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Die
Erfindung betrifft einen Feststeller für ein Verstellelement
in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 sowie eine Überlastkupplung gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 23.
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Der
in Rede stehende Feststeller kann allen möglichen Verstellelementen
in einem Kraftfahrzeug zugeordnet sein. Beispiele für solche
Verstellelemente sind Türen, insbesondere Seitentüren,
Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben von Kraftfahrzeugen, aber auch
Staufachklappen oder verstellbare Kopfstützen von Kraftfahrzeugen.
Die Aufgabe des Feststellers ist in erster Linie die Fixierung der
Kraftfahrzeugtür in verschiedenen, möglichst in
beliebigen Stellungen. Allerdings darf der Feststeller die bedarfsweise
Verstellung des Verstellelements nicht spürbar behindern.
Diese beiden Aspekte stellen gegenläufige Anforderungen
an die Mechanik des Feststellers.
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Der
bekannte Feststeller (
DE
90 17 065 U1 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist als Türfeststeller ausgestaltet
und entsprechend einer Kraftfahrzeugtür zugeordnet. Der
Feststeller ist in das Scharnier der Kraftfahrzeugtür integriert,
wobei die beiden gelenkig gekoppelten Scharnierteile als Kupplungsteile ausgestaltet
sind.
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In
einer Ausführungsform trägt das eine Kupplungsteil
ein kugelförmiges, federvorgespanntes Kupplungselement,
das je nach Stellung der Kraftfahrzeugtür in Sperrmulden
des anderen Kupplungsteils einrastet. Mit diesem Grundprinzip ist
zwar die Fixierung der Kraftfahrzeugtür in verschiedenen Stellungen
auf einfache und robuste Weise möglich. Nachteilig ist
allerdings die Tatsache, dass die Verstellung der Kraftfahrzeugtür
zwischen der Offenstellung und der Schließstellung mit
mehreren störenden Einrastvorgängen verbunden
ist. Dies führt einerseits zu einem hohen Kraftaufwand
bei der Verstellung der Kraftfahrzeugtür und andererseits
zu einer ungewünschten Geräuschentwicklung. Insgesamt
ist der mit dem bekannten Feststeller verbundene Benutzungskomfort
gering.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Feststeller
derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Benutzungskomfort
erhöht wird.
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Das
obige Problem wird bei einem Feststeller gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich
ist die grundsätzliche Überlegung, dem mindestens
einen Kupplungselement für den Sperrzustand eine Sperrbahn
und für den Lösezustand eine neben der Sperrbahn
liegende, also separate, Bewegungsbahn zuzuordnen.
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Im
Sperrzustand ist das Kupplungselement an einer der Stellung des
Verstellelements entsprechenden Stelle auf der Sperrbahn festgelegt.
Im Lösezustand dagegen läuft das Kupplungselement
bei einer Verstellung des Verstellelements auf der Bewegungsbahn,
also neben der Sperrbahn. Die Bewegungsbahn bildet gewissermaßen
einen „Bypass” für das Kupplungselement
bezogen auf die Sperrbahn, so dass bei einer Verstellung des Verstellelements keine
störenden Einrastvorgänge oder dergleichen auf
der Sperrbahn erfolgen müssen.
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Mit
der vorschlagsgemäßen Lösung ist es auf
einfache Weise möglich, die Sperrbahn im Hinblick auf den
sperrenden Eingriff und die Bewegungsbahn im Hinblick auf ein reibungsarmes
Gleiten oder Rollen des Kupplungselements zu optimieren. Damit lässt
sich ein sicherer Sperrzustand einerseits und ein leichtgängiger
Lösezustand andererseits realisieren. Der resultierende
Benutzungskomfort ist hoch.
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Bei
der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2
ist es vorgesehen, dass die Überführung des Feststellers
vom Sperrzustand in den Lösezustand selbsttätig
erfolgt, nämlich, wenn eine manuelle Betätigung
des Verstellelements über eine Losbrechbelastung hinaus
erfolgt. Umgekehrt bewirkt der Wegfall der manuellen Betätigung
wieder ein Zurückfallen in den Sperrzustand. Diese Art
der Betriebsweise ist mit einem besonders hohen Benutzungskomfort
verbunden.
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Bei
der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch
9 stellt die Sperrbahn einen formschlüssigen, sperrenden
Eingriff mit dem Kupplungselement bereit. Damit lässt sich
der Sperrzustand auf besonders betriebssichere Weise realisieren.
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Insbesondere
sofern das dem Verstellelement zugeordnete Kupplungsteil um eine
Kupplungsachse drehbar ist, ist es gemäß Anspruch
13 in besonders bevor zugter Ausgestaltung vorgesehen, dass die Sperrbahn
und die Bewegungsbahn kreisförmig verlaufen und auf die
Kupplungsachse ausgerichtet sind. Damit lassen sich ganz besonders
kompakte Anordnungen realisieren.
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Die
weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß Anspruch
15 bis 19 betreffen konstruktive Aspekte, die eine besonders einfache
Einstellung der Losbrechbelastung auf dem jeweiligen Anwendungsfall
erlauben.
