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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Längseinstellen
eines länglichen Betätigungselements, beispielsweise
eines Endstücks einer Seele eines Bowden-Seilzugs.
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Bowden-Seilzüge
werden in Fahrzeugen zur mechanischen Übertragung von Befehlen
zur Betätigung von Hebeln in Schaltungs-, Kupplungs-, oder Bremsanordnungen
sowie sonstigen mechanischen Systemen verwendet. Dabei ist es regelmäßig
notwendig, eine Längseinstellung der Seele des Bowden-Seilzugs
vorzunehmen, wenn diese an ein mechanisches Element wie etwa einen
Hebel angebracht wird. Das Endstück einer Seele eines Bowden-Seilzugs
ist zu diesem Zweck typischerweise als ein starres längliches
Betätigungselement ausgebildet, das sich koaxial in Richtung
der Seele erstreckt und umfangseitig ein Rippenprofil aufweist,
in das ein entsprechendes Rippenprofil eines Längseinstellers von
außen eingreifen kann, um die Längsposition des Betätigungselements
relativ zum Längseinsteller zu fixieren.
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Aus
der
US 6,021,689 ist
eine Vorrichtung bekannt, mit der die Seele eines Zug-/Druck-Betätigungszugs
an einem Hebel gelenkig verankert wird. Dabei ist ein Verbindungsring
mit einer sphärischen Außenfläche koaxial
in einem rohrförmigen Gehäuse mit einer zur Schwenkachse
des Hebels parallelen Mittelachse kugelgelagert. Seitlich weist
das rohrförmige Gehäuse Querschlitze auf. Der
Verbindungsring hat eine zentrale axiale Öffnung und eine
Querbohrung senkrecht zur Mittelachse. Ein profiliertes Ende des
Zug-/Druck-Betätigungszugs kann durch die seitlichen Schlitze
und die Querbohrung des Verbindungsrings geführt werden.
Um den Betätigungszug gegen Längsverschiebungen
zu sichern, wird ein Sicherungselement axial in die zentrale axiale Öffnung
des Gehäuses gedrückt, wobei das Sicherungselement
mit Klemmspangen versehen ist, die in das Profil des Betätigungszugs
eingreifen.
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Nachteilig
an dem in der
US 6,021,686 beschriebenen
System ist, dass der Betätigungszug nur durch Anwendung
eines Werkzeugs von der offenen Unterseite des Gehäuses
gelöst werden kann. Besonders in sehr engen Bereichen in
Fahrzeugen ist dies sehr umständlich oder gar unmöglich.
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Aus
der
DE 198 00 850
B4 ist ein Längseinsteller auf der Seele eines
Betätigungszugs bekannt, wobei eine in Längsrichtung
des Betätigungszugs wirkende Feder mittels einer keilförmigen
Nase ein Rastelement quer zur Längsrichtung des Betätigungszugs
drückt, wobei das Rastelement in ein Profil des Betätigungszugs
greift und dieses somit gegen Längsverschiebungen sichert.
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Nachteilig
hierbei ist, dass zum Lösen des Betätigungszugs
die Feder manuell zurückgezogen und bei zurückgehaltener
Feder das Rastelement von der gegenüberliegenden Seite
aus in seine Ausgangsposition zurückgedrückt werden
muss. Außerdem hat der profilierte Abschnitt des Betätigungszugs
einen trapezförmigen Querschnitt, sodass beim Einbau der
Betätigungszug in die richtige Rotationsstellung verdreht
werden muss. Dies ist umständlich und kann zu unerwünschten
Torsionskräften führen.
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Im Übrigen
haben die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme den Nachteil,
dass der Betätigungszug nicht durch vollumfängliches
Eingreifen, sondern nur durch einseitiges Eingreifen gegen Längsverschiebungen
gesichert ist.
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Daraus
ergibt sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Längseinstellen
eines länglichen Betätigungselements bereitzustellen,
sodass ein Längseinstellen einfacher und nur von einer
Seite aus durchgeführt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Längseinstellen
eines länglichen Betätigungselements mit einem
länglichen Aufnahmeraum, einem ersten Blockierelement und
einem Verschließelement bereitgestellt. Dabei hat der Aufnahmeraum
eine Längsachse und ist dazu ausgestaltet, ein längliches
Betätigungselement in Längsrichtung aufzunehmen.
Das erste Blockierelement ist von einer Freigabeposition in eine
Blockierposition auf die Längsachse des Aufnahmeraums zu
beweglich gelagert, wobei die Blockierposition einen geringeren
Abstand zur Längsachse hat als die Freigabeposition. Außerdem
ist das Verschließelement um eine zur Längsachse
des Aufnahmeraums senkrechte Drehachse von einer Öffnungsposition
in eine Verschließposition drehbar, wobei das Verschließelement
mit dem ersten Blockierelement derart mechanisch gekoppelt ist,
dass sich das erste Blockierelement von der Freigabeposition in
die Blockierposition bewegt, wenn das Verschließelement
von der Öffnungsposition in die Verschließposition
gedreht wird.
