (unter der Wirkung der in das Kraftübertragungselement eingeleiteten Kraft) zu gestatten. Hierzu sollte vorgesehen sein, dass die von dem Zwischenglied aufgebrachte Rückstellkraft bzw. im Fall einer Drehbewegung das hiervon aufgebrachte Drehmoment kleiner ist als die zwischen den einander zugeordneten Reibflächen wirkende Haftreibungskraft bzw. das hiermit verbundene Drehmoment.
Sofern das zwischen dem Kraftübertragungselement und dem zugeordneten Reibelement wirkende Zwischenglied unter Vorspannung steht, muss das mit jener Vorspannung verbundene Moment (Rückstellmoment) des Zwischengliedes durch die von Seiten des aus einer Ruhelage heraus zu verlagernden Kraftfahrzeugteiles in das Kraftübertragungselement eingebrachte Kraft bzw. das hiermit verbundene Drehmoment erst überwunden werden, damit eine Relativbewegung des Kraftübertragungselementes bezüglich des zugeordneten (zweiten) Reibelementes erzeugbar ist. Hierdurch wird das Lösemoment entscheidend mitbestimmt, das von Seiten des zu verlagernden Kraftfahrzeugteiles aufgebracht werden muss, um an der Feststellvorrichtung einen Übergang von der Haftreibung in die Gleitreibung zu ermöglichen, was einer Verlagerung des entsprechenden Kraftfahrzeugteiles aus einer Ruhelage heraus entspricht.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Zwischenglied ohne elastische Vorspannung zu lagern, so dass dieses sehr leicht komprimierbar ist.
Der hier allgemein verwendete Begriff Moment, Rückstellmoment und Reibmoment soll dabei nachfolgend eine Rückstellkraft bzw. eine Reibkraft bezeichnen, sofern es um Längsbewegungen geht, und ein Drehmoment, sofern es um Drehbewegungen geht, welche die Relativbewegung der beiden Reibelemente charakterisieren.
Wenn etwa zwei einander zugeordnete Reibelemente mittels mindestens eines elastischen Elementes gegeneinander verspannt sind, um in der Ruhelage des betrachteten verlagerbaren Kraftfahrzeugteils, also insbesondere bei nicht bewegtem zweiten Reibelement, eine definierte Haftreibungskraft zwischen einander zugeordneten Reibflächen der beiden Reibelement zu erzeugen, so muss der von jenem elastischen Element aufgebrachten Vorspannkraft bzw. einem hiermit verbundenen Drehmoment entgegengewirkt werden, um die Feststellwirkung aufzuheben. Diese Vorspannung bestimmt im Übrigen auch maßgeblich die zwischen den einander zugeordneten Reibflächen wirkende Haftreibungskraft mit.
Die Vorspannkraft bzw. ein hiermit verbundenes Drehmoment des mindestens einen elastischen Elementes muss dabei nicht vollständig kompensiert werden. Vielmehr genügt es, wenn die effektiv wirkende Vorspannkraft durch die über die Umlenkeinrichtung eingeleitete Gegenkraft soweit reduziert wird, dass das aktuell am zu verlagernde Kraftfahrzeugteil wirkende Moment ausreicht, um eine Bewegung der beiden einander zugeordneten Reibflächen relativ zueinander auszulösen. Die beiden Reibflächen gleiten dann unter der Wirkung – der gegenüber der Haftreibungskraft stark reduzierten – Gleitreibungskraft aneinander, während das der Feststellvorrichtung zugeordnete Kraftfahrzeugteil wie gewünscht verlagert wird.
Hierbei ist weiter vorgesehen, dass die Rückstellkraft bzw. ein hiermit verbundenes Rückstellmoment des Zwischengliedes größer ist als die Gleitreibungskraft bzw. ein hiermit verbundenes Drehmoment, so dass das Kraftübertragungselement und das zugeordnete zweite Reibelement während der Gleitbewegung der beiden Reibelemente zueinander wieder ihre anfängliche Ruhelage relativ zueinander einnehmen.
Das Zwischenglied kann beispielsweise durch eine oder mehrere Rückstellfedern gebildet werden, über die das Kraftübertragungselement auf das zugeordnete Reibelement einwirkt und die beispielsweise in Ausnehmungen des besagten Reibelementes und/oder des Kraftübertragungselementes vorgesehen sein können.
Bei einem Kraftübertragungselement in Form einer drehbar gelagerten Welle, die bei einer Verlagerung des zugeordneten Kraftfahrzeugteiles gedreht wird und die über das Zwischenglied auf das zugeordnete (zweite) Reibelement einwirkt, so dass sich dieses zusammen mit dem Kraftübertragungselement dreht, können von dem Kraftübertragungselement in Form einer Welle Fortsätze, zum Beispiel in Form eines Hebels, abstehen, über die eine Einwirkung auf das Zwischenglied erfolgt.
Als Umlenkeinrichtung, mit der ein Teil der vom Kraftübertragungselement ausgeübten Kraft so umgelenkt wird, dass sie die Tendenz hat, die einander zugeordneten Reibflächen zweier Reibelemente außer Eingriff zu bringen, kann beispielsweise eine Schrägfläche (Keilfläche) dienen, die winklig sowohl zu der Richtung orientiert ist, entlang der das Kraftübertragungselement zur Kraftübertragung auf das zugeordnete Reibelement einwirkt, als auch zu der Richtung, entlang der die beiden Reibelemente mit ihren Reibflächen, zum Beispiel mittels eines elastischen Elementes, gegeneinander verspannt sind.
Die beiden vorstehend dargestellten Erfindungsaspekte, bei denen es jeweils darum geht, eine Kraft zu erzeugen, die der Kraft entgegengesetzt ist, mit der die Reibflächen zweier Reibelemente der Feststellvorrichtung gegeneinander gedrückt bzw. gegeneinander verspannt werden, lassen sich auch miteinander kombinieren, um einerseits die Feststellvorrichtung am Beginn einer Auslenkbewegung eines Kraftfahrzeugteiles aus einer geschlossenen Ruhelage heraus freischalten zu können und um andererseits definierte Bedingungen hinsichtlich eines Überwindens der Feststellwirkung für eine Betätigung des besagten Kraftfahrzeugteiles aus einer verlagerten Ruhelage heraus zu schaffen.
Für beide Erfindungsvarianten kann den Reibflächen der beiden Reibelemente ein fließfähiges Zusatzmedium zugeordnet sein, welches bei einer Bewegung des zweiten Reibelementes mit seiner Reibfläche entlang der Reibfläche des ersten Reibelementes zwischen jene Reibflächen gelangen kann, um die Gleitreibung zu reduzieren, insbesondere so, dass das Verhältnis der statischen Haftreibung zur Gleitreibung, verglichen mit einem trockenen Betrieb der Anordnung (ohne Zusatzmedium), substanziell erhöht wird.
Um während einer durch das Verlagern des Kraftfahrzeugteils ausgelösten Relativbewegung des zweiten Reibelementes bezüglich des ersten Reibelementes fließfähiges Zusatzmedium zwischen die einander zugeordneten Reibflächen der einander zugeordneten Reibelemente bringen zu können, sind an mindestens einem der Reibelemente, insbesondere am bewegbaren zweiten Reibelement, Kanäle vorgesehen, die insbesondere durch zurückgesetzte Strukturen des Reibelementes gebildet werden können. Hierzu kann beispielsweise eine Reibfläche eines Reibelementes aus einer Vielzahl balliger Abschnitte bestehen, die an den Stellen, an denen sie jeweils zusammentreffen, Kanäle ausbilden. Weiterhin können eine noppenartige Oberflächenstruktur eines Reibelementes und/oder entlang einer Vorspannrichtung der Reibelemente erstreckte Nuten, Rillen oder dergleichen und/oder schraubenartig umlaufende Nuten, Rillen oder dergleichen am Reibelement vorgesehen sein, und so weiter.
Als Reibpaarungen, die für die miteinander zusammen wirkenden Reibflächen der beiden Reibelemente eingesetzt werden können, insbesondere auch in Kombination mit einem Zusatz- bzw. Zwischenmedium, eigenen sich beispielsweise Stahl für die eine und Kunststoff für die andere Reibfläche oder Leichmetallguss einerseits/Kunststoff andererseits oder Kunststoff/Kunststoff oder Stahl/Leichtmetallguss. Als geeignete Kunststoffe haben sich dabei in Experimenten vor allen Polyamid (PA), Polyurethan (PU), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Polyoxymethylen (POM), Polysulfon (PSU), Poly-2,6-dimethyl-1,4-phenylenester (PPE), Polyetheretherketon (PEEK) sowie Acryl-Butadien-Styrol (ABS) erwiesen.
Als Zusatz- bzw. Zwischenmedium eignen sich Öl, insbesondere Öle, die einen gegebenenfalls für eine Reibfläche verwendeten Kunststoff nicht (durch Ätzen, Aufquellen oder dergleichen) beeinträchtigen, sowie Emulsionen und Dispersionen auf der Basis von Öl und weiterhin pastöse Schmiermittel, wie zum Beispiel Fett. Ein konkretes Beispiel für ein Zusatzmedium ist Floursilikon-Basisöl mit Ester-Additiven.
Das Zusatz- bzw. Zwischenmedium wird dabei bevorzugt in einem Gehäuse aufgenommen, das – wie weiter unten näher beschrieben – weiterhin zur Aufnahme der mindestens zwei Reibelemente dient, wobei insbesondere auch gehäusefeste Reibelemente vorgesehen sein können.
Bei der Verwendung eines pastösen Schmiermittels als Zusatz- bzw. Zwischenmedium ist ein vergleichsweise geringerer Aufwand bei der Dichtung des Gehäuses erforderlich als im Fall eines stärker fließfähigen Öles. Zur Verteilung eines pastösen Schmiermittels können so genannte Fetträumer, wie zum Beispiel Wischer, vorgesehen sein, um das Fett zu den zu schmierenden Flächen, insbesondere den Reibflächen der Reibelemente, zu transportieren.
Als geeignet haben sich bei der Verwendung eines Öles als Zusatz- bzw. Zwischenmedium u. a. die Kombinationen Stahl/PA, Stahl/PEEK und POM/POM für die miteinander zusammen wirkenden Reibflächen der Reibelemente erwiesen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eines der Reibelemente, insbesondere das zweite Reibelement, zur Einlagerung des Zusatz- bzw. Zwischenmediums geeignet, beispielsweise durch die Verwendung eines Materials, in dessen Molekularstruktur das Medium einlagerbar ist, oder durch die Verwendung eines porösen Materials, in dessen Kapillarstruktur das Medium eingelagert werden kann. Weiterhin kann mindestens ein Reibelement, insbesondere das zweite Reibelement, in seinem Inneren ein Reservoir für das Zusatz- bzw. Zwischenmedium aufweisen und außerdem mit einer offenporigen Kapillarstruktur versehen sein.
Weiterhin können die beiden Reibelemente (bevorzugt elastisch) gegeneinander verspannt, so dass deren Reibflächen unter der Wirkung der Vorspannung tendenziell gegeneinander gedrückt werden, wobei ein Reibelement entlang der Wirkrichtung der Vorspannkraft nachführbar bezüglich des anderen Reibelementes gelagert ist.