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Bei
der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch
20 handelt es sich bei dem Feststeller um einen Türfeststeller
einer Kraftfahrzeugtür. Bei der Kraftfahrzeugtür
kann es sich um eine Schwenk- oder um eine Schiebetür handeln.
Die obige leichte Einstellbarkeit der Losbrechbelastung ist für
diesen Anwendungsfall von besonderer Bedeutung.
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Bei
der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch
21 ist der Feststeller einer Klappe im Innenraum eines Kraftfahrzeugs,
insbesondere einer Staufachklappe zugeordnet. Hier kommt die hohe
Kompaktheit des vorschlagsgemässen Feststellers zum Tragen.
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Den
Anwendungsfall einer verstellbaren Kopfstütze betrifft
schließlich Anspruch 22. Hier ist die hohe Betriebssicherheit
im Sperrzustand selbstredend von größter Bedeutung.
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Nach
einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 23, der eigenständige
Bedeutung zukommt, ist erkannt worden, dass das oben erläuterte
Funktionsprinzip auch für eine Überlastkupplung
Anwendung finden kann. Eine solche Überlastkupplung dient
der Kupplung zweier die Antriebs- und die Abtriebsseite bereitstellender
Kupplungsteile und ist so ausgelegt, dass das Überschreiten
einer Losbrechbelastung zwischen Antriebs- und Abtriebsseite zur
Entkupplung der beiden Kupplungsteile führt.
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Die
vorschlagsgemäße Überlastkupplung entspricht
von ihrem grundsätzlichen Aufbau her dem Aufbau des vorschlagsgemäßen
Feststellers, wobei die Kupplungsteile im montierten Zustand in
einen Antriebsstrang geschaltet sind. Dies kann beispielsweise der
Antriebsstrang des Antriebs einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs
sein. Alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen
Feststeller gelten insoweit in vollem Umfange für die vorschlagsgemäße Überlastkupplung.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 eine
Kraftfahrzeugtür mit vorschlagsgemäßem
Feststeller a) in einer teilweise geschnittenen Ansicht von oben,
b) den Feststeller in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht
und c) den Feststeller in einer perspektivischen Ansicht,
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2 den
Feststeller gemäß 1 a) im
unmontierten Zustand in einer teilweise geschnittenen Ansicht von
oben und b) in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,
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3 den
Feststeller gemäß 1 im unmontierten
Zustand in einer weiteren Ausführungsform a) in einer geschnittenen
Ansicht von oben und b) in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,
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4 die
auf das Kupplungselement wirkenden Kräfte a) in einer Seitenansicht
und b) in einer Ansicht von oben,
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5 a)
eine Staufachklappe und b) eine Handschuhfachklappe, jeweils mit
vorschlagsgemäßem Türfeststeller in einer
geschnittenen Seitenansicht,
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6 eine
verstellbare Kopfstütze mit einem vorschlagsgemäßen
Feststeller in einer teilweise geschnittenen Ansicht von vorne und
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7 eine
vorschlagsgemäße Überlastkupplung im
unmontierten Zustand in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.
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Zunächst
darf darauf hingewiesen werden, dass in der Zeichnung Bezugszeichen
für Komponenten, die mehrfach oder auch in beiden Ausführungsbeispielen
auftauchen, im Sinne einer übersichtlichen Darstellung
nicht notwendigerweise mehrfach angegeben sind.
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Bei
der in den 1 bis 4 dargestellten Anordnung
ist der Feststeller mit der Kraftfahrzeugtür 1 einerseits
und der Kraftfahrzeugkarosserie 2 andererseits gekoppelt.
Diese Kopplung kann über eine Koppelmechanik 3 oder
aber direkt, also ohne Koppelmechanik 3 erfolgen. Im letztgenannten
Fall kann der Feststeller beispielsweise koaxial zu der Scharnierachse
der Kraftfahrzeugtür 1 montiert werden.
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Bei
dem in 1 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist eine obige Koppelmechanik 3 vorgesehen. Die Koppelmechanik 3 ist
hier und vorzugsweise mit einem Ritzel-Zahnstangen-Getriebe 4 ausgestattet.
Dabei ist die Zahnstange 4a des Ritzel-Zahnstangen-Getriebes 4 schwenkbar
an die Kraftfahrzeugkarosserie 2 angelenkt. Das Ritzel 4b dagegen
befindet sich am Feststeller selbst. Dadurch, dass der Feststeller
das Ritzel 4b in geeigneter Weise fixiert, kann die Kraftfahrzeugtür 1 in
beliebigen Zwischenstellungen festgestellt werden.
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Der
Feststeller ist in üblicher Weise mit einem Gehäuse 1a ausgestattet,
das über ein Schwenklager 1b mit der Kraftfahrzeugtür 1 gekoppelt
ist.
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Der
Feststeller ist zur Erzeugung der gewünschten Feststellkraft
bzw. des Feststellmoments mit einer Feststellmechanik 5 ausgestattet.
