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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung
zur Längeneinstellung
eines Bowdenzugs, die eine einfache und sichere Längeneinstellung
eines Bowdenzugs an das zu betätigende Gerät ermöglicht.
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2. Stand der Technik
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Bowdenzüge werden
u. a. in Kraftfahrzeugen, Maschinen oder bei Fahrrädern eingesetzt.
Sie dienen im Allgemeinen der Verbindung einer Betätigungsvorrichtung,
z. B. einem Pedal oder einem Hebel, mit einem zu betätigenden
Gerät,
z. B. einer Bremse oder Kupplung. Die Länge des Bowdenzugs zwischen
der Betätigungsvorrichtung
und dem zu betätigenden
Gerät muss üblicherweise
spielfrei eingestellt sein, damit sich das Gerät richtig betätigen lässt. Üblicherweise
werden Bremsen oder Kupplungen über
die Länge
des Bowdenzugs eingestellt oder nachgestellt.
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Bowdenzüge können Zug-
und Druckkräfte an
entfernte Orte übertragen.
Sie bestehen üblicherweise
aus einer biegsamen Hülle,
die aus einer Drahtspirale gebildet wird, die mit Kunststoff ummantelt
ist sowie aus einem Kabel, das üblicherweise
aus einem Drahtseil gebildet wird. Das Kabel ist innerhalb der Hülle frei
verschiebbar. Die Hülle
nimmt in erster Linie Druckkräfte
auf, das Kabel überträgt in erster
Linie Zugkräfte.
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Bowdenzüge dieser
Art werden üblicherweise
auf eine bestimmte Länge
eingestellt, indem die Hülle
in ihrer Länge
verändert
wird. Die Länge
des Kabels wird meistens konstant gehalten. Zu diesem Zweck sind
im Stand der Technik unterschiedliche Einstellvorrichtungen bekannt.
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So
zeigt beispielsweise die
EP
1 296 072 A1 einen Einstellmechanismus zur Längeneinstellung eines
Bowdenzugs, aufweisend ein zylinderförmiges Gehäuse und ein darin verschiebbar
angeordnetes Verstellglied, das gegen das zylinderförmige Gehäuse durch
eine Feder vorgespannt ist. Die Feder erzeugt eine Vorspannkraft
auf dem Bowdenzug, so dass der Bowdenzug automatisch vorgespannt
wird. Um das Verstellglieds an dem zylinderförmigen Gehäuse dauerhaft festzustellen,
ist das Verstellglied mit Verriegelungsmitteln ausgestattet, die
mit entsprechenden Verriegelungsmitteln am Gehäuse verriegeln können.
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Weitere
Einstellmechanismen für
Bowdenzüge
sind beispielsweise aus der
EP
0 861 988 A2 ,
EP
0 658 696 A1 oder der
WO 96/25604 A1 bekannt. Alle diese Einstellmechanismen
arbeiten nach dem oben beschriebenen Prinzip, d. h. sie verfügen über Federn,
die eine bestimmte Vorspannung auf den Bowdenzug aufbringen und
dann manuell oder automatisch festgestellt werden. Solche Einstellvorrichtungen
bestehen oft aus einer Vielzahl von Bauteilen und sind vergleichsweise
kompliziert montierbar oder einstellbar.
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Die
letzten drei beschriebenen Einstellmechanismen können auftretendes Spiel des
Bowdenzugs automatisch ausgleichen. Aus diesem Grund weisen sie
allerdings in sich ein gewisses axiales Spiel auf. Ein derartiges
Spiel im Einstellmechanismus ist aber unerwünscht, da es die Antwortzeit
auf eingeleitete Bewegungen vergrößert.
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Weiterhin
führt diese
automatische Nachstellung dazu, dass die Kräfte, die mit diesen Einstellmechanismen übertragen
werden können,
nicht besonders hoch sind. Daher sind diese Einstellmechanismen
nicht für
sicherheitsrelevante Anwendungen, beispielsweise bei Feststellbremsen
einsetzbar.