Durch die Vorspannkraft, die beispielsweise von einem elastischen Element, durch Magnete oder auch durch die Gewichtskraft des verlagerbaren Kraftfahrzeugteils oder eines sonstigen Fahrzeugelementes aufgebracht werden kann, können die beiden Reibelemente mit ihren Reibflächen gezielt so gegeneinander verspannt werden, dass unter Nutzung der unterschiedlichen Stärke einer Gleitreibung einerseits und einer statischen Haftreibung andererseits – in Abhängigkeit von den für die Reibflächen der Reibelemente verwendeten Materialien – zum einen ein möglichst leichtgängiges Verlagern des besagten Kraftfahrzeugteiles (unter der Wirkung einer Gleitreibung an der Feststellvorrichtung) ermöglicht wird und zum anderen die Feststellvorrichtung das Kraftfahrzeugteil in verlagertem Zustand möglichst sicher arretiert (unter der Wirkung einer statischen Haftreibung an der Feststellvorrichtung). Das jeweilige Material für die miteinander zusammenwirkenden Reibflächen der beiden Reibelemente wird also derart gewählt, dass die statische Haftreibung substantiell größer ist als die Gleitreibung, um einerseits Leichtgängigkeit beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles und andererseits dessen sicherer Arretierung in verlagerter Lage zu ermöglichen. Hierfür stehen – wie oben angegeben – unterschiedliche Materialpaarungen für die zusammenwirkenden Reibflächen der Feststellvorrichtung zur Verfügung, die zudem mit einem fließfähigen Zusatz- bzw. Zwischenmedium kombiniert werden können.
Dadurch dass zumindest ein Reibelement entlang der Wirkrichtung der Vorspannkraft nachführbar bezüglich des anderen Reibelementes gelagert ist, kann unter der Wirkung der Vorspannkraft und unter Ausnutzung der nachführbaren Lagerung des besagten Reibelementes gewährleistet werden, dass auch nach langer Betriebsdauer der Feststellvorrichtung an einem Kraftfahrzeug die gewünschten Reibverhältnisse aufrechterhalten werden, weil die Reibflächen der beiden Reibelemente dauerhaft mit einer bestimmten Vorspannkraft gegeneinander gedrückt werden. Hierbei wird durch die Nachführbarkeit des einen Reibelementes entlang der Wirkrichtung der Vorspannkraft erreicht, dass die Reibelemente zur Erzeugung gewünschter Reibungskräfte in definierter Weise miteinander zur Anlage gebracht werden können.
Dabei ist das eine Reibelement insbesondere so entlang der Wirkrichtung der Vorspannkraft beweglich bezüglich des anderen Reibelementes gelagert, dass das eine Reibelement unter der Wirkung der Vorspannkraft zur Erzeugung weitgehend konstanter Reibungsverhältnisse selbsttätig nachgeführt werden kann. Hierbei können für eine definierte Führung des einen Reibelementes entlang der Wirkrichtung der Vorspannkraft geeignete Führungsmittel vorgesehen sein.
Zur Erzeugung einer Vorspannkraft, insbesondere einer elastischen Vorspannkraft, kann nach einer Ausführungsform der Erfindung ein elastisches Element, zum Beispiel in Form einer Feder (Druckfeder) dienen, die auf zumindest eines der beiden Reibelemente einwirkt. Beispiele für geeignete Federn sind Schrauben- und Tellerfedern sowie ein gummielastisches Element.
Andererseits können auch magnetische Kräfte zur Erzeugung der Vorspannkraft genutzt werden, etwa indem ein Reibelement zumindest teilweise aus einem magnetischen Material, zum Beispiel aus einem Kunststoff-gebundenen Magneten, besteht bzw. mit einem Element aus solchem Material verbunden ist und das andere Reibelement zumindest teilweise aus einem den vom magnetischen Material erzeugten Magnetfluss leitenden Material besteht bzw. mit einem Element aus solchem Material verbunden ist.
Weiterhin können auch Gewichtskräfte, wie zum Beispiel die Gewichtskraft des verlagerbaren Fahrzeugteiles selbst, zur Erzeugung einer Vorspannkraft genutzt werden, mit der die beiden Reibelemente gegeneinander verspannt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Gehäuse vorgesehen, in dem die beiden Reibelemente angeordnet sind, wobei insbesondere eines der beiden Reibelemente gehäusefest und das andere Reibelement derart beweglich bezüglich des Gehäuses angeordnet sein kann, dass die beiden Reibelemente relativ zueinander bewegbar sind und ihre Reibflächen dabei aneinander gleiten. Das Gehäuse kann beispielsweise fahrzeugstrukturseitig angeordnet sein, während das bezüglich des Gehäuses bewegliche Reibelement dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil zugeordnet ist. Die gehäusefeste Anordnung eines Reibelementes bedeutet dabei nicht, dass das entsprechende Reibelement zwingend starr am Gehäuse angeordnet sein müsste; vielmehr kann auch eine spielbehaftete oder elastische Anordnung am Gehäuse vorgesehen sein, etwa um ein Nachführen unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes zu ermöglichen.
Das dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil zugeordnete zweite Reibelement kann derart (über einen Koppelmechanismus) mit jenem Kraftfahrzeugteil gekoppelt sein, dass es beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (um eine Achse) gedreht wird, oder es kann eine Verschiebebewegung des zweiten Reibelementes bei einem Verlagern des Kraftfahrzeugteiles vorgesehen sein.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Reibflächen der beiden Reibelemente unter einem (spitzen) Winkel geneigt zu der Wirkrichtung der Vorspannkraft verlaufen, so dass in Abhängigkeit von jenem Winkel (Keilwinkel) eine Kraftverstärkung nach dem Keilprinzip erfolgt. Im Fall einer rotationssymmetrischen Ausbildung der Reibelemente und der zugehörigen Reibflächen, insbesondere bezüglich einer Drehachse des zweiten Reibelementes, können die einander zugeordneten Reibflächen beispielsweise jeweils konisch ausgebildet sein.
Nach einer anderen Ausführungsform erstrecken sich die miteinander zusammenwirkenden Reibflächen der beiden Reibelemente jeweils senkrecht zu der Wirkrichtung der Vorspannkraft. Die Reibelemente können dann beispielsweise jeweils scheibenartig ausgebildet sein.
Bei Verwendung einer Schlingfeder als zweitem Reibelement übernimmt diese gleichzeitig auch die Erzeugung der erforderlichen Vorspannkraft, so dass auf separate Mittel zur Erzeugung jener Vorspannkraft verzichtet werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Mehrzahl Reibelemente vorgesehen sein, die jeweils über einander zugeordnete Reibflächen paarweise zusammenwirken. Hierzu können auch mindestens zwei Paare von Reibflächen entlang unterschiedlicher, insbesondere entgegengesetzter, Richtungen jeweils gegeneinander verspannt sein.
Wenn das dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil zugeordnete zweite Reibelement über ein Getriebe mit diesem gekoppelt ist, so lassen sich hierdurch bestimmte, vorgebbare Übersetzungsverhältnisse herstellen, insbesondere zur Erhöhnung der Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Reibelementes, und/oder es können baulich bedingte Distanzen zwischen einem Abtriebselement des verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles und dem zweiten Reibelement überbrückt werden, und/oder es kann eine Umlenkung der Bewegungsrichtung des zweiten Reibelementes bezogen auf eine auslösende Auslenkbewegung des zugehörigen Kraftfahrzeugteiles erfolgen.
Gemäß einem konkreten Ausführungsbeispiel ist das zweite Reibelement im Wesentlichen drehfest (bis auf ein gegebenenfalls erforderliches Winkelspiel, z. B. verursacht durch eine elastische Lagerung), also mitdrehend, auf einer Welle angeordnet, die (als Bestandteil eines Koppelmechanismus zwischen verlagerbarem Kraftfahrzeugteil und zweitem Reibelement) bei einem Verlagern des Kraftfahrzeugteiles gedreht wird, wobei die Vorspannkraft entlang der Erstreckungsrichtung der Welle wirkt und das zweite Reibelement entlang jener Richtung beweglich an der Welle gelagert ist, zum Beispiel über eine Nut-Feder-Verbindung oder sonstige formschlüssige Verbindungen, die zwar eine (begrenzte) Längsbewegung des zweiten Reibelementes entlang der Welle gestatten, nicht aber eine freie Drehbewegung des Reibelementes um die Wellenachse.
Neben den vorstehend erwähnten Anwendungen der Erfindung auf Kraftfahrzeugtüren, Front- oder Heckklappen und sonstige der Kraftfahrzeugkarosserie zugeordnete Komponenten, lässt sich eine erfindungsgemäß gestaltete Feststellvorrichtung zur Arretierung einer Vielzahl anderer Kraftfahrzeugteile verwenden, wie z. B. eines (manuell) verstellbaren Laderaumbodens oder eines (manuell) verstellbaren Rollos, das eine elastisch vorgespannte Wickelvorrichtung aufweist und das in unterschiedlichen von der Wickelvorrichtung abgewickelten Positionen feststellbar sein soll. Eine weitere Anwendung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung als Hemmvorrichtung bei (elektrischen) Antrieben, z. B. für Fensterheber, Sitzverstellungen, Türverstellungen, Ladebodenverstellungen usw. So kann auf eine selbsthemmende Auslegung derartiger Antriebe verzichtet werden, wenn die Hemmung abtriebsseitig eingeleiteter Kräfte bzw. Drehmomente durch eine hierfür vorgesehene Feststellvorrichtung übernommen wird. Hierdurch lassen sich Verbesserungen des Wirkungsgrades jener Antriebe erreichen. Allgemein kann die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung somit bei (beliebigen) Kraftfahrzeugteilen angewandt werden, die durch Bewegung verlagerbar sind und die in einer bestimmten verlagerten Position arretiert werden sollen.
Dementsprechend muss es sich bei der Strukturbaugruppe des Kraftfahrzeugs, bezüglich der das Kraftfahrzeugteil zu verlagern ist, bzw. bei der Strukturbaugruppe des Kraftfahrzeugs, bezüglich der das nicht gemeinsam mit dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil bewegbare erste Reibelement festzulegen ist, nicht zwingend um eine Komponente der Kraftfahrzeugkarosserie handeln. Vielmehr kann hierfür allgemein eine Basis, z. B. in Form eines Gehäuses, dienen, an der sich das erste Reibelement der Feststellvorrichtung (unmittelbar oder mittelbar über weitere Elemente) so anordnen lässt und bezüglich der das zweite Reibelement derart beweglich ist, dass bei einem Verlagern des der Feststellvorrichtung zugeordneten Kraftfahrzeugteiles das zweite Reibelement bezüglich des ersten Reibelementes bewegt wird.
Eine strukturseitige Anordnung des ersten Reibelementes bedeutet dabei nicht zwingend, dass jenes Reibelement starr an der entsprechenden Strukturbaugruppe des Kraftfahrzeugs fixiert sein muss. Vielmehr kann beispielsweise eine federnde Lagerung oder eine entlang der Vorspannung eines elastischen Elementes begrenzt bewegliche Lagerung vorgesehen sein.