Zwei bevorzugte Varianten einer Feststellmechanik 5 sind
in den 2 und 3 dargestellt.
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Bei
beiden in den 2 und 3 dargestellten
und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die
Feststellmechanik 5 mit zwei Kupplungsteilen 6, 7 ausgestattet,
wobei im montierten Zustand das eine Kupplungsteil 6 dem
Verstellelement 1 zugeordnet und das andere Kupplungsteil 7 festgelegt
ist.
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Mit
der Zuordnung des Kupplungsteils 6 zu dem Verstellelement 1 ist
gemeint, dass das Kupplungsteil 6 mit dem Verstellelement 1 antriebstechnisch
gekoppelt ist. Dies ist hier und vorzugsweise über die
Koppelmechanik 3, insbesondere über das Ritzel-Zahnstangen-Getriebe 4 vorgesehen.
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Zwischen
den beiden Kupplungsteilen 6, 7 ist mindestens
ein verlagerbares Kupplungselement 8 angeordnet, das der
Kupplung der beiden Kupplungsteile 6, 7 dient.
Dabei steht das Kupplungselement 8 im Sperrzustand mit
beiden Kupp lungsteilen 6, 7 in sperrendem Eingriff
und sperrt, hier über die Koppelmechanik 3, die
Verstellung des Verstellelements 1. Im Lösezustand
steht das Kupplungselement 8 mit zumindest einem Kupplungsteil 6, 7,
hier mit dem festgelegten Kupplungsteil 7, in nicht sperrendem
Eingriff und gibt damit die Verstellung des Verstellelements 1 frei.
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Der
Begriff „sperrender Eingriff” ist vorliegend weit
zu verstehen und umfasst sowohl einen lediglich kraftschlüssigen
Eingriff als auch einen formschlüssigen Eingriff. Dies
wird weiter unten noch erläutert.
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Hier
und vorzugsweise sind insgesamt drei Kupplungselemente 8 vorgesehen.
Bei entsprechend symmetrischer Anordnung lässt sich hierdurch
eine in vorteilhafter Weise gleichmäßige Belastung
der Anordnung erzielen.
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Zur
Realisierung des Sperrzustands einerseits und des Lösezustands
andererseits ist vorschlagsgemäß eines der Kupplungsteile 6, 7 mit
einer Sperrbahn 9 und einer Bewegungsbahn 10 ausgestattet.
Die Sperrbahn 9 dient dem sperrenden Eingriff mit dem Kupplungselement 8 im
Sperrzustand. Die Bewegungsbahn 10 dient dem nicht sperrenden Eingriff
mit dem Kupplungselement 8 im Lösezustand. Dabei
liegt die Sperrbahn 9 neben, insbesondere unmittelbar neben
der Bewegungsbahn 10 und ist vorzugsweise parallel zu der
Bewegungsbahn 10 ausgerichtet.
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Im
Sperrzustand ist das Kupplungselement 8 nun an einer der
Stellung des Verstellelements 1 entsprechenden Stelle auf
der Sperrbahn 9 festgelegt. Dabei entspricht eine Stelle
auf der Sperrbahn 9 regelmässig mehreren Stellungen
des Verstellelements 1. Im Lösezustand dagegen
läuft das Kupplungselement 8 bei einer Verstellung
des Verstellelements 1 auf der Bewegungsbahn 10.
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In
beiden obigen Fällen steht das Kupplungselement 8 hier
und vorzugsweise in Eingriff mit dem dem Verstellelement 1 zugeordneten
Kupplungsteil 6, das als Mitnehmer für das Kupplungselement 8 dient.
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Aus
den Darstellungen in den 2 und 3 wird klar,
dass eine Einstellung des Sperrzustands und des Lösezustands
durch eine Verlagerung des Kupplungselements 8 auf die
Sperrbahn 9 und die Bewegungsbahn 10 möglich
ist.
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Die
obige Verlagerung des Kupplungselements 8 kann grundsätzlich
mittels eines Aktuators erfolgen. Hier und vorzugsweise ist es allerdings
so, dass aus dem Sperrzustand heraus eine manuelle Betätigung
des Verstellelements 1 über eine Losbrechbelastung
hinaus eine Lösebewegung des Kupplungselements 8 von
der Sperrbahn 9 auf die Bewegungsbahn 10 bewirkt,
und dass, umgekehrt, aus dem Lösezustand heraus der Wegfall
der Betätigungsbelastung ein Zurückfallen des
Kupplungselements 8 von der Bewegungsbahn 10 auf
die Sperrbahn 9 bewirkt. Dieser Automatismus geht im wesentlichen
zurück auf eine geeignete Auslegung der Kupplungsteile 6, 7 sowie
auf eine Vorspannung der beiden Kupplungsteile 6, 7 gegeneinander.
Dies wird weiter unten noch im Detail erläutert.
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Hier
und vorzugsweise ist das dem Verstellelement 1 zugeordnete
Kupplungsteil 6 um eine Kupplungsachse 11 drehbar.
Denkbar ist aber auch, dass das Kupplungsteil 6 längsverschieblich
ausgebildet ist.