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Gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen hat die erfindungsgemäße
Vorrichtung den Vorteil, dass sich die Vorrichtung bequem durch
Drehen des Verschließelements um eine zur Längsachse
des Betätigungselements senkrechte Drehachse öffnen
und schließen lässt. In der Öffnungsposition
lässt sich die Längsposition des ersten Betätigungselements
einstellen und mit Drehung des Verschließelements in die
Verschließposition wird das erste Betätigungselement
bei der gewünschten Längsposition relativ zur
Vorrichtung fixiert. Das Ansetzen eines Werkzeugs von der gegenüberliegenden
Seite wie etwa bei dem aus der
US
6,021,689 bekannten System ist nicht nötig.
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Vorteilhafterweise
weist die Vorrichtung zusätzlich ein zweites Blockierelement
auf, das ebenfalls von einer Freigabeposition in eine Blockierposition
auf die Längsachse des Aufnahmeraums zu beweglich gelagert
ist, wobei die Blockierposition einen geringeren Abstand zur Längsachse
hat als die Freigabeposition, und beide Blockierelemente derart
mechanisch mit dem Verschließelement gekoppelt sind, dass
sich die Blockierelemente jeweils entlang der Drehachse des Verschließelements
von ihrer jeweiligen Freigabeposition aufeinander zu in ihre jeweilige Blockierposition
bewegen, wenn das Verschließelement von der Öffnungsposition
in die Verschließposition gedreht wird.
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Dies
hat insbesondere den Vorteil, dass ein Betätigungselement
durch die Blockierelemente koaxial zentriert im Aufnahmeraum gehalten
wird. Die Kräfte, die die Blockierelemente auf ein Betätigungselement
ausüben, sind gegeneinander gerichtet und heben sich auf.
Damit werden einseitige auf ein Betätigungselement wirkende
Kräfte vermieden. Das Betätigungselement wird
bei dieser Ausgestaltung nicht seitlich in eine Richtung gedrückt
und bewegt sich auch nicht in lateraler Richtung.
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Vorzugsweise
ist der Aufnahmeraum im Wesentlichen zylindrisch und wird durch
halbzylinderförmige Innenflächen der zwei Blockierelemente
begrenzt, wobei die Blockierelemente auf gegenüberliegenden
lateralen Seiten des Aufnahmeraums angeordnet sind.
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Durch
diese vorteilhafte Ausgestaltung kann ein Betätigungselement
umfangseitig mit einer im Wesentlichen umlaufenden Kontaktfläche
blockiert werden. Damit ist ein Betätigungselement besonders gut
gegen Längsverschiebungen relativ zu den Blockierelementen
gesichert. Es versteht sich, dass diese Ausgestaltung der Vorrichtung
insbesondere dann sinnvoll ist, wenn ein Betätigungselement
zylindrisch mit entsprechendem Durchmesser ausgestaltet ist. Im Übrigen
bietet es den Vorteil, dass ein Betätigungselement im Wesentlichen
zylindrisch ausgestaltet sein kann, wobei die Rotationsstellung
des Betätigungselements beim Einbau nicht beachtet werden
muss und keine Torsionskräfte auf das Betätigungselement
und der sich daran anschließenden Seele eines Bowden-Seilzugs
ausgeübt werden.
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Weiterhin
von Vorteil ist es, wenn die Innenflächen ein Rippenprofil
aufweisen, das dazu ausgestaltet ist, in ein entsprechendes Rippenprofil
eines länglichen Betätigungselements zu greifen,
wenn sich die Blockierelemente in der Blockierposition befinden.
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Durch
die ineinander greifenden Rippenprofile wird die axiale Zug- und/oder
Druckbelastung, die von einem Betätigungselement auf die
Blockierelemente übertragen wird, auf eine Vielzahl von
Rippen verteilt, sodass ein Betätigungselement besonders gut
gegen Längsverschiebungen relativ zu den Blockierelementen
gesichert ist. Außerdem können durch die ineinander
greifenden Rippenprofile bestimmte Längspositionen eines
Betätigungselements definiert werden, sodass eine bestimmte
Längseinstellung in einfacher Weise wiederhergestellt werden kann.
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Vorzugsweise
ist das zweite Blockierelement zwischen dem ersten Blockierelement
und dem Verschließelement angeordnet. Damit können
in einfacher Weise mittels einer axialen Bewegung des Verschließelement
in Richtung seiner Drehachse die Blockierelemente aufeinander zu
in die Blockierposition bewegt werden.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn mindestens eines der Blockierelemente
und das Verschließelement gemeinsam kugelgelagert gehalten
sind. Dadurch hat ein in dem Aufnahmeraum aufgenommenes Betätigungselement
die Bewegungsfreiheit, in gewissem Maße um jede Achse zusammen
mit dem Blockierelement und dem Verschließelement zu verschwenken.