Die Dimensionierung, also die gewählte Größe der Reibflächen der beiden Reibelemente, eines etwaigen Keilwinkels der Reibflächen und der Vorspannkraft, die auf das zweite Reibelement ausgeübt wird, sowie die Materialauswahl der zusammenwirkenden Reibflächenpaare und eines etwaigen fließfähigen Zwischenmediums erfolgt in Abhängigkeit von den technischen Anforderungen im jeweiligen Einzelfall, also etwa in Abhängigkeit von hydrodynamischen Bedingungen sowie zulässiger Flächenpressungen und Verschleißparameter.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1a einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Feststellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug;
1b eine erste Ausführungsform eines Reibelementes für die Feststellvorrichtung aus 1a in perspektivischer Darstellung;
1c eine zweite Ausführungsform eines Reibelementes für die Feststellvorrichtung aus 1a in perspektivischer Darstellung;
2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Feststellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug;
3 eine perspektivische Darstellung eines Details einer Feststellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug;
4a einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Feststellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug;
4b, 4c Details der Anordnung aus 4a;
5a eine schematische Darstellung der an der Feststellvorrichtung aus 4a wirkenden Kräfte;
5b eine graphische Darstellung der Wirkung der Feststellvorrichtung aus 4a;
6a einen Querschnitt durch eine zusätzliche Ausführungsform einer Feststellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug;
6b ein Detail der Feststellvorrichtung aus 6a;
7a eine perspektivische Darstellung der seitlichen Fahrzeugstruktur eines Kraftfahrzeugs mit aufgeklappter Fahrzeugtür;
7b eine perspektivische Darstellung der Rückseite eines Kraftfahrzeugs mit einer aufgeklappten Hecktür.
7a zeigt einen Ausschnitt der seitlichen Fahrzeugstruktur (Karosserie K) eines Kraftfahrzeugs, die zusammen mit dem Dachbereich D des Kraftfahrzeugs eine Türöffnung O definiert und umschließt, durch die hindurch ein Fahrgast das Innere des Kraftfahrzeugs betreten kann. Zum Verschließen der Türöffnung O ist ein verlagerbares/auslenkbares Kraftfahrzeugteil in Form einer klappbaren Seitentür S vorgesehen, die in 7a in teilweise abgeklappter Lage dargestellt ist. Das Abklappen einer Seitentür S eines Kraftfahrzeugs von der Fahrzeugkarosserie K in eine nur teilweise abgeklappte Lage erfolgt beispielsweise regelmäßig dann, wenn neben dem Kraftfahrzeug ein Drittfahrzeug parkt, so dass die Seitentür S nicht beliebig weit geöffnet werden kann, ohne mit dem Drittfahrzeug zu kollidieren. Es ist dann wichtig, dass die Seitentür S in der teilweise aufgeklappten Lage so arretiert ist, dass sie nicht schon durch einen Windstoß oder unbeabsichtigtes Berühren durch einen Passanten weiter aufgeklappt wird, da sie hierdurch mit dem benachbarten Drittfahrzeug kollidieren könnte. Hierfür sind so genannte Feststellvorrichtungen vorgesehen, mit denen eine Seitentür S in teilweise aufgeklappter Lage arretierbar ist.
Ziel ist es, eine Feststellvorrichtung so zu gestalten, dass sie einerseits eine zuverlässige Arretierung einer Kraftfahrzeugtür in teilweise aufgeklappter Lage ermöglicht, gleichzeitig aber eine gewünschte Leichtgängigkeit der Fahrzeugtür beim Auf- und Zuklappen nicht beeinträchtigt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Feststellvorrichtungen, mit denen dieses Ziel erreichbar ist, werden nachfolgend anhand der 1a bis 5 beschrieben werden.
Zuvor sei anhand 7b noch darauf hingewiesen, dass Feststellvorrichtungen der genannten Art nicht nur bei Seitentüren eines Kraftfahrzeugs, sondern beispielsweise auch bei einer an der Rückseite R eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen und zum Verschließen eines Laderaums L dienenden Hecktür bzw. Heckklappe H vorgesehen sein können. Weitere mögliche Einsatzgebiete sind Kofferraumklappen, Motorklappen, Schiebetüren, manuelle Laderaumbodenverstellungen und Rollos und sonstige Fahrzeugteile, die relativ zur Karosserie verlagerbar bzw. auslenkbar sind. Nachfolgend wird jeweils allgemein von auslenkbaren Kraftfahrzeugteilen gesprochen werden, die grundsätzlich beliebig verlagerbar, also z. B. verschwenk- oder verschiebbar sein können.
1a zeigt in einem Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Feststellvorrichtung, mittels der ein auslenkbares Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel eine Seitentür gemäß 7a oder eine Hecktür gemäß 7b, in teilweise ausgelenkter Lage arretierbar ist.
Die Feststellvorrichtung umfasst ein Gehäuse 5 mit einem Gehäuseunterteil 51 und einem Gehäuseoberteil 52, die durch geeignete Befestigungsmittel, zum Beispiel in Form von Schrauben oder Nieten, aneinander befestigt sind. In dem Gehäuse 5 sind zwei Reibelemente 1, 2 angeordnet, die über einander zugewandte Reibflächen 10, 20 miteinander in Eingriff bringbar sind, um durch die hierbei wirkende (statische) Haftreibung ein auslenkbares Kraftfahrzeugteil stufenlos in teilweise ausgelenkter Lage arretieren zu können.
Das erste Reibelement 1 wird gebildet durch einen Abschnitt der Innenwand des Gehäuses 5, genauer einen Abschnitt der Innenwand des Gehäuseunterteils 51, der rotationssymmetrisch bezüglich einer Gehäuseachse A ausgebildet ist und der eine sich zum Gehäuseboden des Gehäuseunterteils 51 hin konisch verjüngende Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 definiert bzw. ausbildet. Somit ist das erste Reibelement 1 gehäusefest gestaltet, indem dessen bezüglich der Gehäuseachse A rotationssymmetrische, sich konisch verjüngende Reibfläche 10 einen unmittelbaren Bestandteil einer ringförmig umlaufenden inneren Seitenwand des Gehäuses 5 bildet. Alternativ kann ein gehäusefestes erstes Reibelement beispielsweise auch dadurch realisiert werden, dass ein von der Innenwand des Gehäuses separates Reibelement im Inneren des Gehäuses fixiert wird.
Das (scheibenförmige) zweite Reibelement 2 ist drehfest (also insbesondere mitdrehbar) auf einer Welle 3 gelagert, die in einem zugeordneten Lager des Gehäuses 5 drehbar gelagert ist und deren Drehachse A mit der Gehäuseachse zusammenfällt, bezüglich der das erste Reibelement 1 rotationssymmetrisch geformt ist. Das zweite Reibelement 2 ist ebenfalls (abgesehen von einer Strukturierung seiner Reibfläche) im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich jener Achse A ausgebildet und verjüngt sich – ebenso wie das erste Reibelement 1 – zu dem (am Gehäuseunterteil 51 vorgesehenen) Gehäuseboden hin. Hierdurch definiert das zweite Reibelement 2 an seinem äußeren Umfang eine konische Reibfläche 20, die der konischen Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 gegenüber liegt und mit dieser reibschlüssig in Eingriff bringbar ist.
Um die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 reibschlüssig miteinander in Eingriff bringen zu können, ist ein elastisches Element 4 in Form einer Feder, genauer einer als Druckfeder ausgestalteten Schraubenfeder, vorgesehen, die die Welle 3 umgreift und die sich einerseits am Gehäuseoberteil 52 und andererseits am zweiten Reibelement 2 abstützt, und zwar derart, dass sie die Tendenz hat, das zweite Reibelement 2 gegen das erste Reibelement 1 zu verspannen und hierdurch die beiden Reibflächen 10, 20 miteinander in Eingriff zu bringen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Wirkrichtung R1 der von dem vorgespannten elastischen Element 4 aufgebrachten Kräfte bzw. Vorspannung derart, dass sie sich entlang der Welle 3 bzw. deren Achse A erstreckt und das zweite Reibelement 2 entlang jener Richtung R1 gegen das erste Reibelement 1 verspannt.
Um eine axiale Beweglichkeit des mitdrehend an der Welle 3 gelagerten zweiten Reibelementes 2 zu ermöglichen, so dass dieses entlang der Wirkrichtung R1 der Vorspannung des elastischen Elementes 4 definiert mit der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Eingriff bringbar ist, erfolgt die drehfeste Lagerung des zweiten Reibelementes 2 an der zugeordneten Welle 3 mittels ineinander greifender Formschlussbereiche V des Reibelementes 2 und der Welle 3, welche eine axiale Beweglichkeit des zweiten Reibelementes 2 entlang der Achse A der Welle 3 (und somit auch der hiermit zusammenfallenden Gehäuseachse) zulassen. Konkret bilden die Formschlussbereiche V hier beispielhaft eine Nut-Feder-Verbindung mit einer am zweiten Reibelement 2 vorgesehenen Nut, die sich entlang der Wellenachse A erstreckt, und mit einer zugeordneten, von der Welle 3 nach außen in die Nut hinein abstehenden Feder in Form eines Vorsprunges.
Der von der Welle 3 nach außen abstehende Formschlussbereich in Form einer Feder greift derart in den zugeordneten Formschlussbereich in Form einer Nut des zweiten Reibelementes 2 ein, dass das zweite Reibelement 2 – bis auf ein gegebenenfalls vorhandenes Drehwinkelspiel – im Wesentlichen drehfest an der Welle 3 gelagert ist, sich jedoch – unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 – entlang der Achse A begrenzt verschieben lässt, wobei das (maximal) mögliche Ausmaß der Verschiebung dadurch begrenzt ist, dass das zweite Reibelement 2 unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 mit seiner Reibfläche 20 gegen die zugeordnete Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 gedrückt wird.
Aufgrund seiner axial verschieblichen Lagerung ist das zweite Reibelement 2 unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 derart (selbsttätig) nachführbar, dass es – auch nach langer Betriebsdauer der Feststellvorrichtung und hiermit verbundenem Verschleiß – stets definiert mit der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 in Engriff steht. Die Nachführung erfolgt dabei selbsttätig unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 und unter Ausnutzung der axialen Verschieblichkeit des zweiten Reibelementes 2 entlang der Welle 3.
Das Material für die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 ist so zu wählen, dass die beiden Reibflächen 10, 20, wenn sie unter der Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 miteinander in Eingriff stehen, eine hinreichend große statische Haftreibung erzeugen, um mittels der Feststellvorrichtung ein teilweise bezüglich der Fahrzeugkarosserie ausgelenktes Kraftfahrzeugteil in seiner ausgelenkten Lage arretieren zu können. Geeignete Materialkombinationen für die beiden Reibflächen 10, 20 sind weiter oben bereits angegeben worden. Vorliegend kann beispielhaft davon ausgegangen werden, dass die beiden Reibflächen 10, 20 jeweils aus POM (Polyoxymethylen) bestehen.
Neben einer zuverlässigen Arretierung eines ausgelenkten Kraftfahrzeugteils soll die Feststellbremse darüber hinaus auch ein möglichst leichtgängiges Verlagern/Auslenken des entsprechenden Kraftfahrzeugteils ermöglichen; das heißt, die zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 der Reibelemente 1, 2 wirkenden Reibungskräfte sollen bei einer Relativbewegung der beiden Reibflächen 10, 20 zueinander möglichst gering sein. Mit anderen Worten ausgedrückt, soll die zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 bei einer Relativbewegung wirkende Gleitreibung deutlich geringer sein, möglichst um ein Vielfaches geringer sein, als die (statische) Haftreibung, die zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 wirkt, wenn das zweite Reibelement 2 in Ruhelage durch das elastische Element 4 gegen das erste Reibelement 1 verspannt ist.