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Insbesondere
bei der drehbaren Ausgestaltung des dem Verstellelement 1 zugeordneten
Kupplungsteils 6 ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest
dieses Kupplungsteil 6 als Kupplungsscheibe ausgestaltet
ist, wobei die Kupplungsscheibe dann weiter vorzugsweise im wesentlichen
kreisrund ausgestaltet ist.
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Bei
den dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispielen
sind beide Kupplungsteile 6, 7 im wesentlichen
scheibenförmig ausgestaltet. Dabei sind die jeweiligen
Scheibenflächen 6a, 7a einander zugewandt.
Bei der Darstellung in 2a) ist ein
Viertelabschnitt des Kupplungsteils 6 nicht dargestellt,
so dass die Scheibenfläche 7a des Kupplungsteils 7 erkennbar
ist. Es darf darauf hingewiesen werden, dass das festgelegte Kupplungsteil 7 des
in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels
identisch zu dem in 2 dargestellten festgelegten
Kupplungsteil 7 ausgestaltet ist.
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Hier
und vorzugsweise ist die Feststellmechanik 5 so mit der
Kraftfahrzeugtür 1 einerseits und der Kraftfahrzeugkarosserie 2 andererseits
gekoppelt, dass eine Verstellung der Kraftfahrzeugtür 1 eine
Scheibenrelativbewegung bewirkt, bei der sich die Scheibenflächen 6a, 7a aneinander
entlang bewegen. Hier und vorzugsweise handelt es sich bei der Scheibenrelativbewegung
um eine rotatorische Bewegung unter Beibehaltung der Parallelität
der einander zugewandten Scheibenflächen 6a, 7a.
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Der
Begriff „Scheibe” und der Begriff „Scheibenfläche” sind
vorliegend weit zu verstehen. Gemeint ist damit jeweils nur die übergeordnete
Formgebung. Eine exakt ebene Ausgestaltung der jeweiligen Scheibe
bzw. den jeweiligen Scheibenfläche ist damit nicht gemeint.
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Grundsätzlich
können die beiden Kupplungsteile 6, 7 im
wesentlichen identische Außenabmessungen aufweisen. Bei
dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist es allerdings so, dass das festgelegte Kupplungsteil 7 Bestandteil
des Gehäuses 1a des Feststellers ist. Dies führt
insgesamt zu einer besonders kompakten Anordnung.
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In
besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das mindestens eine Kupplungselement 8 als
Kugel ausgestaltet. Die Formstabilität und die leichte
Verlagerbarkeit einer Kugel sind hier besonders von Vorteil. Grundsätzlich
sind aber auch andere Formen für das Kupplungselement 8 denkbar.
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Es
lässt sich den Darstellungen in den 2b)
und 3b) entnehmen, dass hier und vorzugsweise
das Kupplungselement 8 zwischen den beiden Kupplungsteilen 6, 7 eingespannt
ist. Das dem Verstellelement 1 zugeordnete Kupplungsteil 6 ist
gegenüber dem festgelegten Kupplungsteil 7 entsprechend
vorgespannt. Hierfür ist zunächst das Kupplungsteil 6 auf
der Kupplungswelle 11a drehfest, aber axial verschiebbar
angeordnet. Die Welle 11a ist mit dem Ritzel 4b drehfest
verbunden.
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Die
Vorspannung ist hier und vorzugsweise durch eine Federanordnung 12 realisiert,
die als Schraubendruckfeder ausgestaltet und auf die Kupplungswelle 11a aufgesetzt
ist. Mit einer solchen Anordnung lässt sich die Vorspannung
auf einfache Weise ein- bzw. nachstellen.
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Grundsätzlich
kann es auch vorteilhaft sein, dass zumindest ein Teil der Vorspannung
durch eine Magnetanordnung 13 realisiert ist. Dies ist
in 3 gezeigt. Die Magnetanordnung 13 ist
mit drei scheibenförmigen Magneten 13a ausgestattet,
die in das dem Verstellelement 1 zugeordnete Kupplungsteil 6 integriert
sind und die eine Anziehungskraft auf das festgelegte Kupplungsteil 7 ausüben.
Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung ist die Magnetanordnung 13 ergänzend
zu einer Federanordnung 12 vorgesehen. Grundsätzlich
ist es natürlich denkbar, die Vorspannung ausschließlich
mit der Magnetanordnung 13 zu realisieren.
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Für
die Realisierung der sperrenden Wirkung der Sperrbahn 9 sind
verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten denkbar. Bei einer
bevorzugten Möglichkeit stellt die Sperrbahn 9 einen
kraftschlüssigen, sperrenden Eingriff zwischen dem Kupplungselement 8 und
der Sperrbahn 9 bereit, wobei die Sperrbahn 9 dann
vorzugsweise als Reibfläche für das Kupplungselement 8 ausgestaltet
ist. Vorteilhafterweise ist die Sperrbahn 9 bei einer solchen
Konstellation auf einen hohen Reibwert für das Kupplungselement 8 hin
optimiert.