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Aus
der
EP 0 619 437 A1 ist
ein Einstellmechanismus zur Längeneinstellung
eines Bowdenzugs bekannt, aufweisend: einen Grundkörper; ein
Stellglied mit einer Außenverzahnung
zur Aufnahme einer Hülle
des Bowdenzugs; an Stegen des Grundkörpers angeordnete Innengewindeverzahnungen;
wobei der Grundkörper
einen hohlzylinderförmigen elastischen
Federbereich aufweist, so dass die Innenverzahnungen des Grundkörpers mit
der Außenverzahnung
des Stellglieds in Eingriff stehen; und wobei die Innenverzahnungen über die
Außenverzahnung
des Stellgliedes gleitbar und in einer neuen Stellung verrastbar
sind. Dieser bekannte Einstellmechanismus weist jedoch weder zwei
relativ zueinander verstellbare Hüllen noch einen schalenförmigen Einsatz
ohne axiales Spiel auf. Außerdem
sind zum Einstellen der Länge
des Bowdenzugs der Grundkörper
und das Stellglied nicht in Zugrichtung manuell auseinanderziehbar.
Der aus der
WO 01/53709
A1 bekannte Einstellmechanismus zeigt zwar Einsätze zur
Verstellung von Gestängen.
Diese plattenförmigen
Einsätze
sind jedoch nicht mit den schalenförmigen Einsätzen der Erfindung vergleichbar.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einstellvorrichtung
für einen
Kabelzug bereitzustellen, die einfach in ihrem Aufbau ist, leicht
und fehlerfrei zu montieren ist, einen geringen Raumbedarf aufweist,
kein axiales Spiel aufweist, besonders hohe Kräfte übertragen kann, besonders zuverlässig arbeitet
und besonders einfach und sicher betätigt werden kann.
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3. Zusammenfassung der Erfindung
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Die
o. g. Aufgabe wird gelöst
durch eine erfindungsgemäße Einstellvorrichtung
gemäß Patentanspruch
1.
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Insbesondere
wird die Aufgabe gelöst
durch einen Einstellmechanismus zur Längeneinstellung eines Bowdenzugs,
aufweisend einen Grundkörper zur
Aufnahme einer ersten Hülle
des Bowdenzugs; ein Stellglied mit einer Außenverzahnung zur Aufnahme
einer zweiten Hülle
des Bowdenzugs; mindestens einen schalenförmigen Einsatz, mit einer Innenverzahnung;
wobei der Grundkörper
einen hohlzylinderförmigen
elastischen Federbereich aufweist, in den der mindestens ein Einsatz
eingesetzt ist, so dass die Innenverzahnung des Einsatzes mit der
Außenverzahnung
des Stellglieds in Eingriff steht.
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Durch
den hohlzylinderförmigen
Federbereich wird der eingesetzte Einsatz oder die eingesetzten
Einsätze
in Richtung des Stellgliedes gedrückt und ein sicheres Verrasten
des Stellgliedes mit dem Einsatz oder den Einsätzen ist gewährleistet.
Der Federbereich verformt sich beim Verstellen des Einstellmechanismus
aus der zylindrischen Form elastisch in eine leicht ovale Form.
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Dadurch,
dass der Einsatz oder die Einsätze in
den Grundkörper
eingesetzt werden, wird eine besonders robuste Anordnung bereitgestellt,
die zudem einfach zu montieren ist. Der Einstellmechanismus ist
daher einfach aufgebaut, robust und kann hohe Lasten übertragen.
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Die
Verzahnungen am Einsatz und am Stellglied stehen derart in Eingriff,
dass das Stellglied bezüglich
des Grundkörpers
nur in einer Richtung (Zugrichtung P) bewegt werden kann, d. h.
nur zum "Verlängern" des Einstellmechanismus.
Damit ist sichergestellt, dass der Monteur den einzustellenden Bowdenzug
sicher spannt.