Dies erhöht die Flexibilität und die Einsatzmöglichkeiten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Vorzugsweise
ist mindestens eines der Blockierelemente und das Verschließelement
entlang der Drehachse des Verschließelements gemeinsam verschiebbar
gelagert, sofern im Aufnahmeraum kein längliches Betätigungselement
aufgenommmen ist, und um die Drehachse gemeinsam drehbar sind. Hierdurch
ist es möglich, die Vorrichtung besonders einfach im Aufbau auszugestalten
und sehr einfach zusammenzusetzen bzw. ein- und auszubauen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist an jeder lateralen Seite des Aufnahmeraums jeweils
ein längliches Kopplungselement angeordnet, das sich in
Richtung der Drehachse des Verschließelements erstreckt
und das erste Blockierelement mit dem Verschließelement
koppelt.
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Die
Kopplungselemente können bei dieser Ausführungsform
das erste Blockierelement entlang der Drehachse des Verschließelements
führen. Um Verkantungen und Verkippungen zu vermeiden und die
auf das erste Blockierelement wirkenden Kräfte gleichmäßig
zu verteilen, ist es von Vorteil, wenn zwei Kopplungselemente vorgesehen
sind, die jeweils an gegenüberliegenden lateralen Seiten
des Aufnahmeraums angeordnet sind.
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Weiterhin
ist es bei der bevorzugten Ausführungsform vorteilhaft,
wenn die Kopplungselemente jeweils eine erste Schulter und eine
zweite Schulter aufweisen, die sich jeweils quer zur Drehachse des Verschließelements
erstrecken und einander zugewandt sind, wobei die erste Schulter
an dem ersten Blockierelement anliegt und die zweite Schulter an dem
Verschließelement anliegt.
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Hierbei
sind die Kopplungselemente über die ersten Schultern in
der Lage, das erste Blockierelement auf die Längsachse
zu in die Blockierposition zu ziehen. Die Kopplungselemente selbst
werden dazu von dem Verschließelement über die
zweite Schulter herausgedrückt. Das zweite Blockierelement,
das sich vorzugsweise zwischen dem ersten Blockierelement und dem
Verschließelement befindet, wird gleichzeitig durch das
Verschließelement auf die Längsachse zu in seine
Blockierposition gedrückt. Mit dieser vorteilhaften Ausführungsform
wird also der erfindungsgemäße Effekt in besonders
einfacher Weise und mit nur sehr wenigen einfachen Bauteilen erreicht.
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Vorzugsweise
nimmt das Verschließelement in der Verschließposition
einen größeren Raum zwischen den zweiten Schultern
der Kopplungselemente und dem zweiten Blockierelement ein als in
der Öffnungsposition.
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Dadurch
wird vorteilhafterweise erreicht, dass beim Drehen des Verschließelements
von der Öffnungsposition in die Verschließposition
die Kopplungselemente in Richtung der Drehachse herausgedrückt
werden, sodass das erste Blockierelement in seine Blockierposition
gezogen wird, und gleichzeitig das zweite Blockierelement vom Verschließelement in
seine Blockierposition gedrückt wird.
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Beispielsweise
kann das Verschließelement zwei keilförmige Bereiche
aufweisen, die dazu ausgestaltet sind, sich bei Drehung des Verschließelements
von der Öffnungsposition in die Verschließposition
zwischen die zweiten Schultern der Kopplungselemente und das zweite
Blockierelement zu schieben und somit das erste und/oder zweite
Blockierelement in die jeweilige Blockierposition zu ziehen bzw. zu
drücken.
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Es
ist weiterhin von Vorteil, wenn ein Federelement vorgesehen ist,
das das Verschließelement vom ersten und/oder zweiten Blockierelement
weg vorspannt.
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Damit
ermöglicht die Vorrichtung, dass das Verschließelement
bei jeder Winkelposition in Kontakt mit den Verbindungselementen
ist und somit die mechanische Kopplung zwischen dem Verschließelelement
und dem ersten Blockierelement bei jeder Winkelposition gewährleistet
wird. Beispielsweise wird das Verschließelement durch das
Federelement, das sich gegen das zweite Blockierelement abstützt,
gegen die zweite Schulter der Verbindungselemente gedrückt.
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Im Übrigen
ist es vorteilhaft, wenn der Aufnahmeraum zu beiden Längsseiten
offen ist. Dadurch wird ein besonders großer Einstellbereich
für das Längseinstellen ermöglicht.
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Außerdem
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch
kompakter und kleiner ausgestaltet werden, da nur ein relativ kurzer
Aufnahmeraum bereitgestellt werden muss.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn das Verschließelement in eine Ausbauposition
drehbar ist, in der das Verschließelement durch Abziehen
in Richtung der Drehachse von der Vorrichtung entfernbar ist.
