DE102004017099A1

DE102004017099A1 - Anordnung von Bauteilen, die relativ zueinander beweglich sind und in mindestens zwei Positionen mittels einer Rastvorrichtung eine definierte stabile Lage einnehmen

Info

Publication number: DE102004017099A1
Application number: DE102004017099A
Authority: DE
Inventors: Istvan Bornemissza; Jörg Riehle
Original assignee: Oris Fahrzeugteile Hans Riehle GmbH
Current assignee: Scambia Industrial Developments AG
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-11-10
Also published as: EP1584512B1; US20050257447A1; EP1584512A3; EP1584512A2; ATE458920T1; DE502005009061D1

Abstract

Es wird eine Anordnung von Bauteilen (1, 2) beschrieben, die relativ zueinander beweglich sind und in mindestens zwei Positionen mittels einer Rastvorrichtung eine definierte stabile Lage einnehmen und dazu die Rastvorrichtung mindestens zwei Rastvertiefungen (8) und mindestens eine Rastnase (9) oder umgekehrt umfaßt, wobei an einem ersten Bauteil (1) die Rastvertiefungen (8) und an einem zweiten Bauteil (2) die Rastnasen (9) vorgesehen sind. Zur Verbesserung der Funktion für die Verstellung ist die Rastvorrichtung derart ausgestaltet, daß in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung unterschiedlich große Haltekräfte vorhanden sind, die zum Entrasten überwunden werden müssen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Bauteilen, die relativ zueinander beweglich sind und in mindestens zwei Positionen mittels einer Rastvorrichtung eine definierte stabile Lage einnehmen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei Verstellmechanismen werden im allgemeinen mindestens zwei Bauteile relativ zu einander bewegt, wobei es häufig erforderlich ist, in vorgegebenen Positionen eine stabile Lage zu schaffen. Aus dieser Lage heraus ist dann durch Überwindung der Haltekraft eine relative Bewegung der Bauteile und Einnahme einer anderen Position möglich. Zur Festlegung in einer definierten stabilen Lage dienen häufig Rastvorrichtungen, d.h. eines der Bauteile weist eine Rastvertiefung und das andere Bauteil eine Rastnase auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Bauteilen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, durch die die Handhabung zur Bewegung der Bauteile verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung von Bauteilen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung sind die erforderlichen Kräfte zur Verstellung der Bauteile zueinander in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung unterschiedlich, d.h. zum Entrasten müssen unterschiedlich große Haltekräfte überwunden werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden diese unterschiedlich großen Haltekräfte dadurch erreicht, daß die Rastnase und/oder Rastvertiefung eine unsymmetrische Querschnittsform aufweisen. Damit können flachere oder steilere Konturen in der einen oder anderen Richtung gegeben sein, die neben der grundsätzlichen Form der Rastnase bzw. Rastvertiefung wesentlichen Einfluß auf die Haltekräfte nehmen. Außerdem ist es zweckmäßig, daß die Rastnase in Einrastrichtung von einer Federbelastet ist. Die Federkraft ist dabei mitbestimmend für die Haltekraft der Rastvorrichtung, wobei die Feder beispielsweise als ein elastischer Arm ausgebildet sein kann, an dem die Rastnase angeformt ist, oder die Feder auch ein zusätzliches auf die Rastnase wirkendes Bauteil sein kann.

Die Form der Rastnase und/oder Rastvertiefung kann entsprechend den gewünschten Bedingungen gestaltet werden, wobei – wie bereits erwähnt – unsymmetrische oder symmetrische Formen gewählt werden können. Beispielsweise können die Rastnase und/oder Rastvertiefung eine bogenförmig gewölbte Quer schnittsform aufweisen oder aber in einer dreieckigen Querschnittsform gestaltet sein. Als besonders vorteilhaft werden daneben auch trapezförmige Querschnittsformen angesehen, wobei ein unregelmäßiges Trapez von besonderer Bedeutung ist, also mit verschieden steilen Schrägflächen oder unterschiedlich langen Flächen, und auf diese Weise für die unterschiedlichen Haltekräfte neben anderen Einflüssen mitbestimmend ist.