Die Bewegung des zweiten Reibelementes 2 bei einem Auslenken eines zugeordneten, mittels der Feststellbremse zu arretierenden Kraftfahrzeugteils, zum Beispiel einer Seitentür oder einer Hecktür eines Kraftfahrzeugs, wird dabei dadurch ausgelöst, dass die Welle 3, auf der das zweite Reibelement 2 drehfest gelagert ist, mit jenem auslenkbaren Kraftfahrzeugteil gekoppelt ist, und zwar derart, dass eine Auslenkung jenes Kraftfahrzeugteiles, also etwa einer Fahrzeugtür, in eine Drehbewegung der Welle 3 um ihre Achse A umgesetzt wird. Hierzu kann die Welle 3 einerseits unmittelbar an einer Schwenkachse angreifen, um die ein auslenkbares Kraftfahrzeugteil verschwenkt wird, oder es kann der Welle 3 ein Getriebe vorgeschaltet sein, über das eine Auslenkung des entsprechenden Kraftfahrzeugteiles in eine Drehbewegung der Welle umgesetzt wird. Ein solches Getriebe kann dann beispielsweise eine definierte Übersetzung (für erhöhte Geschwindigkeiten des zweiten Reibelementes) bewirken oder auch eine Richtungsumlenkung, etwa um die Welle 3 in einer bestimmten Raumrichtung anordnen zu können.
Im Ergebnis ist also das zweite Reibelement 2 über die zugehörige Welle 3 derart mit einem zugeordneten, auslenkbaren Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel einer Fahrzeugtür, zu koppeln, dass eine Auslenkung jenes Kraftfahrzeugteiles eine Drehbewegung der Welle 3 zur Folge hat.
Das andere, erste Reibelement 1 ist dann derart bezüglich der Fahrzeugstruktur zu fixieren, dass es bei einem Auslenken des festzustellenden Kraftfahrzeugteiles nicht mitgenommen wird. Dies lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass das Gehäuse 5, an dessen Innenwand das erste Reibelement 1 mit seiner Reibfläche 10 ausgebildet ist, karosserieseitig am Fahrzeug angeordnet wird, beispielsweise am Rahmen einer der Feststellvorrichtung zugeordneten Fahrzeugtür.
Somit führt im Ergebnis eine Auslenkbewegung des der Feststellvorrichtung zugeordneten auslenkbaren Kraftfahrzeugteils dazu, dass das zweite Reibelement 2 mittels der Welle 3 um die Achse A bezüglich des ersten Reibelementes 1 verdreht wird, wobei die beiden konischen Reibflächen 10, 20 aneinander gleiten. Ziel ist es nun, die hierbei auftretenden Gleitreibungskräfte – bei gleichzeitiger Gewährleistung möglichst großer statischer Haftreibungskräfte – so zu begrenzen, dass einem Auslenken des besagten Kraftfahrzeugteiles keine zu großen Reibungskräfte entgegenwirken. Hierzu kann einerseits eine geeignete Auswahl der für die beiden zusammenwirkenden Reibflächen 10, 20 verwendeten Materialien beitragen, insbesondere durch Verwendung solcher Materialpaarungen, bei denen die statische Haftreibung substantiell größer ist, insbesondere um ein Vielfaches größer ist, als die Gleitreibung.
Alternativ oder ergänzend ist vorliegend die Verwendung eines Zusatz- bzw. Zwischenmediums Z vorgesehen, das während einer Bewegung des zweiten Reibelementes 2 relativ zu dem ersten Reibelement 1 zwischen die einander zugewandten Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 zu bringen ist und die wirkenden Reibungskräfte reduziert. Als ein Schmierstoff zur Reduzierung der Reibungskräfte kann ein geeignetes Öl, zum Beispiel Fluorsilicon-Basisöl mit Ester-Additiven verwendet werden, und zwar gerade in Kombination mit Reibflächen 10, 20, die jeweils aus POM bestehen.
Das Zusatz- bzw. Zwischenmedium Z in Form eines Schmierstoffes, also bestehend aus einem fließfähigen Material, ist im Gehäuseunterteil 51 vorgesehen, und zwar mit einer solchen Füllhöhe, dass es zumindest bis an die dem Gehäuseboden zugewandte Unterseite des zweiten Reibelementes 2 heranreicht.
Damit während einer Relativbewegung, also einer Drehbewegung, des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1, ein hinreichender Anteil des fließfähigen Zusatz- bzw. Zwischenmediums Z zwischen die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 gelangen kann und hierdurch die Gleitreibung entsprechend herabgesetzt wird, sind entlang der Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 Führungskanäle 21 vorgesehen, vergleiche 1b und 1c, entlang derer das Zusatz- bzw. Zwischenmedium während einer Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 aufsteigen kann, so dass es zwischen die beiden Reibflächen 10, 20 gelangt.
Im Ruhezustand des zweiten Reibelementes 2, also wenn etwa ein ausgelenktes Kraftfahrzeugteil mittels der Feststellvorrichtung in ausgelenkter Lage arretiert werden soll, wird das Zusatz- bzw. Zwischenmedium Z unter der Wirkung der Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 aus dem Bereich zwischen den aneinander anliegenden Reibflächen 10, 20 herausgedrückt, so dass die Haftreibung nicht beeinträchtigt wird.
Gemäß der in 1b gezeigten Ausführungsform des zweiten Reibelementes 2 sind die Kanäle 21 als Vertiefungen (Nuten bzw. Rillen) in der Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 ausgebildet, die sich im Wesentlichen entlang der Welle 3 bzw. deren Achse A erstrecken, dabei aber – entsprechend der Neigung der Reibfläche 20 – zu jener Richtung geneigt sind.
Bei der in 1c gezeigten Variante besteht die Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 aus einer Vielzahl entlang der Umfangsrichtung des scheibenförmigen Reibelementes hintereinander angeordneten balligen Abschnitten, die beispielsweise jeweils einen Kreisabschnitt repräsentieren, dessen Radius r_b kleiner ist als der Radius r_o der Kreisbahn, entlang der die balligen Abschnitte hintereinander angeordnet sind. Hierdurch sind an den Stellen, an denen die balligen Abschnitte aneinander grenzen, jeweils Führungskanäle 21 für das fließfähige Zusatz- bzw. Zwischenmedium Z ausgebildet.
Insgesamt ergibt sich somit anhand der 1a bis 1c folgendes: Endet die Auslenkbewegung, die zum Verlagern eines der Feststellvorrichtung zugeordneten Kraftfahrzeugteils, beispielsweise einer Fahrzeugtür, geführt hat, so dreht sich die Welle 3 nicht weiter und das zweite Reibelement 2 liegt dem ersten Reibelement 1 ortsfest gegenüber, wobei die beiderseitigen Reibflächen 10, 20 aneinander anliegen. Unter der Wirkung der von dem elastischen Element 4 erzeugten Vorspannkraft wird dann das zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 befindliche Zwischenmedium Z zumindest an den Stellen weggedrückt, an denen die Reibflächen 10, 20 unmittelbar aneinander anliegen. Nach einer kurzen Übergangszeit, die für das Wegdrücken des Zwischenmediums Z erforderlich ist, setzt dann die erhöhte (trockene) Haftreibung zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 ein.
Wird zu einem späteren Zeitpunkt das entsprechende Kraftfahrzeugteil wieder bewegt, beispielsweise, um es noch weiter auszulenken oder um es in seine ursprüngliche Lage zurückzuklappen, so muss hierfür zunächst die Haftreibung zwischen den Reibflächen 10, 20 der Feststellvorrichtung überwunden werden. Sobald dann das zweite Reibelement 2 mit seiner Reibfläche 20 wieder bezüglich des ersten Reibelementes 1 und seiner Reibfläche 10 bewegt wird, das heißt, gedreht wird, ist mittels der Führungskanäle 21, die bei der Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 nach und nach sämtliche Bereiche der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 überstreichen, sichergestellt, dass die Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 kontinuierlich mit Zwischenmedium Z benetzt wird, über das dann die Reibfläche 20 des zweiten Reibelementes 2 mit verringerter Gleitreibung gleiten kann.
Vorliegend ist weiter zu beachten, dass die Welle 3 mit ihrem gehäuseoberteilseitigen Endabschnitt 32 nicht frei drehbar am Gehäuseoberteil 52 gelagert ist, sondern vielmehr über ineinander greifende Gewinde 320, 520 der Welle 3 einerseits und des Gehäuseoberteils 52 andererseits. Hierdurch führt die Welle 3 bei einer Drehbewegung gleichzeitig eine axiale Bewegung entlang der Gehäuse- und Wellenachse A aus. Hierdurch kann bei geeigneter Drehrichtung der Welle 3 ein in einer Aussparung 22 des Reibelementes 2 angeordneter Hubbereich 31a, der im Ausführungsbeispiel am gehäuseunterteilseitigen Wellenende 31 ausgebildet ist, axial so auf das zweite Reibelement 2 einwirken, dass er die Tendenz hat, das zweite Reibelement 2 mit seiner Reibfläche 20 von der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 abzuheben (Abhebeeinrichtung), und zwar entgegen der Vorspannung des elastischen Elementes 4. Hierdurch werden die einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 außer Eingriff gebracht, so dass keine Reibwirkung mehr besteht.
Bei einer Auslenkbewegung des der Feststellvorrichtung zugeordneten Kraftfahrzeugteils entlang einer Richtung, die eine zu obigen Drehbewegung entgegengesetzte Drehbewegung der Welle 3 zur Folge hat, erfolgt dann wegen der miteinander zusammenwirkenden Schraubengewinde 320, 520 eine axiale Bewegung der Welle 3 entlang der Richtung, entlang der auch das elastische Element 4 wirkt, so dass der Hubabschnitt 31a das zweite Reibelement 2 wieder freigibt und dieses unter der Wirkung des elastischen Elementes 4 mit seiner Reibfläche 20 wieder gegen die Reibfläche 10 des zugeordneten ersten Reibelementes 1 gedrückt werden kann.
Die in 1 dargestellte Feststellvorrichtung wird für einen Einsatz an einer Kraftfahrzeugtür so ausgebildet, dass bei geschlossener Fahrzeugtür (zum Beispiel in Form einer Seitentür oder einer Hecktür) die Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 außer Eingriff stehen, also keine substantiellen Reibungskräfte zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 wirken.
Bei einem Öffnen der Fahrzeugtür und einer hiermit verbundenen Drehbewegung der Welle 3 wirken die beiden Schraubengewinde 320, 520 so zusammen, dass die Welle 3 zusätzlich zu ihrer Drehbewegung axial entlang der Richtung R1 bewegt wird, entlang der auch die Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 wirkt. Nach einer definierten axialen Verschiebung der Welle 3 entlang jener Richtung R1 gibt dann der Hubabschnitt 31a der Welle 3 das zugeordnete zweite Reibelement 2 wieder frei, so dass dieses unter der Wirkung des elastischen Elementes 4 mit seiner Reibfläche 20 an der zugeordneten Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 anliegen kann.
Die Konfiguration, insbesondere hinsichtlich der Ausbildung der beiden Schraubengewinde 320, 520 sowie hinsichtlich der räumlichen Anordnung des Hubabschnittes 31a bezogen auf das zweite Reibelement 2, ist so gewählt, dass die Feststellvorrichtung so lange durch Abheben des zweiten Reibelementes 2 von dem ersten Reibelement 1 freigeschaltet ist, bis die Fahrzeugtür beim Aufklappen die so genannte Vorrast überwunden hat. Unter der Vorrast wird dabei ein Zustand der Fahrzeugtür verstanden, in der diese zwar bereits aus ihrer Hauptrast, die einer in geschlossener Stellung verriegelten Fahrzeugtür entspricht, ausgelenkt worden ist, in der die Fahrzeugtür jedoch noch nicht frei verschwenkt werden kann, sondern in der ein Verschwenken nur mit betätigtem Türgriff (Türinnenhebel oder Türaußenhebel) möglich ist.