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Damit
wird ermöglicht, dass die Vorrichtung in besonders einfacher
Weise für Wartungs-, Reparatur- oder Austauschzwecke ein-
und ausgebaut werden kann. Das Verschließelement muss dafür
lediglich in die Ausbauposition gedreht werden, um das Verschließelement
durch Abziehen in Richtung der Drehachse von der Vorrichtung zu
entfernen oder in analoger Weise einzusetzen.
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Vorzugsweise
weist das Verschließelement zwei rotationssymmetrisch zur
Drehachse angeordnete Bohrungen auf, von denen sich jeweils entlang eines
Kreissegments rotationssymmetrisch zur Drehachse Schlitze erstrecken,
wobei der Durchmesser der Bohrungen größer ist
als die Breite der Schlitze. Die Schlitze können daher
als eine Kulissenführung dienen, deren Funktionsweise kinematisch
invertiert ist, bei der also die Kulissenführung selbst
gedreht wird.
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Durch
die Bohrungen können sich Kopplungselemente erstrecken,
die mit dem ersten Blockierelement mechanisch gekoppelt sind und
einen Kopfabschnitt aufweisen, der einen größeren
Durchmesser hat als die Breite der Schlitze, und einen an den Kopfabschnitt
anschließenden Halsabschnitt, der einen kleineren Durchmesser
hat als die Breite der Schlitze. Bei Drehung des Verschließelements um
seine Drehachse greift das Verschließelement mit den Schlitzen
durch den Halsabschnitt unter den Kopfabschnitt der Kopplungselemente.
Durch die Schlitze wird daher eine helixabschnittsförmige
Kulissenführung gebildet, die relativ zu den Kopplungselementen
gedreht wird und damit die zweiten Schultern der Kopplungselemente
untergreift. Damit können in besonders einfacher Weise
durch Drehung des Verschließelements die mit dem ersten
Blockierelement verbundenen Kopplungselemente in Richtung der Drehachse
des Verschließelements gezogen werden, sodass das erste
Blockierelement auf die Längsachse des Aufnahmeraums zu
in die Blockierposition gezogen werden kann.
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In
Verbindung mit der Ausgestaltung des Verschließelements
mit keilförmigen Bereichen, die dazu ausgestaltet sind,
sich bei Drehung des Verschließelements von der Öffnungsposition
in die Verschließposition zwischen die zweiten Schultern
der Kopplungselemente und das zweite Blockierelement zu schieben
und somit das erste und/oder zweite Blockierelement in die jeweilige
Blockierposition zu ziehen bzw. zu drücken, ist es vorteilhaft,
wenn sich die Schlitze jeweils durch einen der keilförmigen
Bereiche erstrecken.
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Vorzugsweise
ist das oben genannte Federelement und/oder ein weiteres Federelement
dazu vorgesehen, die keilförmigen Bereiche des Verschließelements
gegen Schultern von Kopplungselementen vorzuspannen, die sich durch
die Schlitze des Verschließelements erstrecken. Die Schultern
entsprechen hierbei vorzugsweise den oben genannten zweiten Schultern
der bereits erwähnten Kopplungselemente. Dadurch wird die
mechanische Kopplung zwischen der Drehbewegung des Verschließelements
und der Bewegung des ersten Blockierelements entlang der Drehachse
des Verschließelements bei jeder Winkelposition des Verschließelements
sichergestellt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Gangschaltungssystem für
ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein längliches Betätigungselement
und eine zuvor beschriebene Vorrichtung zum Längseinstellen
des Betätigungselements aufweist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Längseinstellen
eines länglichen Betätigungselements mittels einer
zuvor beschriebenen Vorrichtung bereitgestellt mit den Schritten:
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- – Einführen eines länglichen
Betätigungselements in einen länglichen Aufnahmeraum
der Vorrichtung,
- – Drehen eines Verschließelements um eine
zur Längsachse des Aufnahmeraums senkrechte Drehachse von
einer Öffnungsposition in eine Verschließposition,
wobei mindestens ein senkrecht zur Längsachse beweglich
gelagertes Blockierelement derart mechanisch mit dem Verschließelement
gekoppelt ist, dass sich das beweglich gelagerte Blockierelement
von einer radial äußeren Freigabeposition in eine
radial innere Blockierposition bewegt.
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In
einem weiteren Schritt kann das Betätigungselement zum
Längseinstellen wieder gelöst werden, wobei dieser
umfasst:
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- – Drehen des Verschließelements
um eine zur Längsachse des Aufnahmeraums senkrechte Drehachse
von einer Verschließposition in eine Öffnungsposition,
wobei das mindestens eine senkrecht zur Längsachse beweglich
gelagerte Blockierelement derart mechanisch mit dem Verschließelement
gekoppelt ist, dass sich das beweglich gelagerte Blockierelement
von der radial inneren Blockierposition in die radial äußere
Freigabeposition bewegt.