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Durch
den einfachen und robusten Aufbau aus im Wesentlichen nur drei oder
vier Komponenten weist der Einstellmechanismus eine hohe Zuverlässigkeit
auf, ist spielfrei und kann hohe Lasten übertragen. Zudem ist er hauptsächlich aufgrund
des hohlzylinderförmigen
Federbereichs sehr klein und dünn, so
dass er universell eingesetzt werden kann, um Bowdenzüge einzustellen.
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Erfindungsgemäß wird zum
Einstellen der Länge
des Bowdenzugs der Grundkörper
und das Stellglied in Zugrichtung P manuell auseinander gezogen,
wobei die Innenverzahnung des schalenförmigen Einsatzes über die
Außenverzahnung
des Stellgliedes gleitet und in einer neuen Stellung verrastet.
Die Einstellung des Bowdenzugs, d. h. die Verlängerung des Einstellmechanismus,
geschieht manuell und nicht automatisch, so dass eine hohe Zuverlässigkeit,
Spielfreiheit und hohe übertragene Lasten
garantiert werden.
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Erfindungsgemäß ist der
Einsatz ohne axiales Spiel in dem Federbereich befestigt. Dadurch
wird ein axiales Spiel des Einstellmechanismus vollständig vermieden.
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Bevorzugt
weist der schalenförmige
Einsatz an seiner Außenseite
Rastelemente aufweist, die mit entsprechenden Rastelementen am Federbereich
in Eingriff stehen. Die Rastelemente am Einsatz und am Federbereich
halten den Einsatz nach dessen Montage innerhalb des Federbereichs.
Daher kann der Einstellmechanismus einfach montiert werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist der schalenförmige
Einsatz an einem Ende einen Bund auf, der sich an einer Stirnfläche des
Federbereichs abstützt.
Der Bund am Einsatz stützt
sich auf der Stirnfläche
des Federbereichs ab und überträgt damit
die axialen Kräfte
des Stellglieds auf den Grundkörper.
Ein optionaler Absatz innerhalb des Grundkörpers, auf dem sich der Einsatz
zusätzlich
abstützt,
kann ebenfalls ein Teil der axialen Kräfte aufnehmen.
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Bevorzugt
weisen der Grundkörper
und das Stellglied an jeweils einem Ende einen Bund zur manuellen
Betätigung
des Einstellmechanismus auf. Um die manuelle Einstellung zu erleichtern,
weisen der Grundkörper
und das Stellglied an jeweils einem Ende einen Bund auf, mit denen
der Einstellmechanismus von Hand einfach auseinander gezogen werden
kann.
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Bevorzugt
weist die Außenverzahnung
des Stellgliedes ringförmige
Zähne auf,
die in Zugrichtung P geneigt sind, so dass das Stellglied gegenüber dem
Einsatz und dem Grundkörper
irreversibel in Zugrichtung P verschoben werden kann. Aufgrund der
ringförmigen
Zähne,
wird eine sicheres Verrasten mit Zähnen an dem Einsatz bereitgestellt.
Weiterhin kann durch die ringförmigen
Zähne das Stellglied
gegenüber
dem Grundkörper
verdreht werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Einstellmechanismus
versagt. Die beiden Hüllen
des Bowdenzugs sind daher bezüglich
einer Verdrehung voneinander entkoppelt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind zwei schalenförmige
Einsätze
in den Federbereich eingesetzt. Durch zwei schalenförmige Einsätze wird
ein symmetrischer Aufbau des Einstellmechanismus bereitgestellt,
der besonders zuverlässig
arbeitet und höhere
axiale Kräfte übertragen kann,
als nur mit einen Einsatz.
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Bevorzugt
weisen die Einsätze
in dem Federbereich ein tangentiales Spiel auf. Ein radiales und
tangentiales Spiel der Einsätze
im Federbereich erleichtert die Einstellung des Einstellmechanismus. Das
Spiel ist derart ausgelegt, dass es zusammen mit der elastischen
Verformung des Federbereichs den notwendigen Raum für ein Übergleiten
der Rastzähne
in Zugrichtung P bereitstellt. Das radiale Spiel ist aber immer
kleiner als die radiale Höhe
der Rastzähne.