Um die Kraftfahrzeugtür beim Aufklappen zuverlässig über die Vorrast hinaus öffnen zu können, ohne dass hierbei bereits Reibungskräfte der Feststellvorrichtung entgegenwirken können, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Feststellvorrichtung über einen ersten Schwenkbereich der Fahrzeugtür, von etwa 10° bis 30° freigeschaltet ist.
Anschließend gibt der Hubabschnitt 31a das zweite Reibelement 2 wieder frei und das weitere Aufklappen der entsprechenden Fahrzeugtür erfolgt ohne Einfluss der Abhebeeinrichtung, wobei die beiden einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 aneinander gleiten.
Soll die Fahrzeugtür anschließend durch Zurückklappen wieder in ihre geschlossene Lage überführt werden, so dreht sich die Welle 3 während der entsprechenden Zuklappbewegung in entgegengesetzter Richtung wie bei der zuvor beschriebenen Aufklappbewegung der Fahrzeugtür. Hierbei erfolgt eine axiale Bewegung der Welle 3, ausgelöst durch das Zusammenwirken der Schraubengewinde 320, 520, entlang einer Richtung R2 entgegengesetzt zu der Wirkrichtung R1 der Vorspannung des elastischen Elementes 4.
Hierdurch gerät der Hubabschnitt 31a der Welle 3 schließlich in Anlage mit der zugewandten Wand der Ausnehmung 22 des zweiten Reibelementes 2 und hebt dieses von dem ersten Reibelement 1 ab, so dass die beiden Reibflächen 10, 20 nicht mehr miteinander in reibschlüssigem Eingriff stehen. Dieses Abheben des zweiten Reibelementes 2 von dem ersten Reibelement 1 erfolgt dann, wenn die Fahrzeugtür beim Zuklappen wieder den Schwenkwinkel erreicht hat, bei dem während des vorherigen Aufklappens der Hubabschnitt 31a mit dem zweiten Reibelement 2 außer Eingriff gebracht worden war.
Der letzte Teil der Klappbewegung der Kraftfahrzeugtür erfolgt somit wieder bei freigeschalteter Feststellvorrichtung, also ohne dass die beiden Reibflächen 10, 20 unter Erzeugung einer substantiellen Reibungskraft miteinander in Eingriff stehen, so dass das Einfallen der Fahrzeugtür in die gewünschte Schließposition (Hauptrast) erleichtert wird.
Um zu verhindern, dass der Übergang von freigeschalteter Feststellvorrichtung zu nicht mehr freigeschalteter Feststellvorrichtung, also zum Auftreten einer Gleit- bzw. Haftreibung, und umgekehrt nicht unstetig, sprunghaft, sondern vielmehr stetig erfolgt, kann der Hubabschnitt 31a der Welle 3 mit dem zweiten Reibelement 2 axial beispielsweise über Dämpfungsmittel, hier in Form einer Ringfeder (Wellringfeder 31), zusammenwirken.
2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles aus 1a mit vier gehäusefesten ersten Reibelementen 1a, 1b, 1c, 1d und drei drehfest an der Welle 3 angeordneten zweiten Reibelementen 2a, 2b, 2c wobei die ersten und zweiten Reibelemente 1a, 1b, 1c, 1d; 2a, 2b, 2c abwechselnd entlang der Welle 3 bzw. deren Achse A hintereinander angeordnet sind. Als Reibflächen dienen dabei hier nicht die äußeren Umfangsflächen der scheibenförmigen Reibelemente 1a, 1b, 1c, 1d; 2a, 2b, 2c, sondern vielmehr deren Ober- und Unterseiten 10a, 10b, 10c, 10d; 20a, 20b, 20c, so dass sich eine Mehrzahl Reibflächenpaarungen 10a, 20a; 20a, 10b; 10b, 20b; 20b, 10c; 10c, 20c, 20c, 10d ergibt, an denen jeweils eine Reibfläche 10a, 10b, 10c, 10d eines gehäusefesten ersten Reibelementes 1a, 1b, 1c an einer Reibfläche 20a, 20b, 20c eines mitdrehend an der Welle 3 gelagerten zweiten Reibelementes 2a, 2b, 2c anliegt, und zwar unter der Wirkung der Vorspannung mindestens eines elastischen Elementes 4 in Form einer Druckfeder, die sich einerseits am Gehäuse 5, insbesondere dessen Deckfläche, und andererseits an einem gehäusefesten – jedoch in axialer Richtung beweglichen – Reibelement 1d abstützt. Die beiden Gehäuseteile 51, 52 des in 2 gezeigten Gehäuses 5 sind dabei über aneinander anliegende, ringförmig umlaufende Befestigungsflansche 51a, 52a miteinander verbunden.
Dabei ist hier nur eines (1a) der gehäusefesten Reibelemente 1a, 1b, 1c, 1d als Bestandteil einer inneren Gehäusewand, nämlich des Gehäusebodens ausgebildet, während die anderen gehäusefesten Reibelemente 1b, 1c, 1d jeweils entlang der Welle 3 bzw. deren Achse A verschieblich über eine Nut-Feder-Verbindung V in einer Seitenwand des Gehäuses aufgenommen sind.
Die zweiten Reibelemente 2a, 2b, 2c sind jeweils über eine Nut-Feder-Verbindung V axial längsbeweglich (jedoch gleichzeitig mitdrehend bzw. drehfest) an der Welle 3 angeordnet.
Durch Verspannung des dem Gehäuseboden abgewandten, äußersten (oberen) ersten Reibelementes 1d in axialer Richtung mittels mindestens einen elastischen Elementes 4, wobei die axiale Beweglichkeit des über eine Nut-Feder-Verbindung V am Gehäuse 5 gelagerten oberen, ersten Reibelementes 1d ausgenutzt wird, werden die Reibflächenpaare 10a, 20a; 20a, 10b; 10b, 20b; 20b, 10c, 10c, 20c; 20c, 10d unter der Wirkung der elastischen Vorspannkraft so gegeneinander gedrückt, dass eine gewünschte Haftreibungskraft entsteht, welche zur Arretierung eines ausgelenkten Kraftfahrzeugteiles in ausgelenkter Lage dient.
Da hier die Kraftverstärkung durch Keilwirkung, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel der 1a besteht, entfällt, wird bei der in 2 gezeigten Anordnung eine hinreichend große Feststellkraft dadurch erreicht, dass hier insgesamt sechs Reibflächenpaare zusammenwirken.
Lediglich ein erstes Reibelement 1a mit seiner Reibfläche 10a ist dabei in axialer Richtung unbeweglich am Gehäuse 5, genauer am Gehäuseboden, ausgebildet. Alle anderen Reibelemente 1b, 1c, 1d bzw. 2a, 2b, 2c sind in axialer Richtung verschieblich gelagert, wobei die ersten Reibelemente 1b, 1c, 1d über je eine Nut-Feder-Verbindung V längsbeweglich an einer Seitenwand des Gehäuseunterteils 51 gelagert sind und die zweiten Reibelemente 2a, 2b, 2c über je eine Nut-Feder-Verbindung V längsbeweglich an der Welle 3 aufgenommen sind.
Zusammenfassend sind die drei zusätzlichen ersten, gehäusefesten Reibelemente 1b, 1c, 1d jeweils in axialer Richtung, also entlang der Gehäuse- und Wellenachse A, verschieblich am Gehäuse 5 gelagert und die drei der Welle 3 zugeordneten und mit dieser mitdrehend verbundenen zweiten Reibelemente 2a, 2b, 2c jeweils axial verschieblich, jedoch gleichzeitig mitdrehend, an der Welle 3 angeordnet. Sowohl die axial verschiebliche Anbindung der zusätzlichen ersten Reibelemente 1b, 1c, 1d am Gehäuse 5 als auch die axial verschiebliche Anbindung der zweiten Reibelemente 2a, 2b, 2c an der Welle 3 kann dabei jeweils über eine Nut-Feder-Verbindung V erfolgen.
Wie auch im Ausführungsbeispiel der 1a ist am gehäuseteiloberseitigen Endabschnitt 32 der Welle 3 ein Außengewinde 320 vorgesehen, das mit einem gehäuseoberteilseitigen Innengewinde 520 in Eingriff steht. Hierdurch wird wiederum eine Drehbewegung der Welle 3 um ihre Achse A gleichzeitig in eine axiale Längsbewegung der Welle 3 entlang jener Achse A umgesetzt, um die einander zugeordneten Reibflächen 10a, 20a; 20a, 10b; 10b, 20b; 20b, 10c; 10c, 20c; 20c, 10d der einander zugeordneten ersten und zweiten Reibelemente 1a, 1b, 1c, 1d; 2a, 2b, 2c außer Eingriff bringen zu können, so dass zwischen diesen keine substantiellen Reibungskräfte mehr wirken. Hierzu ist vorliegend in einem mittleren Bereich der Welle 3 ein Hubabschnitt 300 ausgebildet, der – wie im Fall der 1a – eines der Reibelemente, nämlich vorliegend das dem Gehäusedeckel nächstkommende (obere) Reibelement 1d, hintergreift und dabei in eine Aussparung 100d jenes Reibelementes 1d eingreift. Hierbei handelt es sich – wiederum wie im Fall der 1a – um dasjenige Reibelement, auf das das elastische Element 4 einwirkt, mittels dem die Reibflächen 10a, 20a; 20a, 10b; 10b, 20b; 20b, 10c; 10c, 20c; 20c, 10d der Reibelemente 1a, 1b, 1c, 1d; 2a, 2b, 2c gegeneinander verspannt werden.
Durch Anheben des mit dem Hubabschnitt 300 zusammenwirkenden (oberen) ersten Reibelementes 1d entgegen der Vorspannung des elastischen Elementes 4, wirkt jene Vorspannung auch nicht mehr auf die übrigen Reibelemente 1a, 1b, 1c; 2a, 2b, 2c, so dass deren Reibflächen nicht mehr unter der Vorspannung des elastischen Elementes 4 gegeneinander verspannt werden, sondern nur noch lose aufeinander liegen. So kann durch Anheben des einen ersten Reibelementes 1d mittels des Hubabschnittes 300 der Welle 3 die Reibungskraft, mit der die einander zugeordneten Reibflächen 10a, 20a; 20a, 10b; 10b, 20b; 20b, 10c; 10c, 20c; 20c, 10d aufeinander wirken, deutlich reduziert werden. Hiermit lassen sich die gleichen Effekte erreichen, wie anhand 1a beschrieben, insbesondere eine substantielle Reduzierung der wirkenden Reibungskräfte im ersten Winkelbereich, der beim Öffnen einer Kraftfahrzeugtür überstrichen wird.
Vorliegend ist gemäß einer Weiterbildung der 1a vorgesehen, dass sich die Lage des gehäuseoberteilseitigen Gewindes 520 in axialer Richtung, also entlang der Achse A der Welle 3 sowie des Gehäuses 5, mittels eines Justiergewindes J einstellen lässt. Hierzu ist das gehäuseoberteilseitige Gewinde 520 an einem vom Gehäuse 5 separaten Gewindeelement E ausgebildet, dessen axiale Lage am Gehäuse 5 sich über einander zugeordnete Justiergewinde J an der Außenseite jenes Gewindeelementes E einerseits und am Gehäuseoberteil 5 andererseits einstellen lässt.