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung genauer anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt
dabei eine perspektivische Außenansicht einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die an einem
Hebel angebracht ist, bevor ein längliches Betätigungselement darin
eingeführt wird,
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten
Ausführungsform ohne Abdeckkappe, wobei ein längliches
Betätigungselement bereits in die Vorrichtung eingeführt
ist.
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3a–3f verdeutlicht
in einer Reihe von perspektivischen Halbschnittansichten den inneren
Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit ihren einzelnen inneren Bauteilen.
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4a–4d zeigen
in einer Reihe von perspektivischen Halbschnittansichten eine an
einem Hebel angebrachte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, in die ein Betätigungselement eingeführt
wird bzw. ist.
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5 stellt
eine detailliertere perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten
Ausführungsform dar.
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6 bietet
eine noch detailliertere perspektivische Ansicht der in 5 gezeigten
Ausführungsform, bei der die Funktionsweise des Verschließelements
verdeutlicht wird.
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Längseinstellen eines länglichen
Betätigungselements 3 gezeigt, wobei die Vorrichtung
an einem um eine Schwenkachse A verschwenkbaren Hebel 5 eines
nicht weiter dargestellten Schaltungssystems eines Fahrzeugs angebracht
ist. Das Betätigungselement 3 ist ein starres
Ende einer Seele eines nicht gezeigten Bowden-Seilzugs, der dazu
vorgesehen ist, Schaltkommandos durch axiale Bewegungen der Seele
vom Schalthebel zum Getriebe des Fahrzeugs zu übertragen.
Das Betätigungselement 3 weist einen profilierten
Abschnitt 7 auf, der ein umfangseitig umlaufendes Rippenprofil
aufweist, beispielsweise in Form eines Außengewindes. Der
Pfeil in 1 verdeutlicht, dass das längliche
Betätigungselement 3 in seiner Längsrichtung
B in die Vorrichtung eingeführt wird, wenn das Betätigungselement 3 mit
dem Hebel 5 verbunden werden soll.
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Über
die Vorrichtung wird also das Betätigungselement 3 mit
dem Hebel 5 verbunden, damit der Hebel 5 um die
Schwenkachse A verschwenkt wird, wenn das Betätigungselement 3 in
seiner Längsrichtung B vor oder zurück bewegt
wird. Die Längsachse B des Betätigungselements 3 liegt
daher im Wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse A. Um gleichzeitige
Verschwenkungen des Betätigungselements 3 dabei
zu vermeiden, sind die zum Befestigen des Betätigungselements 3 bereitgestellten
Bauteile der Vorrichtung um eine zur Schwenkachse A parallele Drehachse
C drehbar gelagert. Andere Bauteile der Vorrichtung können
hingegen fest mit dem Hebel 5 verbunden sein.
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In
der äußeren Ansicht der 1 ist hauptsächlich
die Abdeckkappe 8 der Vorrichtung zu sehen, die eine im
Wesentlichen zylindrische Form mit einer zur Drehachse C koaxialen
Mittelachse hat. Die Abdeckkappe 8 hat eine zentrale Öffnung,
die Zugang zu einem Verschließelement 9 der Vorrichtung bietet.
Seitlich weist die Abdeckkappe 8 zwei im Wesentlichen zylindrische
Aufnahmebereiche 11, 13 auf, die sich auf relativ
zur Drehachse C gegenüberliegenden Seiten entlang der Längsachse
B des Betätigungselements 3 erstrecken. Die Aufnahmebereiche 11, 13 bilden
einen Teil eines länglichen inneren Aufnahmeraums 15 innerhalb
der Vorrichtung 1, der sich entlang der Längsachse
B des Betätigungselements 3 erstreckt und in den
das Betätigungselement 3 eingeführt werden
kann.
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2 zeigt
die inneren Bauteile der Vorrichtung ohne die Abdeckkappe 8 und
mit einem bereits in den inneren Aufnahmeraum 15 eingeführten
Betätigungselement 3. Der Aufnahmeraum 15 erstreckt sich
in diesem Ausführungsbeispiel ganz durch die gezeigten
inneren Bauteile der Vorrichtung 1, sodass das Betätigungselement 3 teilweise
auf einer Seite wieder aus den gezeigten inneren Bauteilen herausragt.
Der in 1 gezeigte Aufnahmebereich 11 der Abdeckkappe 8 ist
dazu vorgesehen, den herausragenden Teil des Betätigungselements 3 abzudecken und
somit die Vorrichtung gegen Verschmutzung seitlich zu verschließen.