Eine besonders geeignete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung wird darin gesehen, daß das erste und zweite Bauteil ein Drehgelenk bilden, wobei in einem ersten Gelenkteil eine kreisförmige Ausnehmung vorgesehen ist, in der ein mit einem zweiten Gelenkteil drehbarer Körper aufgenommen ist und an der Umfangswandung der Ausnehmung und dem Außenumfang des Körpers die Rastvorrichtung angeordnet ist. Ein derartiges Drehgelenk ist vielfältig einsetzbar, wobei durch den Winkelabstand der Rastvertiefungen auch der Drehwinkel der definierten stabilen Lage vorgegeben werden kann. Dabei ist es auch möglich, mehrere Rastvertiefungen in unterschiedlichen Abständen anzuordnen. Durch die kreisförmige Ausnehmung mit einem darin befindlichen drehbaren Körper und der Anordnung der Rastvorrichtung im Umfangsbereich zwischen diesen Teilen führt zu einer kompakten Bauweise.

Zur weiteren Verbesserung der Funktion ist es zweckmäßig, daß die Rastvorrichtung drei Rastvertiefungen und drei Rastnasen umfaßt, die jeweils um einen Drehwinkel von 120° versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch erfolgt das Einrasten der drei Rastnasen gleichzeitig bei einer bestimmten Position und die jeweilige Haltekraft wird durch die drei Rastnasen gemein sam erzeugt. Alternativ hierzu kann auch eine Anordnung der Rastunsen derart gestaltet sein, daß diese bezogen auf die kreisförmige Bewegungsbahn um 180° zueinander versetzt sind. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Rastnasen an federnden Armen an dem Außenumfang des drehbaren Körpers angeformt sind, wobei diese Arme radial nach außen federn und somit die Rastnasen in die Rastvertiefungen bewegen. Zweckmäßigerweise ist der drehbare Körper als separates Bauteil ausgeführt und mit dem zweiten Gelenkteil drehfest verbunden. Auf diese Weise können der drehbare Körper und das zweite Gelenkteil aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein.

Gemäß einer ersten Ausführungsform kann der drehbare Körper als Ring ausgebildet sein, wobei die drehfeste Verbindung eine Innenverzahnung am Ring und einen Zahnkranz am zweiten Gelenkteil umfaßt. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den drehbaren Körper als runde Scheibe auszubilden und formschlüssig mit dem zweiten Gelenkteil zu verbinden. Hierzu sind beispielsweise in der Scheibe Öffnungen vorgesehen, in die entsprechende in axialer Richtung verlaufende Vorsprünge des zweiten Gelenkteils eingreifen.