Bei den in 1a und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen wirkt ein Hubabschnitt 300 bzw. 320, der an der Welle 3 ausgebildet ist, jeweils unmittelbar auf eines der Reibelemente 1d bzw. 2 ein, um dieses entgegen der Vorspannung des elastischen Elementes 4 anzuheben und hierdurch die Reibungskräfte zwischen den einander zugeordneten Reibflächen der Feststellvorrichtung substantiell zu reduzieren. Alternativ kann jedoch der entsprechende Hubabschnitt auch auf ein von den Reibelementen separates Element einwirken, an dem sich das elastische Element 4 axial abstützt, so dass durch Anheben jenes Elementes die Wirkung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 auf die Reibelemente aufgehoben wird.
Dabei ist den Ausführungsbeispielen in 1a und 2 gemein, dass als Anhebeeinrichtung zum Reduzieren der Reibung zwischen den miteinander zusammenwirkenden Reibelementen jeweils Mittel zur Umsetzung einer Drehbewegung der Welle 3 in eine axiale Bewegung (durch Gewinde 320, 520) vorgesehen sind und dass die axiale Bewegung der Welle 3 über einen Hubabschnitt 300, 320 auf das elastische Element 4 einwirken kann, um die auf die Reibflächen der Reibelemente wirkende Vorspannung zu reduzieren.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel steht demgegenüber von der – axial verschieblich zu lagernden – Welle 3 (im Bereich von deren unterem Endabschnitt 31) ein Steuerelement 36 in Form eines Stiftes ab. Diesem ist an einem bodenseitigen Abschnitt 55 des Gehäuses 5 eine Auflauframpe 56 zugeordnet. Bei einer Drehbewegung der Welle 3 um ihre Achse A läuft der Steuerstift 36 in einem bestimmten Winkelbereich auf die Rampe 56 auf und wird hierdurch axial verlagert, wodurch – wie anhand der 1a und 2 erläutert – durch axiale Einwirkung auf ein elastisches Element der Feststellvorrichtung die Reibungskraft reduziert werden kann, die zwischen den einander zugeordneten Treibflächen der Feststellvorrichtung wirkt.
Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ist dabei insbesondere für solche Anwendungen geeignet, bei denen sich die Welle 3 während des Auslenkens eines zugeordneten Kraftfahrzeugteiles um maximal 360 Grad dreht; die in den 1a und 2 gezeigten Ausführungsformen sind demgegenüber auch in solchen Fällen vorteilhaft einsetzbar, in denen die Welle 3 mehrere Umdrehungen ausführt. Selbstverständlich kann das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel auch bei solchen Anordnungen eingesetzt werden, bei denen die Welle 3 mehrere Umdrehungen während des Auslenkens eines der Feststellvorrichtung zugeordneten Kraftfahrzeugteiles ausführt, wenn bei der Anordnung mehrere Auslenkbereiche vorgesehen sein sollen, in denen die Reibwirkung an den miteinander zusammenwirkenden Reibflächen deutlich reduziert sein soll.
In den 4a, 4b und 4c ist ein Aspekt der Erfindung dargestellt, bei dem es nicht um die Reduzierung der Reibungskraft zwischen miteinander zusammenwirkenden Reibflächen der Feststellvorrichtung in einem bestimmten Winkelbereich geht, sondern bei dem es um die Schaffung definierter Bedingungen beim Überwinden der Feststellwirkung geht, um ein mittels der Feststellvorrichtung in ausgelenkter Lage arretiertes Kraftfahrzeugteil weiter auslenken bzw. wieder in seine ursprüngliche Lage zurückführen zu können.
Dabei orientiert sich die in den 4a bis 4c gezeigte Anordnung am grundsätzlichen Aufbau des Ausführungsbeispieles in 1a, wonach ein erstes, am Gehäuseunterteil 51 ausgebildetes Reibelement 1 und ein zweites, mitdrehend an der Welle 3 angeordnetes Reibelement 2 über konisch verlaufende Reibflächen 10, 20 miteinander zusammenwirken. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel aus 1a ist jedoch bei der in den 4a und 4b gezeigten Anordnung das zweite Reibelement 2 nicht drehfest an der Welle 3 angeordnet, sondern vielmehr über ein Zischenglied, hier beispielhaft gebildet durch Rückstellmittel 26 in Form von Federn, mit der Welle 3 verbunden. Die Welle 3 ist dabei an Lagerbereichen 53, 54 des Gehäuses 5 drehbar gelagert.
Hierzu ist in dem zweiten Reibelement 2 mindestens eine Aussparung 25 vorgesehen, in die ein an der Welle 3 drehfest fixierter, zweiarmiger Betätigungshebel 35 eingreift. Dieser ist an seinen Hebelenden mit insgesamt vier Adapterbereichen 36 versehen, an denen jeweils ein Ende einer Rückstellfeder 26 angreift, die andererseits am zweiten Reibelement 2 abgestützt ist.
Die Rückstellfedern 26 sind so dimensioniert, dass die Rückstellwirkung, die die Rückstellfedern 26 auf den Betätigungshebel 36 ausüben, bzw. das mit dieser Rückstellwirkung verbundene Drehmoment kleiner ist als das Drehmoment, das mit der Haftreibung zwischen den einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 der Reibelemente 1, 2 verbunden ist. Das heißt, bei einem Drehen der Welle 3 um die Achse A werden die Rückstellfedern 26 (genauer je zwei der vier Rückstellfedern 26) zunächst komprimiert, da das mit der Haftreibung zwischen den Reibflächen 10, 20 verbundene Reibmoment so groß ist, dass es zunächst noch keine Drehbewegung des über die Rückstellfeder 26 mit der Welle 3 verbundenen zweiten Reibelementes 2 zulässt, so dass zunächst die Rückstellfedern 26 deformiert werden.
Im Ausführungsbeispiel sind dabei dem zweiarmigen Betätigungshebel 35 insgesamt vier Rückstellfedern 26 zugeordnet; es wären jedoch auch zwei Rückstellfedern ausreichend, um eine symmetrische Krafteinleitung vom Betätigungshebel 35 in das zweite Reibelement 2 und umgekehrt zu gewährleisten.
Eine Besonderheit der in den 4a bis 4c dargestellten Anordnung liegt nun darin, dass es nicht erforderlich ist, das zwischen den Reibflächen 10, 20 der beiden Reibelemente 1, 2 wirkende (und durch das elastische Element 4 wesentlich mitbestimmte) Haftreibmoment zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 überwinden zu müssen, um eine Drehbewegung der Welle 3 und somit eine Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 zu ermöglichen. Stattdessen ist eine Umlenkeinrichtung 6, 27, 28 vorgesehen, vergleiche 4a und 4c, mittels der ein Teil der Kraft, mit der der Betätigungshebel 35 bei einem Drehen der Welle 3 auf die Rückstellfeder 26 einwirkt, entlang der axialen Richtung, also entlang der Achse A der Welle 3, umgelenkt wird, so dass die umgelenkte Kraft der Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 entgegenwirkt.
Die Umlenkeinrichtung 6, 27, 28 umfasst einen drehfest an der Welle 3 festgelegten, zweiarmigen Entlastungshebel 6, der in eine weitere Aussparung 27 des zweiten Reibelementes 2 eingreift. Die Aussparung 27 umfasst – bezogen auf die Ruhelage des Betätigungshebels 35 und des Entlastungshebels 6, in der die Rückstellfedern 26 nicht zusammengedrückt sind – beidseits des Entlastungshebels 6 verlaufende Schrägflächen 28.
Wird das der Feststellvorrichtung zugeordnete Kraftfahrzeugteil ausgelenkt, so hat die Welle 3 die Tendenz, sich um ihre Achse A zu drehen, wobei, wie oben ausgeführt, das zweite Reibelement 2 nicht sofort mitgenommen wird, sondern vielmehr einer Relativbewegung des an der Welle 3 festgelegten Betätigungshebels 35 bezüglich des Reibelementes 2 unter Zusammendrücken zweier Rückstellfedern 26 erfolgt. Hierdurch gelangt der Entlastungshebel 6 – je nach Drehrichtung der Welle 3 und ggf. unter Überwindung eines Umschaltspiels zwischen den Schrägflächen – auf eine der beiden benachbarten Schrägflächen 28. Als Folge hiervon wird ein Teil des Momentes, mit dem der Betätigungshebel 35 auf die Rückstellfeder 26 einwirkt, umgelenkt in eine axial, entlang der Achse A, wirkende Kraft, die der Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 entgegenwirkt. Durch die Neigung der Schrägflächen 28 ist dabei vorgebbar, wie stark bei einem gegebenen, vom Entlastungshebel 26 aufgebrachten Drehmoment die in axialer Richtung entgegen des elastischen Elementes 4 wirkende Entlastungskraft ist.
Bei dem beschriebenen Vorgang kommt es nicht zu einer substantiellen Bewegung des zweiten Reibelementes 2 in axialer Richtung, da einer solchen Bewegung ja kontinuierlich die vom elastischen Element 4 aufgebrachte und auf das zweite Reibelement 2 wirkende Vorspannkraft entgegenwirkt; und diese Vorspannkraft muss keinesfalls vollständig kompensiert bzw. überwunden werden, um – ausgehend von einer Ruhelage, in der zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 Haftreibungskräfte wirken – eine Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 auszulösen. Vielmehr genügt es, wenn die in axialer Richtung entgegen der Vorspannung des elastischen Elementes 4 wirkenden Entlastungskräfte so groß sind, dass die resultierende, am zweiten Reibelement 2 wirkende Vorspannkraft, welche sich aus der Überlagerung der Vorspannung des elastischen Elementes 4 und der in entgegengesetzter Richtung wirkenden Entlastungskraft ergibt, soweit reduziert worden ist, dass die zwischen den beiden Reibflächen 10, 20 wirkende (reduzierte) Haftreibungskraft bzw. das hiermit verbundene Haftreibmoment dem über den Betätigungshebel 35 und die Rückstellfedern 26 in das zweite Reibelement 2 eingeleiteten Drehmoment nicht mehr standhalten kann. Es beginnt dann die Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1, wobei die einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 unter der Wirkung von Gleitreibungskräften aneinander gleiten.
Im Ergebnis kommt es also bei der in den 4a und 4c gezeigten Anordnung, ausgehend von einer Ruhelage der Feststellvorrichtung, in der die beiden Reibflächen 10, 20 unter der Wirkung von Haftreibung aneinander anliegen, nicht darauf an, das wirkende Haftreibmoment überwinden zu müssen, um eine Relativbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 zu ermöglichen. Vielmehr wird ein Teil des beim Auslenken eines zugeordneten Kraftfahrzeugteiles in die Welle 3 eingeleiteten Momentes über die Umlenkeinrichtung 6, 27, 28 umgesetzt in eine axial der vom elastischen Element 4 aufgebrachten Vorspannkraft entgegenwirkende Entlastungskraft, so dass die resultierende, zwischen den Reibflächen 10, 20 wirkende Reibungskraft entsprechend reduziert ist. Entscheidend ist hier also für ein Überwinden der Bremswirkung der Feststellvorrichtung, um – ausgehend von einer Ruhelage – eine Relativbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 und damit auch eine Auslenkung des zugeordneten Kraftfahrzeugteiles zu ermöglichen, eine definierte teilweise Kompensation der vom elastischen Element 4 aufgebrachten Vorspannkraft. Maßgeblich für das Erreichen der Umlenkwirkung der Umlenkeinrichtung 6, 27, 28 ist dabei eine Relativbewegung der Welle 3 bezüglich des zweiten Reibelementes 2, wodurch der Entlastungshebel 6 auf eine der zugeordneten Schrägflächen 28 gleiten kann. Somit bestimmt die Vorspannung der Rückstellfedern 26, die für ein Wirksamwerden der Umlenkeinrichtung 6, 27, 28 überwunden werden muss, indem die Rückstellfedern 26 komprimiert werden, wesentlich das Lösemoment mit, bei dem an den einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 ein Übergang von Haftreibung zur Gleitreibung stattfindet, so dass das auszulenkende Kraftfahrzeugteil bewegt wird.