Der andere in 1 gezeigte Aufnahmebereich 13 der
Abdeckkappe 8 ist ebenfalls dazu vorgesehen, die Vorrichtung
möglichst gegen Verschmutzung seitlich abzuschließen,
wobei hier jedoch eine Öffnung zur Aufnahme des Betätigungselements 3 vorgesehen
ist.
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Die
inneren Bauteile der Vorrichtung sind innerhalb einer fest mit dem
Hebel 3 verbundenen rohrförmigen Lagerhalterung 16 angeordnet,
deren Mittelachse koaxial zur Drehachse C verläuft. Seitlich weist
die Lagerhalterung 16 an zwei relativ zur Drehachse C gegenüberliegenden
Seiten, zwischen denen sich der Aufnahmeraum 15 erstreckt,
jeweils eine ovale Öffnung auf, die bei eingeführtem
Betätigungselement 3 einen gewissen Spielraum
für Verschwenkungen des Hebels um die Schwenkachse A sowie
für Verschwenkungen des Betätigungselements 3 um
eine vertikale Achse erlaubt.
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Der
Aufbau der inneren Bauteile der Vorrichtung 1, die innerhalb
der Lagerhalterung 16 angeordnet sind, ist in den Halbschnitten
der 3a–3f verdeutlicht.
Die Halbschnitte zeigen jeweils nur eine Hälfte der inneren
Bauteile der Vorrichtung und erlauben eine Längsschnittansicht,
wobei der Längsschnitt in der Ebene verläuft,
die durch die Drehachse C und eine vertikale Achse aufgespannt wird.
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Zu
den inneren Bauteilen der Vorrichtung zählen zwei äußere
Lagerhalbschalen 17, 19, eine innere Lagerschale 21,
zwei Blockierelemente 25, 27, zwei Kopplungselemente 29, 31 und
ein Federelement 33. Die 3d–3f zeigen
dabei nur eine Hälfte der inneren Lagerschale 21 und
die 3e und 3f nur
eine der äußeren Lagerhalbschalen 17.
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3a zeigt
ein erstes Blockierelement 25 als eines der innersten Bauteile,
das eine im Wesentlichen zylindrische Grundform hat mit einer Mittelachse,
die sich koaxial zur Drehachse C erstreckt. Das Blockierelement 25 weist
allerdings eine halbzylinderförmige Fläche 35 auf,
die sich entlang der Längsachse B erstreckt und mit einem
inneren Rippenprofil ausgestattet ist, das entsprechend dem äußeren
Rippenprofil des profilierten Abschnitts 7 des Betätigungselements 3 ausgestaltet
ist, beispielsweise in Form eines entsprechenden Innengewindes.
Die profilierte Fläche 35 bildet also eine halbzylinderförmige Innenfläche,
die den Aufnahmeraum 15 für das Betätigungselement 3 begrenzt.
Außerdem weist das Blockierelement 25 zwei Bohrungen 37, 39 auf,
die sich parallel zur Drehachse C erstrecken und jeweils nach oben
bzw. nach unten versetzt zur Drehachse C angeordnet sind. Die Bohrungen 37, 39 haben
dabei einen Abstand, der größer ist als der Durchmesser
des Betätigungselements 3, sodass die halbzylinderförmige
Innenfläche 35 zwischen den Bohrungen 37, 39 verläuft.
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In 3b ist
ein zweites Blockierelement 27 gezeigt, das im Wesentlichen
spiegelsymmetrisch zum ersten Blockierelement 25 aufgebaut
ist. Es weist daher eine entsprechende halbzylinderförmige Innenfläche 41 und
Bohrungen 43, 45 auf. Das zweite Blockierelement 27 ist
derart koaxial zur Drehachse C angeordnet, dass die halbzylinderförmigen
Innenflächen 35, 41 zusammen einen zylindrischen Teil
des Aufnahmeraums 15 für das Betätigungselement 3 bilden.
Die Bohrungen 43, 45 sind zu den jeweils entsprechenden
Bohrungen 37, 39 des ersten Blockierelements 25 koaxial
angeordnet.
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In 3c ist
gezeigt, wie die Blockierelemente 25, 27 miteinander über
Kopplungselemente 29, 31 in Verbindung stehen,
wobei sich die Kopplungselemente 29, 31 durch
die Bohrungen 37, 43 bzw. 39, 45 parallel
zur Drehachse C erstrecken. Die Kopplungselemente 29, 31 sind
in Form von Stiften ausgestaltet. Das zweite Blockierelement 27 ist
entlang der Drehachse C relativ zu den Kopplungselementen 29, 31 beweglich
verschiebbar gelagert.
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Das
erste Blockierelement 25 ist in dieser Ausführungsform
fest mit den Kopplungselementen 29, 31 verbunden.