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Bei
den dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispielen
stellt die Sperrbahn 9 allerdings einen formschlüssigen,
sperrenden Eingriff zwischen dem Kupplungselement 8 und
der Sperrbahn 9 bereit. Um eine Feststellung des Verstellelements 1 in
mehreren, insbesondere in allen Stellungen des Verstellelements 1 gewährleisten
zu können, ist es weiter vorzugsweise so, dass die Sperrbahn 9 entlang
ihrer Erstreckung sich wiederholende Ausformungen für den
formschlüssigen Eingriff mit dem Kupplungselement 8 aufweist.
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Für
den formschlüssigen, sperrenden Eingriff mit dem Kupplungselement 8 ist
die Sperrbahn 9 vorzugsweise mit einer Mehrzahl entlang
der Erstreckung der Sperrbahn 9 angeordneter Sperrmulden 14 ausgestattet.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung sind die Sperrmulden 14 unmittelbar
nebeneinander angeordnet oder jedenfalls jeweils lediglich durch
einen Steg voneinander beabstandet angeordnet. Es lässt
sich der Darstellung gemäß 2a)
entnehmen, dass damit der Formschluss zwischen dem Kupplungselement 8 und
der Sperrbahn 9 herstellbar ist.
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Es
lässt sich den Darstellungen in den 2b)
und 3b) entnehmen, dass die Sperrmulde 14 eine
Zugangskontur 15 aufweist, über die das Kupplungselement 8 in
einer Lösebewegung aus der jeweiligen Sperrmulde 14 herauslaufen
kann.
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Auch
für die Realisierung der Bewegungsbahn 10 sind
verschiedene Möglichkeiten denkbar. Hier und vorzugsweise
ist die Bewegung als Gleitbahn ausgestaltet, so dass das Kupplungselement 8 im
Lösezustand bei einer Verstellung des Verstellelements 1 auf
der Bewegungsbahn 10 gleitet. Denkbar ist aber auch, dass
die Bewegungsbahn 10 als Rollbahn ausgelegt ist, insbesondere,
dass ein Abrollen des Kupplungselements 8 auf der Bewegungsbahn 10 vorgesehen
ist. In beiden Fällen ist es vorzugsweise so, dass die
Oberfläche der Bewegungsbahn 10 auf einen geringen
Reibwert für das Kupplungselement 8 hin optimiert
ist, um die Verstellung des Verstellelements 1 im Lösezustand
möglichst geringfügig zu behindern.
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Grundsätzlich
kann es vorgesehen sein, dass die Sperrbahn 9 und die Bewegungsbahn 10 gerade
verlaufen. Dies ist dann der Fall, wenn auch eine gerade Verstellung
des dem Verstellelement 1 zugeordneten Kupplungsteils 6 vorgesehen
ist.
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Hier
und vorzugsweise ist es allerdings so, dass die Sperrbahn 9 und
die Bewegungsbahn 10 kreisförmig verlaufen und
auf eine Achse, hier auf die Kupplungsachse 11, ausgerichtet
sind. Dabei ist die Bewegungsbahn 10 radial innen und die
Sperrbahn 9 radial außen gelegen. Dies kann grundsätzlich
auch umgekehrt vorgesehen sein.
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Wesentlich
für die Funktionsweise des vorschlagsgemäßen
Feststellers ist, dass das Kupplungsteil 6, 7,
das die Sperr- und Bewegungsbahn 9, 10 nicht aufweist,
geeignete Eingriffsmittel 16 für das Kupplungselement 8 aufweist.
Diese Eingriffsmittel 16 sorgen dafür, dass im
Sperrzustand dem sperrenden Eingriff zwischen dem Kupplungselement 8 und der
Sperrbahn 10 des Kupplungsteils 7 ein entsprechender
sperrender Eingriff zwischen dem Kupplungselement 8 und
dem Kupplungsteil 6 gegenübersteht. Ferner sorgen
die Eingriffsmittel 16 dafür, dass im Lösezustand
bei einer Verstellung des Verstellelements 1 das Kupplungselement 8 derart
mitgenommen oder gehalten wird, dass es auf der Bewegungsbahn 10 läuft.
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Hier
und vorzugsweise ist als Eingriffsmittel 16 für
jedes Kupplungselement 8 eine Mitnahmekulisse 16 für
den Eingriff mit dem jeweiligen Kupplungselement 8 vorgesehen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Mitnahmekulisse 16 durch
eine muldenartige Ausformung in dem zugeordneten Kupplungsteil 6 gebildet.
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Bei
den dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispielen
ist die Mitnahmekulisse 16 als geschlossene Kulisse ausgestaltet,
die eine sehr beschränkte Verlagerung des Kupplungselements 8 relativ
zu dem die Mitnahmekulisse 16 aufweisenden Kupplungsteil 6 erlaubt.