Hierdurch kann das Betätigungsmoment, welches in die Feststellvorrichtung eingeleitet werden muss, um aus einer Ruhelage heraus eine Relativbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 zu ermöglichen, über einen größeren Bereich von Haftreibungskräften weitgehend unabhängig von jener Haftreibung gestaltet werden, wie anhand 5b erkennbar, wo das Betätigungsmoment über dem zwischen den Reibflächen 10, 20 wirkenden Reibwert aufgetragen ist und zwar einmal für den Fall, dass eine starre Anbindung des zweiten Reibelementes 2 an die Welle 3 erfolgt und für eine Bewegung des zweiten Reibelementes 2 aus der Ruhelage heraus das von den Reibflächen 10, 20 erzeugte Reibmoment überwunden werden muss (Kurve 1), und einmal für die in den 4a und 4c gezeigte Anordnung (Kurve 2).
Während der anschließenden Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 unter der Wirkung von Gleitreibung zwischen den einander zugeordneten Reibflächen 10, 20 sind die Rückstellfedern 26 nicht zusammengedrückt und der Betätigungshebel 35 befindet sich somit in der in 4a gezeigten Ausgangslage. Hierzu sind die Rückstellfedern 26 so zu dimensionieren, dass die hiervon erzeugte Rückstellkraft bzw. das hiermit verbundene Rückstellmoment größer ist als das bei Gleitreibung durch die Reibflächen 10, 20 erzeugte Gleitreibmoment.
In 5a sind noch einmal schematisch die wesentlichen Kräfte dargestellt, die bei der Anordnung aus den 4a und 4c wirken, wenn durch Krafteinleitung über die Welle 3 eine Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 aus der Ruhelage heraus ausgelöst werden soll. Dabei bezeichnet in 5a α den Neigungswinkel der konisch verlaufenden Reibflächen 10, 20 bezüglich der Achse A und β den Neigungswinkel der Schrägflächen der Umlenkeinrichtung bezüglich einer senkrecht zur Achse A verlaufenden Ebene.
F_v bezeichnet die auf das Reibelement 2 durch das elastische Element 4 ausgeübte Vorspannkraft, FR bezeichnet eine an den Rückstellmitteln 26 (entgegen deren elastischer Vorspannung) wirkende (durch ein Kraftübertragungselement eingeleitete) äußere Kraft und F_A bezeichnet die der Vorspannkraft F_v entgegenwirkende Entlastungskraft, wobei hier die Rückstellmittel 26 unter der Wirkung der äußeren Kraft FR um einen (Winkel-)Weg δ deformiert (zusammengedrückt) worden sind.
F_w ist schließlich die zwischen den Reibflächen 10, 20 wirkende Reibungs- bzw. Wandkraft und F_Lös ist die Lösekraft, die auf den Entlastungshebel 6 wirken muss, um unter Berücksichtigung der Vorspannkraft F, der Entlastungskraft F_A und der Wandkraft F_w bzw. dem hiermit verbundenen Reibmoment eine Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 aus einer Ruhelage heraus auslösen zu können, wobei hier der Entlastungshebel 6 entsprechend der Deformation der Rückstellmittel 26 um den (Winkel-)Weg δ aus seine Ruhelage heraus auf eine der zugeordneten Schrägflächen 28 geführt ist.
In den 6a und 6b ist eine Ausführungsform einer Feststellvorrichtung dargestellt, mit der die Funktionen der in den 1a bis 1c gezeigten Feststellvorrichtung und der in den 4a bis 4c gezeigten Feststellvorrichtung kombiniert werden. Das heißt, es ist sowohl ein Freischalten der Feststellvorrichtung in einem bestimmten Auslenkbereich eines zugeordneten, auslenkbaren Kraftfahrzeugteiles möglich, indem die zwischen den zugeordneten Reibflächen 10, 20 wirkende Reibungskraft reduziert wird, als auch ein definiertes Aufheben der Bremswirkung der Feststellvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 aus seiner Ruhelage heraus, wobei eine der Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 entgegenwirkende Entlastungskraft erzeugt wird.
Für ein definiertes Lösen der Feststellvorrichtung, um eine Relativbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 aus einer Ruhelage heraus zu ermöglichen, ist die Welle 3 mit dem zweiten Reibelement 2 – wie im Fall der 4a bis 4c – über einen Betätigungshebel 8 und elastische Rückstellmittel 9 verbunden, die in Aussparungen 25 des zweiten Reibelementes 2 vorgesehen sind, wobei der Betätigungshebel 8 hier über abstehende Stütznasen 81 auf Rückstellmittel in Form zweier Rückstellfedern 9 einwirkt, die sich einerseits an den Stütznasen 81 und andererseits am zweiten Reibelement 2 abstützen. Dabei könnte die in den 6a und 6b beschriebene Anordnung auch mit einer einzelnen Rückstellfeder 9 betrieben werden.
Zur Umlenkung eines Teiles der Kraft, die bei einem Verdrehen der Welle 3 um ihre Achse A in das System eingeleitet wird, in eine der Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 entgegenwirkende Entlastungskraft ist – wiederum entsprechend dem in den 4a bis 4c gezeigten Ausführungsbeispiel – eine Umlenkeinrichtung 6, 27, 28, umfassend einen Entlastungshebel 6 sowie eine von Schrägflächen 28 begrenzte Ausnehmung 27 des zweiten Reibelementes 2, vorgesehen.
Mit den erwähnten Komponenten 8, 81, 9; 6, 27, 28 lässt sich wie bei dem anhand der 4a bis 4c dargestellten Ausführungsbeispiel erreichen, dass zum Ermöglichen einer Drehbewegung des zweiten Reibelementes 2 bezüglich des ersten Reibelementes 1 aus einer Ruhelage heraus nicht das an den Reibflächen 10, 20 erzeugte Reibmoment vollständig überwunden werden muss, sondern dass vielmehr eine definierte, der Vorspannkraft des elastischen Elementes 4 entgegenwirkende Entlastungskraft aufgebracht werden muss, um die besagte Drehbewegung zu ermöglichen, so dass die Bremswirkung der Feststellvorrichtung gelöst und ein zugeordnetes Kraftfahrzeugteil weiter ausgelenkt werden kann.
Um außerdem die Feststellvorrichtung über einen bestimmten Auslenkbereich des zugeordneten Kraftfahrzeugteiles lösen bzw. freischalten zu können, so dass etwa für diesen Auslenkbereich des auslenkbaren Kraftfahrzeugteils die Reibflächen 10, 20 mit reduzierter Reibung oder keiner Reibung aneinander gleiten, ist wie im Fall des in den 1a bis 1c dargestellten Ausführungsbeispieles eine Drehbewegung der Welle 3 durch miteinander zusammenwirkende Schraubengewinde 310, 710 in eine axiale Bewegung umsetzbar., allerdings in eine Längsbewegung eines Hubelementes 7. Dabei ist das wellenseitige Gewinde 310 am gehäuseunterteilseitigen Endabschnitt 31 der Welle 3 vorgesehen und das gehäuseseitige Gewinde 710 nicht unmittelbar an einem Gehäuseteil selbst, sondern vielmehr an einem längsverschieblich am Gehäuse 5, genauer am Gehäuseunterteil 51, gelagerten Hubelement 7. Hierzu ist am Gehäuseunterteil 51 eine Längsführung 57 angeordnet, an der das Hubelement 7 in axialer Richtung, also entlang der Achse A, verschieblich lagert.
Das Hubelement 7 umgreift die Welle 3 ringförmig derart, dass ein am Hubelement 7 vorgesehenes Innengewinde 710 mit einem zugeordneten Außengewinde der Welle 3 in Eingriff steht.
Bei einer Drehbewegung der Welle 3 kommt es gleichzeitig zu einer axialen Bewegung des Hubelementes 7, das nach Art einer Spindelmutter mit dem Außengewinde 310 der Welle 3 in Eingriff steht. Dabei wird das Hubelement 7 – je nach Drehrichtung der Welle 3 – entlang der einen oder anderen Richtung R1 bzw. R2 axial, parallel zur Achse A, bewegt, wobei die eine Richtung R1 mit der Wirkrichtung des elastischen Elementes 4 zusammenfällt, welches die Reibflächen 10, 20 gegeneinander verspannt, und die andere Richtung R2 jener Richtung entgegengesetzt ist.