Eine einfach ausgestaltete Verbindung des ersten und zweiten Gelenkteils besteht darin, daß am Boden der kreisförmigen Ausnehmung ein zentrischer Zapfen oder eine Hülse vorgesehen ist, und der Zahnkranz des zweiten Gelenkteils eine zentrische Bohrung aufweist mittels der das zweite Gelenkteil auf dem Zapfen oder der Hülse gelagert ist. Zur einfachen Verbindung des Drehgelenks mit weiteren Bauteilen ist es zweckmäßig, daß das erste und zweite Gelenkteil mit Stutzen zum Einstecken in Anschlußbauteile versehen sind.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Bauteilen mit Rastvorrichtungen kann selbstverständlich auch an anders verlaufenden Flächen der gegeneinander gleitenden Bauteile vorgesehen werden, wie beispielsweise ebenen Flächen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Rastvorrichtung, die an einem Drehgelenk ausgebildet ist in Explosionsdarstellung,
2 eine Ansicht eines ersten Gelenkteils mit Rastvertiefungen,
3A und 3B vergrößerte Darstellungen der Einzelheit III in 2 mit unterschiedlichen Formen der Rastvertiefung,
4 einen Ring mit an federnden Armen getragenen Rastnasen,
5A bis 5C vergrößerte Darstellungen unterschiedlicher Formen der Rastnasen,
6 das erste Gelenkteil gemäß 2 mit eingesetztem Ring, an dem sich die Federarme mit Rastnasen befinden,
7 eine Ansicht des zweiten Gelenkteils,
8 eine Scheibe mit an federnden Armen getragenen Rastnasen,
9 eine Darstellung der in einer Aufnahmeöffnung eingesetzten Scheibe gemäß 8.
In 1 ist ein Drehgelenk dargestellt, daß mit der erfindungsgemäßen Rastvorrichtung versehen ist. In einem ersten Bauteil 1 ist eine kreisförmige Ausnehmung 3 ausgebildet, die eine im wesentlichen zylindrische Wandung 17 und einen Boden 18 aufweist. Ein zweites Bauteil 2 ist mit einem Zahnkranz 14 und einem vorstehenden Zapfen 15 versehen, die in die Ausnehmung 3 eingesteckt werden, wobei das zweite Bauteil 2 derart gestaltet ist, daß es die Ausnehmung 3 im wesentlichen verschließt. Zwischen dem Zahnkranz 14 und der Wandung 17 der Ausnehmung 3 ist ein drehbarer Körper 4 vorgesehen, der drehfest auf dem Zahnkranz 14 befestigt ist. Das erste Bauteil 1 bildet somit ein erstes Gelenkteil 5 und das zweite Bauteil 2 bildet ein zweites Gelenkteil 6. Die Drehachse des aus den Gelenkteilen 5 und 6 gebildeten Drehgelenks ist mit dem Bezugszeichen D bezeichnet.
Der drehbare Körper 4 ist im Ausführungsbeispiel der 1 als Ring 11 mit einer Innenverzahnung 13 ausgeführt, wobei die Innenverzahnung 13 zum formschlüssigen Eingriff mit dem Zahn kranz 14 vorgesehen ist. Am Außenumfang des Ringes 11 sind drei federnde Arme 10 in gleichmäßigen Abständen und in der gleichen Richtung verlaufend angeformt, wobei an dem jeweils freien Ende der federnden Arme 10 eine Rastnase 9 ausgebildet ist. Die Rastnasen 9 werden während der Drehbewegung entlang der Wandung 17 der Ausnehmung 3 geführt und bei Erreichen einer der Rastvertiefungen 8 erfolgt ein selbsttätiges Einrasten der Rastnasen 9 in die Rastvertiefungen. An dem ersten Gelenkteil 5 ist ein Sockel 25 angeformt, an dem eine Anschlagfläche 21 ausgebildet ist. Spiegelbildlich zu dieser Anordnung ist an dem zweiten Gelenkteil 6 ein Sockel 26 angeformt, der eine Anschlagfläche 22 aufweist. An dem Sockel 25 und dem Sockel 26 ist jeweils ein Stutzen 7 vorgesehen, der zum Einstecken in Anschlußteile dient. In der Endposition, in welcher die beiden Stutzen 7 in dieselbe Richtung weisen, liegen die Anschlagflächen 21 und 22 aneinander.
Die 2 zeigt eine Ansicht des ersten Gelenkteils 5 mit der Ausnehmung 3 sowie dem angeformten Sockel 25 und dem Stutzen 7. Die Ausnehmung 3 besitzt einen kreisförmigen Querschnitt, wobei an der Wandung 17 mehrere Rastvertiefungen 8 bzw. 28 vorgesehen sind. Jeweils eine Rastvertiefung 8 und eine Rastvertiefung 28 bilden eine Gruppe von benachbarten Rastvertiefungen, wobei in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Rastnasen des drehbaren Körpers (vgl. 1) in der einen Endlage des Drehgelenkes in den Rastvertiefungen 8 befindlich sind und aus diesen heraus entgegen dem Uhrzeigersinn entlang der Wandung 17 bewegt werden bis sie in die Rastvertiefungen 28 einrasten. Damit ist dann die Endlage erreicht, bei der die Stutzen 7 beider Gelenkteile 5 und 6 des Drehgelenks in die selbe Richtung weisen. Am Boden 18 der Ausnehmung 3 ist eine zentrische Öffnung 16 vorgesehen, in die der in 1 angegebene Zapfen 15 des zweiten Gelenkteils 6 ragt und die Öffnung 16 sowie der Zapfen 15 ein Gleitlager bilden.