Die Kopplungselemente 29, 31 weisen jeweils an
einem Ende eine erste Schulter 47 auf, die sich jeweils
quer zur Drehachse C erstreckt. Das erste Blockierelement 25 liegt
an den ersten Schultern 47 an, sodass die Kopplungselemente 29, 31 in
der Lage sind, das erste Blockierelement 25 in Richtung
der Drehachse C auf die Längsachse B zu in seine Blockierposition
ziehen zu können.
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Des
Weiteren weisen die Kopplungselemente 29, 31 jeweils
an dem anderen Ende eine zweite Schulter 49 auf, die sich
jeweils quer zur Drehachse C erstreckt und der ersten Schulter 47 zugewandt
ist. Zwischen den zweiten Schultern 49 und dem zweiten Blockierelement 27 liegt
ein Abstand, in dem das Verschließelement 9 angeordnet
ist, das in den 3a–3f nicht
gezeigt ist und an den zweiten Schultern 49 anliegt (siehe
dazu 4c, 4d, 5 und 6).
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Wie
in den 3d–3f gezeigt,
werden die äußeren zylindrischen Mantelflächen
der Blockierelemente 25, 27 von der inneren Lagerschale 21 umfasst,
wobei nur eine Hälfte der inneren Lagerschale 21 gezeigt
ist. Die Blockierelemente 25, 27 sind dabei relativ
zu der inneren Lagerschale 21 in Richtung der Drehachse
C beweglich verschiebbar gelagert. Außenseitig bildet die
innere Lagerschale 21 eine sphärische Außenfläche 51,
deren Mittelpunkt der Schnittpunkt der Drehachse C und der Längsachse
B ist.
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In
den 3e und 3f ist
eine der äußeren Lagerhalbschalen 17 gezeigt,
die innenseitig zusammen eine sphärische Innenfläche 53 bilden,
an der die sphärische Außenfläche 51 der
inneren Lagerschale 21 anliegt, sodass die Blockierelemente 25, 27 kugelgelagert
und gemeinsam mit der inneren Lagerschale 21 und den Kopplungselementen 29, 31 um
eine beliebige Achse verschwenkbar sind. Außenseitig bilden
die äußeren Lagerhalbschalen 17, 19 zusammen
eine zylindrische Außenfläche 55. Wie in
den 4a–4d gezeigt
ist, liegt die zylindrische Außenfläche 55 an
der Innenfläche der rohrförmigen Lagerhalterung 16 an,
die fest mit dem Hebel 5 verbunden ist.
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In 3f ist
ein Federelement 33 gezeigt, das zwischen dem zweiten Blockierelement 27 und dem
hier nicht gezeigten Verschließelement 9 angeordnet
ist. Das Federelement 33 ist dazu vorgesehen, das Verschließelement 9 von
dem zweiten Blockierelement 27 weg vorzuspannen. Das Federelement 33 in
Form eines Federrings ist dabei dazu vorgesehen, eine Federkraft
gegen die Unterseite des Verschließelements 9 auszuüben,
um sicherzustellen, dass bei jeder Winkelposition des Verschließelements 9 ein
Kontakt zwischen den zweiten Schultern 49 und dem Verschließelement 9 besteht,
sodass die mechanische Kopplung zwischen dem Verschließelement 9 und
dem ersten Blockierelement 25 bei jeder Winkelposition
gewährleistet ist.
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Die
Schultern 47, 49 der Kopplungselemente 29, 31 definieren
verschiedene Abschnitte der Kopplungselemente 29, 31.
Die erste Schulter 47 begrenzt einen Fußabschnitt 59 und
die zweite Schulter 49 einen Kopfabschnitt 61.
Zwischen der zweiten Schulter und einer dritten Schulter 57,
die sich quer zur Drehachse C erstreckt und der zweiten Schulter 49 zugewandt
ist, schließt sich an den Kopfabschnitt 61 ein Halsabschnitt 63 an,
der einen kleineren Durchmesser hat als der Kopfabschnitt 61.
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Alle
in 3f gezeigten Bauteile der Vorrichtung sind bei
dieser Ausgestaltung gemeinsam innerhalb der Lagerhalterung 16 entlang
der Drehachse C des Verschließelements verschiebbar gelagert.
Sie können durch ein sich in dem Aufnahmeraum 15 befindliches
längliches Betätigungselement 3 und/oder durch
einen Kragen der Abdeckkappe 8 gegen ein Herausrutschen
aus der Lagerhalterung 16 gesichert sein. Damit wird deutlich,
dass das zweite Blockierelement 27 nicht unbedingt relativ
zu den anderen in 3f gezeigten Bauteilen der Vorrichtung
beweglich sein muss, sondern auch an der inneren Lagerschale 21 befestigt
sein kann. Für den Fall, dass das zweite Blockierelement 27 an
der Lagerschale 21 befestigt ist, bewegt sich das zweite
Blockierelement 27 zusammen mit der inneren Lagerschale 21,
den äußeren Lagerhalbschalen 17, 19 und
dem Verschließelement 9 entlang der Drehachse
C von der Freigabeposition in die Blockierposition, wenn das Verschließelement 9 von
der Öffnungsposition in die Verschließposition
gedreht wird.