Bei einer Bewegung entlang jener anderen Richtung R2 tritt das Hubelement 7 über Hubnasen 72 in Eingriff mit dem zweiten Reibelement 2, und zwar derart, dass das Hubelement 7 das zweite Reibelement 2 in axialer Richtung von der Reibfläche 10 des ersten Reibelementes 1 – entgegen der Vorspannung des elastischen Elementes 4 – abheben kann. Hierdurch lässt sich, wie anhand der 1a ausführlich beschrieben, erreichen, dass für bestimmte Winkellagen der Welle 3 bezüglich ihrer Achse A und somit für einen bestimmten Auslenkbereich eines der Feststellvorrichtung zugeordneten auslenkbaren Kraftfahrzeugteiles die beiden Reibflächen 10, 20 außer Eingriff stehen und somit die Feststellvorrichtung im Wesentlichen wirkungslos ist. Hiermit kann beispielsweise das Öffnen und Schließen einer Kraftfahrzeugtür im Hinblick auf das Überwinden der Vorrast bzw. das Einfahren in die Hauptrast erleichtert werden, wenn jener Auslenkbereich mit einem Winkelbereich einer klappbaren Kraftfahrzeugtür zusammenfällt, der eine nur geringfügig aufgeklappte Fahrzeugtür repräsentiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004034247 B3 [0003]

Claims

Feststellvorrichtung zum Arretieren eines bezüglich einer Kraftfahrzeugstruktur verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles, das mittels der Feststellvorrichtung in einer jeweiligen durch Verlagerung erreichten Ruhelage arretierbar ist, mit – mindestens einem ersten Reibelement der Feststellvorrichtung und – mindestens einem zweiten Reibelement der Feststellvorrichtung, das beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles relativ zu dem ersten Reibelement bewegt wird und dabei unter Gleitreibungsbedingungen mit einer Reibfläche entlang einer Reibfläche des ersten Reibelementes gleiten kann und das in einer jeweiligen Ruhelage des Kraftfahrzeugteiles mit seiner Reibfläche unter Haftreibungsbedingungen an der Reibfläche des ersten Reibelementes anliegt, gekennzeichnet durch – eine Einrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) zum Abheben der Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander, so dass die zwischen den Reibflächen (10, 20; 10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c) der Reibelemente wirkende Reibungskraft reduziert wird, und – einem Koppelmechanismus (3), über den die Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) mit dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil (H, S) gekoppelt ist, so dass das Abheben der beiden Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander in Abhängigkeit von der Lage oder dem Ausmaß der Verlagerung des Kraftfahrzeugteiles (H, S) in einem bestimmten Verlagerungsbereich des Kraftfahrzeugteiles (H; S) erfolgen kann.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) entlang der Abheberichtung (R2) beweglich gelagert ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) mittels der Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) so voneinander abhebbar sind, dass deren Reibflächen (10, 20; 10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c) voneinander beabstandet sind.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) mittels der Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) so voneinander abhebbar sind, dass die Reibelemente 1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) über mindestens eine von den Reibflächen (10, 20; 10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c) verschiedene Komponente (320, 520, Z) mit reduzierter Reibung in Wirkverbindung stehen.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) mittels der Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) so voneinander abhebbar sind, dass deren Reibflächen (10, 20; 10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c) mit reduzierter Reibung aneinander anliegen.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) derart gegeneinander verspannt sind, dass sie die Tendenz haben, sich mit ihren Reibflächen (10, 20; 10a, 10b, 10c, 10d, 20a, 20b, 20c) aneinander anzulegen, und dass mindestens ein Reibelement entlang der Wirkrichtung der Vorspannung nachführbar bezüglich des anderen Reibelementes gelagert ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeeinrichtung zum Abheben der Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander entgegen der Vorspannung ausgebildet und vorgesehen ist.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) auf mindestens eines der Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) einwirkt, um diese voneinander abzuheben.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) auf eine von den Reibelementen verschiedene und mit mindestens einem der Reibelemente gekoppelte Komponente einwirkt.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Reibelementen verschiedene Komponente zwischen den Reibelementen (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) und einem zur Erzeugung der Vorspannung vorgesehenen elastischen Element (4) angeordnet ist, so dass durch Einwirkung auf jene Komponente die von dem elastischen Element (4) auf die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) ausgeübte Vorspannung reduziert oder aufgehoben wird.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeeinrichtung (36, 56) eine Schrägfläche (56) umfasst, auf der ein mit dem zu verlagernden Kraftfahrzeugteil (H; S) in Wirkverbindung stehendes Steuerelement (36) gleitet, wenn das verlagerbare Kraftfahrzeugteil (H, S) innerhalb eines bestimmten Verlagerungsbereiches verlagert wird, wodurch die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander abgehoben werden.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeeinrichtung eine Kulissenführung umfasst.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520: 7, 310, 710) miteinander in Eingriff stehende Gewinde (320, 520) umfasst, um eine beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) ausgelöste Drehbewegung einer Komponente (3) des Koppelmechanismus in eine Längsbewegung umzusetzen, wodurch die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander abgehoben werden.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reibelement (2, 2a, 2b, 2c) mitdrehend an einer Welle (3) gelagert ist, die einen Bestandteil des Koppelmechanismus bildet und die beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) gedreht wird.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) durch Einwirkung der Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520) axial beweglich ist, um die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander abzuheben.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Abhebeeinrichtung (7, 310, 710) ein axial bezüglich der Welle (3) bewegliches Hubelement (7) axial bewegt wird, um die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) voneinander abzuheben.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) mittels der Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 7, 310, 710; 36, 56) nur in einem Verlagerungsbereich als einem Teilbereich des maximalen Verstellbereiches des verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles (H, S) voneinander abhebbar sind
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Justiermittel (J) zur Einstellung des Verlagerungsbereiches des Kraftfahrzeugteiles (H, S) vorgesehen sind, in dem die Reibelemente (1, 2; 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c) mittels der Abhebeeinrichtung (31a, 300, 320, 520; 36, 56) voneinander abgehoben sind.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeeinrichtung (31a, 320, 520) über elastische Mittel (31b), insbesondere in Form einer Feder, auf die Reibelemente (1, 2) einwirkt, die zwischen der Abhebeeinrichtung (31a, 320, 520) und den Reibelementen (1, 2) vorgesehen sind.
Feststellvorrichtung zum Arretieren eines bezüglich einer Kraftfahrzeugstruktur verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles, das mittels der Feststellvorrichtung in einer jeweiligen durch Verlagerung erreichten Ruhelage arretierbar ist, mit – mindestens einem ersten Reibelement der Feststellvorrichtung und – mindestens einem zweiten Reibelement der Feststellvorrichtung, das beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles mittels eines Kraftübertragungselementes relativ zu dem ersten Reibelement bewegt wird und dabei unter Gleitreibungsbedingungen mit einer Reibfläche entlang einer Reibfläche des ersten Reibelementes gleiten kann und das in einer jeweiligen Ruhelage des Kraftfahrzeugteiles mit seiner Reibfläche unter Haftreibungsbedingungen an der Reibfläche des ersten Reibelementes anliegt, wobei die Reibelemente zur Erzeugung von Reibung zwischen den Reibflächen gegeneinander belastet sind, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reibelement (2) mit dem Kraftübertragungselement (3) über ein elastisches Zwischenglied (9, 26) in Verbindung steht, über das das Kraftübertragungselement (3) Kräfte in das zweite Reibelement (2) einleiten kann, um dieses relativ zu dem ersten Reibelement (1) zu bewegen, wobei die Reibflächen (10, 20) der beiden Reibelemente (1, 2) aneinander gleiten, und dass ein Umlenkmechanismus (6, 27, 28) vorgesehen ist, mit dem ein Teil der vom Kraftübertragungselement (3) übertragenen Kräfte so umgelenkt wird, dass die umgelenkte Kraft der Belastung der Reibelemente (1, 2) gegeneinander entgegenwirkt und die Belastung der Reibelemente (1, 2) gegeneinander reduziert
Feststellvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (9, 26) sich einerseits am zweiten Reibelement (2) und andererseits am Kraftübertragungselement (3) unmittelbar oder mittelbar abstützt.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenglied (9, 26) unter Vorspannung mit einem Moment auf das Kraftübertragungselement (3) einwirkt, das kleiner ist als das Haftreibmoment, das bei ruhendem zweiten Reibelement (2) durch das Zusammenwirken der Reibflächen (10, 20) der Reibelemente (1, 2) erzeugt wird.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenglied (9, 26) unter Vorspannung mit einem Moment auf das Kraftübertragungselement (3) einwirkt, das größer ist als das Gleitreibmoment, das durch die Gleitreibungskraft zwischen den Reibflächen (10, 20) der beiden Reibelemente (1, 2) erzeugt wird, wenn diese bei einer Relativbewegung des zweiten Reibelementes (2) bezüglich des ersten Reibelementes (1) aneinander gleiten.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Zwischenglied (9, 26) unter Vorspannung mit einem Moment auf das Kraftübertragungselement (3) einwirkt, welches das von Seiten des verlagerbaren Kraftfahrzeugteiles (H; S) in das Kraftübertragungselement (3) einzubringende Lösemoment mitbestimmt, bei dem die Feststellvorrichtung von der Haftreibung in Gleitreibung übergeht.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (9, 26) mindestens eine Rückstellfeder umfasst.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (9, 26) in mindestens einer Ausnehmung (25) des zweiten Reibelementes (2) angeordnet ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zwischenglied (9, 26) reibelementseitig an einer Wand der Ausnehmung (26) abstützt.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass am Kraftübertragungselement (3) ein Fortsatz (8, 35), insbesondere in Form eines Hebels, vorgesehen ist, über den das Kraftübertragungselement (3) auf das Zwischenglied (9, 26) einwirkt.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zwischenglied (9, 26) am Fortsatz (8, 35) abstützt.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (3) drehbar gelagert ist und beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) gedreht wird.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (3) durch eine um eine Achse (A) drehbar gelagerte Welle gebildet wird.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegung des Kraftübertragungselementes (3), ausgelöst durch ein Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) aus einer Ruhelage heraus, das elastische Zwischenglied (9, 26) unter Einwirkung des Kraftübertragungselementes (3) deformiert wird und dass hierbei Kraft in das zweite Reibelement (2) sowie in die Umlenkeinrichtung (6, 27, 28) eingeleitet wird.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Relativbewegung des zweiten Reibelementes (2) bezüglich des ersten Reibelementes (1), wobei die Reibflächen (10, 20) aneinander gleiten, das Zwischenglied (9, 26) unter der Einwirkung des Kraftübertragungselementes (3) nicht substanziell deformiert wird.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (1, 2) derart gegeneinander verspannt sind, dass sie die Tendenz haben, sich mit ihren Reibflächen (10, 20) aneinander anzulegen, und das mindestens ein Reibelement (2) entlang der Wirkrichtung der Vorspannung nachführbar bezüglich des anderen Reibelementes (1) gelagert ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Umlenkeinrichtung (6, 27, 28) umgelenkte Kraft als Entlastungskraft der Vorspannung entgegenwirkt.
Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung mindestens eine Schrägfläche (28) zur Umlenkung der vom Kraftübertragungselement (3) übertragenen Kraft aufweist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fortsatz (6) des Kraftübertragungselementes (3) bei einer Bewegung des Kraftübertragungselementes (3), ausgelöst durch ein Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) aus einer Ruhelage heraus, auf die mindestens eine Schrägfläche (28) gleitet, wodurch auf das Kraftübertragungselement (3) eine Kraft wirkt, die der Belastung der Reibelemente (1, 2) gegeneinander entgegenwirkt.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) aus der Ruhelage heraus und einer hiermit verbundenen Bewegung des Kraftübertragungselementes (3) der Fortsatz (6) erst nach Überwindung eines definierten Spieles auf die Schrägfläche (28) gelangt.
Feststellvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein fließfähiges Zusatzmedium (Z) vorgesehen ist, welches bei einer Relativbewegung der Reibelemente (1, 2) zwischen deren Reibflächen (10, 20) bring bar ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der Reibelemente (1, 2) mindestens ein Führungskanal vorgesehen ist, über den das fließfähige Zusatzmedium (Z) zwischen die einander zugeordneten Reibflächen (10, 20) bringbar ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmedium (Z) in einem Gehäuse (5) aufgenommen ist, in dem die Reibelemente (1, 2) vorgesehen sind.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das erste und zweite Reibelement (1, 2) derart gegeneinander verspannt sind, dass sie die Tendenz haben, sich mit ihren Reibflächen (10, 20) aneinander anzulegen, und dass mindestens ein Reibelement (2) entlang der Wirkrichtung der Vorspannung nachführbar bezüglich des anderen Reibelementes (1) gelagert ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibelement (2) elastisch gegen das andere Reibelement (1) vorgespannt ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Vorspannung ein elastisches Element (4), insbesondere in Form einer Druckfeder, vorgesehen ist.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (1, 2) in einem Gehäuse (5) angeordnet sind.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibelement (1) gehäusefest angeordnet ist und ein anderes Reibelement (2) beim Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) relativ zu dem einen Reibelement (1) beweglich am Gehäuse (5) gelagert ist.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reibelement (2) über ein Getriebe mit dem verlagerbaren Kraftfahrzeugteil (H, S) gekoppelt ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reibelement (2) mitdrehend auf einer Welle (3) gelagert ist, die bei einem Verlagern des Kraftfahrzeugteiles (H, S) gedreht wird.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reibelement (2) derart formschlüssig mit der Welle (3) verbunden ist, dass das zweite Reibelement (2) bezüglich der Welle (3) mitdrehend und gleichzeitig axial beweglich gelagert ist.
Feststellvorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung des zweiten Reibelementes (2) mit der Welle (3) eine Nut-Feder-Verbindung (V), ein Zahneingriff oder sonstige ineinander greifende Formschlussbereiche vorgesehen sind.
Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen (10, 20), über die die Reibelemente (1, 2) zusammenwirken, aus Materialien bestehen, die so gewählt sind, dass die Gleitreibung bei einer Relativbewegung der Reibelemente (1, 2) substantiell kleiner ist als die Haftreibung bei ruhender Anlage der Reibelemente (1, 2) über ihre Reibflächen (10, 20).