In den 3A und 3B ist die Einzelheit III in 2 in zwei unterschiedlichen Varianten dargestellt. Dabei ist die Rastvertiefung 28' der 3A wesentlich geringer als die Rastvertiefung 28'' in 3B, deren Querschnittsform nahezu einem Halbkreis entspricht. Die unterschiedlichen Formen machen deutlich, daß die Haltekräfte, die zum Entriegeln der Rastverbindung erforderlich sind in der Ausführung gemäß 3A wesentlich geringer sind als bei der deutlich tieferen Rastvertiefung 28'' in 3B.
Die 4 zeigt den drehbaren Körper 4 in axialer Ansicht. Dieser drehbare Körper 4 besteht aus einem Ring 11 mit einer Innenverzahnung 13 und mit drei an der Außenseite des Ringes angeordneten Armen 10. Die Arme 10 sind aufgrund Ihrer Gestaltung und des Materials radial nach außen federnd, wobei die Darstellung in 4 die entspannte Stellung der federnden Arme 10 zeigt. An den freien Enden der federnden Arme 10 ist jeweils eine Rastnase 9 angeformt. Die federnden Arme 10 erstrecken sich im wesentlichen in Umfangsrichtung des Ringes, wobei die freien Enden im eingebauten Zustand des drehbaren Körpers 4 zum Mittelpunkt M des drehbaren Körpers 4 hin gedrückt sind. Die dadurch erzeugte Vorspannung unterstützt das Einrasten der Rastnasen 9 bei Erreichen von Rastvertiefungen in dem in den 1 und 2 gezeigten ersten Gelenkteil 5.
Die 5A, 5B und 5C zeigen unterschiedliche Varianten der Einzelheit V in 4. Dabei besitzt die Querschnittsform der Rastnase 9 in 5B eine Wölbung 23 mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Krümmung, wobei die Höhe der Wölbung 23 an dem sich an den federnden Arm 10 anschließenden Ende deutlich geringer ist als auf der abgewandten Seite. In 5A besitzt die Rastnase 9 im wesentlichen die Form eines Rechtecks, wobei der Übergang zum federnden Arm 10 hin eine etwas geneigte Seitenfläche besitzt. In 5C ist eine Rastnase 9 dargestellt, die im wesentlichen eine Trapezform 24 besitzt, wobei die seitlichen Flächen des Trapezes annähernd gleiche Winkel zur Dachfläche einnehmen und sich die jeweiligen Flächen durch die unterschiedlichen Höhen zu beiden Seiten des Trapezes unterscheiden.
Die 6 zeigt das erste Gelenkteil 5 mit dem eingesetzten drehbaren Körper 4 in der gleichen Ansicht wie 2. Der drehbare Körper 4 ist gemäß Darstellung in 4 als ein Ring mit einer Innenverzahnung ausgeführt und die federnden Arme 10 sind am äußeren Umfang des Ringes 11 angeordnet. Wie aus
6 ersichtlich ist, befinden sich die Rastnasen 9 in den Rastvertiefungen 28 und können nur durch Überwindung der aufgrund der jeweiligen Form der Rastnasen und Rastvertiefungen sowie der von den Armen 10 ausgeübten Federkraft erzeugten Haltekraft entrastet werden. Im übrigen stimmen die Bezugszeichen mit denjenigen der zuvor beschriebenen Figuren für gleiche Teile überein.
Die 7 zeigt eine Ansicht des zweiten Gelenkteils 6 mit dem Zahnkranz 14, der in die in 6 gezeigte Innenverzahnung 13 des Ringes 11 greift. Bei vollständigem Zusammenfügen des ersten Gelenkteils 5 und zweiten Gelenkteils 6 befindet sich der in 7 angegebene Zapfen 15 in der aus 6 ersichtlichen Öffnung 16 im ersten Gelenkteil 5.
In den 8 und 9 ist eine alternative Ausführung des drehbaren Körpers 4 gezeigt, wobei dieser eine Scheibe 12 umfaßt, in der eine zentrale Bohrung 19 vorgesehen ist, durch die der Zapfen 15 des zweiten Gelenkteiles 6 greift. Es sind außerdem vier Bohrungen 20 in der Scheibe 12 vorgesehen, in die Vorsprünge des zweiten Gelenkteils ragen, um die Drehbewegung des zweiten Gelenkteils auf den drehbaren Körper 4 zu übertragen. In weiterer Abwandlung gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der drehbare Körper 4 am Umfang der Scheibe 12 vier federnde Arme 10 mit an deren freien Enden angeformten Rastnasen 9 auf. Während die 8 den drehbaren Körper 4 in der ungespannten Form, d.h. mit entlasteten Federarmen 10, zeigt, wird in 9 der eingebaute Zustand, d.h. in einer Aufnahmeöffnung 3 eingesetzt, dargestellt.
Obwohl die Erfindung an Beispielen erläutert ist, die ein Drehgelenk zeigen, kommt aber auch eine Benutzung an anders gestalteten Flächen der aneinander gleitenden Bauteile in Betracht, beispielsweise ebene Flächen oder Flächen mit gleichmäßiger Krümmung.