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Dabei
wird weiterhin deutlich, dass die Bewegung des ersten Blockierelements 25 von
der Freigabeposition in die Blockierposition nicht zeitgleich mit
der Bewegung des zweiten Blockierelements 27 von der Freigabeposition
in die Blockierposition stattfinden muss, wenn das Verschließelement 9 von
der Öffnungsposition in die Verschließposition
gedreht wird. Je nachdem, welche der Bewegungen weniger Reibungswiderstand
leistet, kann diese zuerst vollführt werden bis ein Blockierelement 25, 27 die
jeweilige Blockierposition erreicht hat und dann das andere Blockierelement 27, 25 in
die jeweilige Blockierposition nachgezogen wird.
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4a zeigt
die inneren Bauteile der Vorrichtung eingesetzt in eine Lagerhalterung 16,
die fest an einem Hebel 5 angebracht ist. In 4b ist dann
ein Betätigungselement 3 in die Vorrichtung eingeführt.
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In
den 4c und 4d ist
das Verschließelement 9 gezeigt, das die Grundform
einer Scheibe hat, die koaxial zur Drehachse C angeordnet ist, sodass
das zweite Blockierelement 27 zwischen dem ersten Blockierelement 25 und
dem Verschließelement 9 angeordnet ist. Die zweite
Schulter 49 der Kopplungselemente 29, 31,
die sich mit dem Kopfabschnitt 61 durch das Verschließelement 9 erstrecken, liegt
dabei oberseitig an dem Verschließelement 9 an.
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Das
Verschließelement 9 weist zentral eine Aufnahme
für einen Sechskantschlüssel auf, sodass mit einem
Sechskantschlüssel das Verschließelement 9 um
die Drehachse C gedreht werden kann. 4d zeigt
die Vorrichtung mit einer äußeren Abdeckkappe 8,
die die Lagerhalterung 16 umschließt und eine
zentrale Öffnung aufweist, um für einen Sechskantschlüssel
Zugang zum Verschließelement 9 bereitzustellen.
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5 und 6 zeigen
das Verschließelement 9 genauer. Das Verschließelement 9 weist
zwei rotationssymmetrisch zur Drehachse angeordnete Bohrungen 65 auf,
von denen sich jeweils entlang eines Kreissegments rotationssymmetrisch
zur Drehachse C Schlitze 67 erstrecken. Der Durchmesser der
Bohrungen 65 ist dabei größer als die
Breite der Schlitze 67. Durch die Bohrungen 65 passen
die Kopfabschnitte 61 der Kopplungselemente 29, 31. Das
Verschließelement 9 ist daher in eine Ausbauposition
drehbar, in der das Verschließelement 9 durch Abziehen
in Richtung der Drehachse C von der Vorrichtung entfernbar und entsprechend
auch in dieser Stellung in Richtung der Drehachse C einsetzbar ist.
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Die
Halsabschnitte 63 der Kopplungselemente 29, 31 haben
einen kleineren Durchmesser als die Breite der Schlitze 67,
sodass bei Drehung des Verschließelements 9 um
seine Drehachse C das Verschließelement 9 mit
den Schlitzen 67 durch den Halsabschnitt 63 unter
den Kopfabschnitt 61 der Kopplungselemente 29, 31 greift.
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In 6 ist
verdeutlicht, dass sich die Schlitze 67 jeweils durch einen
von zwei zur Drehachse C rotationssymmetrisch ausgebildeten keilförmigen
Bereichen 69 des Verschließelements 9 erstrecken. Das
in 6 gezeigte Verschließelement 9 befindet sich
in der Verschließposition, in der das Verschließelement 9 einen
größeren Raum zwischen der zweiten Schulter 49 der
Kopplungselemente 29, 31 einnimmt als in der Öffnungsposition.
Um das Verschließelement 9 in die Öffnungsposition
zu drehen, muss es aus der gezeigten Verschließposition
um etwa 60° gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden. Dabei
bewegen sich die Kopplungselemente 29, 31 unter
Kontakt der zweiten Schultern 49 mit den keilförmigen Bereichen 69 entlang
der Schlitze 67 in die Vorrichtung hinein bzw. das Verschließelement 9 bewegt sich
heraus. Der Kontakt wird durch die Federkraft des unter dem Verschließelement 9 angeordneten Federelement 33 gewährleistet,
das sich gegen das zweite Blockierelement 27 abstützt
und das Verschließelement 9 unterseitig vom zweiten
Blockierelement 27 weg vorspannt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6021689 [0003, 0011]
- - US 6021686 [0004]
- - DE 19800850 B4 [0005]