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Mit
einer aufeinander abgestimmten Ausgestaltung der Mitnahmekulisse 16,
der Sperrbahn 9 und der Bewegungsbahn 10 lässt
sich nun die oben angesprochene, selbsttätige Einstellung
von Sperrzustand und Lösezustand realisieren. Im Sperrzustand
muss sichergestellt werden, dass das Kupplungselement 8 nicht
willkürlich von der Sperrbahn 9, hier aus einer
Sperrmulde 14 heraus, auf die Bewegungsbahn 10 verlagert
wird. Die Kupplungsteile 6, 7, insbesondere die
Sperrmulden 14, sind hierfür derart ausgestaltet,
dass die Vorspannung zwischen den Kupplungsteilen 6, 7 im
Sperrzustand das Kupplungselement 8 – im Hinblick
auf eine Verlagerung des Kupplungselements 8 auf die Bewegungsbahn 10 – mit
einer Rückhaltekraft in der Sperrmulde 14 hält.
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Zur
Realisierung der obigen Rückhaltekraft ist die Zugangskontur 15 als
Schräge ausgestaltet, so dass die Vorspannung der beiden
Kupplungsteile 6, 7 gegeneinander das Kupplungselement 8 in
der jeweiligen Sperrmulde 14 hält.
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Es
lässt sich den Darstellungen in den 2b)
und 3b) entnehmen, dass das Herauslaufen des
Kupplungselements 8 aus der Sperrmulde 14, also
die Lösebewegung des Kupplungselements 8, entsprechend
zu einem Anheben des dem Verstellelement 1 zugeordneten
Kupplungsteils 6 gegen die Vorspannung zwischen den beiden
Kupplungsteilen 6, 7 führt. Dies hat
einen besonderen Vorteil bei der zumindest teilweisen Realisierung
der Vorspannung zwischen den Kupplungsteilen 6, 7 durch
eine Magnetanordnung 13. Dadurch, dass die Lösebewegung des
Kupplungselements 8 mit einem Anheben des dem Verstellelement 1 zugeordneten
Kupplungsteils 6 verbunden ist, wird mit der Lösebewegung
gleichzeitig der magnetisch wirksame Spalt zwischen den beiden Kupplungsteilen 6, 7 vergrößert,
wodurch die Vorspannung entsprechend reduziert wird. Mit dieser Reduzierung
der Vorspannung geht eine Reduzierung der auf das Kupplungselement 8 im
Lösezustand wirkenden Reibkraft einher, was den Benutzungskomfort
bei der Verstellung des Verstellelements 1 weiter erhöht.
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Weiter
ist es vorzugsweise so, dass die Mitnahmekulisse 16 eine
Anlaufschräge 17 aufweist, die im Sperrbetrieb
bei einer manuellen Belastung des Verstellelements 1 auf
das Kupplungselement 8 wirkt und dieses mit einer Aushebekraft
gegen die Rückhaltekraft aus der Sperrmulde 14 herausdrückt.
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Die
auf das Kupplungselement 8 wirkenden Kräfte sind
für diese Situation bei einer Zugangskontur 15 mit
Schrägenwinkel β und einer Mitnahmekulisse 16 mit
Anlaufschräge 17 mit Schrägenwinkel α in 4 dargestellt.
Dabei handelt es sich bei der Kraft FD um
ein Drittel der Vorspannkraft zwischen den beiden Kupplungsteilen 6, 7 (drei
Kupplungselemente 8). Bei der Konstante μ handelt
es sich um den relativen Reibkoeffizienten zwischen dem dem Verstellelement 1 zugeordneten
Kupplungsteil 6 und dem Kupplungselement 8. Bei
der Kraft FN1 handelt es sich um die von
der Anlaufschräge 17 der Mitnahmekulisse 16 auf
das Kupplungselement 8 wirkende Normalkraft. Bei der Kraft
FN2 handelt es sich um die von der Zugangskontur 15 auf
das Kupplungselement 8 wirkende Normalkraft.
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Um
das Kupplungselement
8 aus dem Sperrbetrieb heraus auf
die Bewegungsbahn
10 zu verlagern und damit in den Lösezustand
zu schalten, ist bei einem Durchmesser d der kreisförmigen
Sperrbahn
9 das folgende Losbrechmoment zwischen den beiden
Kupplungsteilen
6,
7 aufzubringen (unter Vernachlässigung
der Reibkraft zwischen dem Kupplungselement
8 und dem die
Bahnen
9,
10 aufweisenden Kupplungsteil
7):
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Der
obigen Berechnung lässt sich die Tatsache entnehmen, dass
das Losbrechmoment von der Geometrie der Anordnung, von der Vorspannung zwischen
den beiden Kupplungsteilen 6, 7 und vom relativen
Reibkoeffizienten μ abhängt. Vorteilhaft dabei
ist die Tatsache, dass diese Parameter auf einfache Weise einstellbar
sind. Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, dass sich die Vorspannung
zwischen den beiden Kupplungsteilen 6, 7 auch
nachträglich einstellen lässt.