Claims

Anordnung von Bauteilen (1, 2), die relativ zueinander beweglich sind und in mindestens zwei Positionen mittels einer Rastvorrichtung eine definierte stabile Lage einnehmen und dazu die Rastvorrichtung mindestens zwei Rastvertiefungen (8, 28, 28', 28'') und mindestens eine Rastnase (9) oder mindestens eine Rastvertiefung und mindestens zwei Rastnasen umfaßt, wobei an einem ersten Bauteil (1) die Rastvertiefung bzw. Rastvertiefungen (8, 28, 28', 28'') und an einem zweiten Bauteil (2) die Rastnase bzw. Rastnasen (9) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung derart ausgestaltet ist, daß in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung zum Entrasten die Haltekräfte unterschiedlich groß sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8) eine unsymmetrische Querschnittsform aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) in Einrastrichtung von einer Feder belastet ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als ein elastischer Arm (10) ausgebildet ist, an dessen freiem Ende die Rastnase (9) angeformt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8, 28, 28', 28'') eine bogenförmig gewölbte Querschnittsform (23) aufweisen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8, 28, 28', 28'') eine dreieckige Querschnittsform aufweisen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8, 28, 28', 28'') eine trapezförmige Querschnittsform aufweisen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Bauteil (1, 2) ein Drehgelenk bilden, wobei in einem ersten Gelenkteil (5) eine kreisförmige Ausnehmung (3) vorgesehen ist, in der ein mit einem zweiten Gelenkteil (6) drehbarer Körper (4) aufgenommen ist und an der Umfangs wandung (17) der Ausnehmung (3) und dem Außenumfang des Körpers (4) die Rastvorrichtung angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung drei Rastvertiefungen (8) und drei Rastnasen (9) umfaßt, die jeweils um einen Drehwinkel von 120° versetzt zueinander angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch kennzeichnet, daß die Rastvorrichtung zwei um 180° versetzt zueinander angeordnete Rastuagen aus Rastnase (9) und Rastvertiefung (8) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnasen (9) an dem drehbaren Körper (4) an federnden Armen (10) vorgesehen sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (4) als separates Bauteil ausgeführt und mit dem zweiten Gelenkteil (6) drehfest verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (4) als Ring (11) ausgebildet ist und die drehfeste Verbindung eine Innenverzahnung (13) am Ring (11) und einen Zahnkranz (14) am zweiten Gelenkteil (6) umfaßt.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (4) als runde Scheibe (12) ausgebildet und formschlüssig mit dem zweiten Gelenkteil (2) verbunden ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Gelenkteil (5, 6) mit Stutzen (7) zum Einstecken in Anschlußbauteile versehen sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (18) der kreisförmigen Ausnehmung (3) ein zentrischer Zapfen oder eine Hülse vorgesehen ist und der Zahnkranz des zweiten Gelenkteils (6) eine zentrische Bohrung aufweist, mittels der das zweite Gelenkteil (6) auf dem Zapfen oder der Hülse gelagert ist.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Arme (10) sich im wesentlichen in Umfangsrichtung des drehbaren Körpers (4) erstrecken und über einen Winkel von ca. 65° verlaufen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Gelenkteil (6) ein zur Drehachse (D) zentrischer Zapfen (15) angeformt ist, der sich auf der anderen Seite des drehbaren Körpers (4) in eine Öffnung (16) im Boden (18) der kreisförmigen Ausnehmung (3) erstreckt.