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Um
sicherzustellen, dass der Übergang vom Lösezustand
in den Sperrzustand bei Wegfall der manuellen Belastung auf das
Verstellelement 1 selbsttätig erfolgt, ist es
vorzugsweise vorgesehen, dass die Bewegungsbahn 10 quer
zu deren Erstrec kung geneigt ist derart, dass die Vorspannung zwischen
den beiden Kupplungsteilen 6, 7 im Lösezustand
das Kupplungselement 8 mit einer Rückstellkraft
in Richtung der Sperrbahn 9, insbesondere in Richtung einer
Sperrmulde 14, drückt. Die Neigung der Bewegungsbahn 10 um
den Neigungswinkel 7 ist in den 2b)
und 3b) dargestellt.
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Die
Mitnahmekulisse 16 weist nun vorzugsweise eine weitere
Anlaufschräge 18 auf, die im Lösezustand
bei einer manuellen Verstellung des Verstellelements 1 auf
das Kupplungselement 8 wirkt und dieses mit einer Haltekraft
auf der Bewegungsbahn 10 hält. Dies ist notwendig,
da das Kupplungselement 8 durch die obige Neigung der Bewegungsbahn 10 in
Richtung der Sperrbahn 9 drängt. Vorteilhaft bei
der Ausgestaltung mit zwei Anlaufschrägen 17, 18 ist
die Tatsache, dass die eine Anlaufschräge 17 auf
eine optimale Losbrechbelastung hin ausgelegt werden kann und dass
unabhängig davon die andere Anlaufschräge 18 optimal
auf das Halten des Kupplungselements 8 auf der Bewegungsbahn 10 hin
ausgelegt werden kann.
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Vorzugsweise
sind die beiden Anlaufschrägen 17, 18 unmittelbar
hintereinander angeordnet. In besonders bevorzugter Ausgestaltung
gehen die beiden Anlaufschrägen 17, 18 damit
praktisch ineinander über.
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Um
die Verlagerung des Kupplungselements 8 zwischen der Sperrbahn 9 und
der Bewegungsbahn 10 zu ermöglichen, ist die Mitnahmekulisse 16 vorzugsweise
so ausgelegt, dass sie eine Verlagerung des Kupplungselements 8 innerhalb
der Mitnahmekulisse 16 zwischen einem Sperrbereich und
einem Lösebereich erlaubt. In der Zeichnung ist das im Sperrbereich
befindliche Kupplungselement 8 in durchgezogener Linie
und das im Lösebereich befindliche Kupplungselement 8 in
strichpunktierter Linie dargestellt. Es lässt sich der
Darstellung in 2a) besonders gut entnehmen,
dass das im Sperrbereich gelegene Kupplungselement 8 mit
einer Sperrmulde 14 und das im Lösebereich gelegene Kupplungselement 8 mit
der Bewegungsbahn 10 in Eingriff steht.
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Hier
und vorzugsweise ist die Mitnahmekulisse 16 nach Art eines
insbesondere gleichschenkligen Dreiecks ausgestaltet, wobei die
Spitze 19 des Dreiecks den oben angesprochenen Feststellbereich und
die Basis 19a des Dreiecks den Lösebereich der Mitnahmekulisse 16 bildet.
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Grundsätzlich
sind auch andere Formgebungen für die Mitnahmekulisse 16 denkbar.
Die Dreiecksform ist aber von besonderem Vorteil, insbesondere was
die selbsttätige Umschaltung vom Sperrzustand in den Lösezustand
in beiden Verstellrichtungen des Verstellelements 1 angeht.
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Bei
der Ausgestaltung der Mitnahmekulisse 16 nach Art eines
gleichschenkligen Dreiecks bilden die beiden hintereinander angeordneten
Anlaufschrägen 17, 18 vorzugsweise einen
Schenkel 19 des Dreiecks. Dies gilt vorzugsweise für
beide Schenkel 19 des Dreiecks. Es versteht sich, dass
es sich hierbei nur um eine angenäherte Dreiecksform handelt,
da die Schenkel 19 durch die unterschiedlichen Anlaufschrägen 17, 18 nicht
exakt gerade ausgestaltet sind.
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Vorteilhaft
bei der obigen dreiecksförmigen Mitnahmekulisse 16 ist
einerseits die Tatsache, dass dieselbe Mitnahmekulisse 16 in
beiden Verstellrichtungen des Verstellelements 1 gleichermaßen
wirksam ist. Andererseits ist vorteilhaft, dass durch die ineinander übergehenden
Anlaufschrägen 17, 18 ein stetiger Übergang
vom Sperrzustand in den Lösezustand und anders herum möglich
ist.
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Es
wurde schon darauf hingewiesen, dass zahlreiche Anwendungsbeispiele
für den vorschlagsgemäßen Feststeller
denkbar sind.
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Bei
der in den 1 bis 4 dargestellten Ausgestaltung
ist das Verstellelement 1 als Kraftfahrzeugtür
ausgestaltet, wobei der Feststeller, wie erläutert, im
montierten Zustand über eine Koppelmechanik 3 mit
der Kraftfahrzeugtür 1 einerseits und einem feststehenden
Element, hier mit der Kraftfahrzeugkarosserie, andererseits gekoppelt
ist. Auf die Koppelmechanik 3 kann auch verzichtet werden,
beispielsweise wenn der Feststeller unmittelbar in das Scharnier
der Kraftfahrzeugtür 1 integriert ist.
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Bei
den in 5 dargestellten Ausgestaltungen ist das Verstellelement 1 als
Klappe im Innenraum des Kraftfahrzeugs, insbesondere als Staufachklappe
oder als Handschuhfachklappe, ausgestaltet, wobei der Feststeller
mit der Feststellmechanik 5 hier im montierten Zustand
unmittelbar mit den der Klappe 1 zugeordneten Scharnierteilen
gekoppelt ist. Grundsätzlich kann hier auch eine Koppelmechanik 3 zwischengeschaltet
sein.
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Bei
der in 6 dargestellten Ausgestaltung ist das Verstellelement 1 als
verstellbare Kopfstütze im Innenraum eines Kraftfahrzeugs
ausgestaltet, wobei der Feststeller mit der Feststellmechanik 5 hier
im montierten Zustand mit der Kopfstütze 1 gekoppelt ist.
Die Kopfstütze 1 weist in üblicher Weise
mindestens ein im wesentlichen vertikal verlaufendes Führungsteil 1c,
hier zwei solcher Führungsteile 1c, auf. Der Feststeller
ist nun einerseits am Kraftfahrzeugsitz festgelegt und andererseits
mit einem der Führungsteile 1c gekoppelt. Hier
und vorzugsweise ist das entsprechende Führungsteil 1c mit
einer Verzahnung oder dergleichen ausgestattet, die mit dem Ritzel
des Feststellers kämmt.
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Nach
einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung
zukommt, wird eine Überlastkupplung beansprucht, die in
ihrem grundsätzlichen Aufbau dem Aufbau der in den 2 und 3 dargestellten
Feststellmechaniken 5 entspricht. Eine ganz schematische
Ansicht der vorschlagsgemäßen Überlastkupplung
ist in 7 dargestellt.
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Die Überlastkupplung
ist in üblicher Weise mit zwei die Antriebsseite und die
Abtriebsseite bereitstellenden Kupplungsteilen 6, 7 ausgestattet,
die in den Antriebsstrang beispielsweise des Antriebs einer Heckklappe
eines Kraftfahrzeugs geschaltet sind. Eine Belastung zwischen der
Antriebsseite und der Abtriebsseite über eine Losbrechbelastung
hinaus bewirkt entsprechend das Auskuppeln.
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Zwischen
den Kupplungsteilen 6, 7 ist mindestens ein verlagerbares
Kupplungselement 8 angeordnet, wobei das Kupplungselement 8 im
Sperrzustand, also im eingekuppelten Zustand, mit beiden Kupplungsteilen 6, 7 in
sperrendem Eingriff steht und damit eine Relativbewegung zwischen
den Kupplungsteilen 6, 7 sperrt und wobei das
Kupplungselement 8 im Lösezustand, also im entkuppelten
Zustand, mit zumindest einem Kupplungsteil 7 in nicht sperrendem
Eingriff steht und damit die Relativbewegung freigibt.
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Wesentlich
ist nun für die vorschlagsgemäße Überlastkupplung,
dass eines der Kupplungsteile 7 für den sperrenden
Eingriff mit dem Kupplungselement 8 eine Sperrbahn 9 und
für den nicht sperrenden Eingriff mit dem Kupplungselement 8 eine
neben der Sperrbahn 9 liegende Bewegungsbahn 10 aufweist.
Ferner ist es so, dass das Kupplungselement 8 im Sperrzustand
an einer der Relativverstellung zwischen den Kupplungsteilen 6, 7 entsprechenden Stelle
auf der Sperrbahn 9 festgelegt ist und im Lösezustand
bei einer Relativverstellung auf der Bewegungsbahn läuft.
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Insbesondere
bewirkt aus dem Sperrzustand heraus eine Betätigungsbelastung
zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite über eine
Losbrechbelastung hinaus eine Lösebewegung des Kupplungselements 8 von
der Sperrbahn 9 auf die Bewegungsbahn 10, was
dem Lösezustand, also dem entkuppelten Zustand entspricht.
Aus dem Lösezustand heraus dagegen bewirkt der Wegfall
der Betätigungsbelastung vorzugsweise wie oben ein Zurückfallen
des Kupplungselements 8 von der Bewegungsbahn 10 auf
die Sperrbahn 9, was dem Sperrzustand, also dem eingekuppelten
Zustand entspricht.
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Aus
der obigen Erläuterung der vorschlagsgemäßen Überlastkupplung
wird deutlich, dass die vorschlagsgemäße Überlastkupplung
nichts anderes ist als der obige Feststeller, bei dem das Kupplungsteil 7 gerade
nicht festgelegt ist, sondern die Antriebsseite oder die Abtriebsseite
der Überlastkupplung bildet. Insoweit darf in vollem Umfange
auf die obigen Erläuterungen verwiesen werden, wobei das feststehende
Kupplungsteil 7 entsprechend durch ein entsprechend verstellbares,
insbesondere drehbares Kupplungsteil zu ersetzen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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