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Es
ist weiterhin bevorzugt, dass der Einstellmechanismus aus einem
Kunststoffmaterial hergestellt ist und nur aus den Bauteilen Grundkörper, Stellglied
und einem oder zwei Einsätzen
besteht. Damit ist der Einstellmechanismus besonders einfach aufgebaut,
robust und zudem sehr leicht.
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4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren erläutert. In
denen zeigt:
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1 eine
dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einstellmechanismus
angeschlossen an einen Bowdenzug;
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2 eine
dreidimensionale Explosionsdarstellung des Einstellmechanismus aus 1;
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3 eine
Schnittansicht des Einstellmechanismus aus 1;
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4 ein
Detail der Schnittansicht aus 3; und
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5 eine dreidimensionale Darstellung des Montageablaufs
eines Einstellmechanismus aus 1.
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5. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Im
Folgenden werden bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Figuren im Detail erläutert.
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1 zeigte
eine erste Ausführungsform
eines Einstellmechanismus 1 zur Längeneinstellung eines Bowdenzuges 50, 52, 54.
Der Einstellmechanismus 1 besteht aus einem Grundkörper 10,
der mit einer ersten Hülle 50 des
Bowdenzuges 50, 52, 54 verbunden ist,
einem Stellglied 20, das mit einer zweiten Hülle 52 des
Bowdenzuges 50, 52, 54 verbunden ist und
zwei schalenförmigen
Einsätzen 30, 31,
die in den Grundkörper 10 eingesetzt
sind. Der Bowdenzug 50, 52, 54 wird eingestellt,
in dem der Abstand der Hüllen 50, 52 zueinander
mittels des Einstellmechanismus 1 verändert wird, wobei das Stellglied 20 aus dem
Grundkörper 10 herausgezogen
wird, wie durch die Pfeile P dargestellt. Dabei bleibt die Länge eines Kabels 54 des
Bowdenzugs 50, 52, 54, das sich durch
den Einstellmechanismus 1 hindurch erstreckt, konstant.
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2 zeigt
eine dreidimensionale Explosionsansicht der einzelnen Komponenten
des Einstellmechanismus 1. Der Grundkörper 10 weist an einem Ende
ein hohlzylinderförmiges
Federelement 12 auf, in das zwei schalenförmige Einsätze 30, 31 eingesetzt
werden. Das Federelement 12 ist zu einem gewissen Maße elastisch
verformbar, in dem es seine hohlzylindrische Form in eine leicht
ovale Form ändern
kann. Die Federwirkung des Federelements 12 ergibt sich
im Wesentlichen aus der Wandstärke
und dem verwendeten Material.
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Dadurch
ist es möglich,
den Abstand der beiden Einsätze 30, 31 zueinander
in radialer Richtung elastisch zu verändern, und eine Einstellung
des Einstellmechanismus 1 zu ermöglichen.
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Die
schalenförmige
Einsätze 30, 31 weisen jeweils
eine Innenverzahnung 32 auf, die einer Außenverzahnung 22 des
Stellglieds 20 entspricht. Zur Montage der Einsätze 30, 31 sind
diese mit Rastelementen 38 ausgestattet, die in entsprechende
Rastelemente 13 an dem Federelement 12 einrasten
können.
Damit werden die Einsätze 30, 31 axial
in dem Grundkörper 10 festgehalten.
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Der
Einstellmechanismus 1, der sich zwischen einer ersten Hülle 50 und
einer zweiten Hülle 52 des
Bowdenzuges 50, 52, 54 befindet und deren axialen
Abstand zueinander festlegt, muss während des Betriebs im Wesentlichen
axiale Druckbelastungen aufnehmen. Zu diesem Zweck sind die schalenförmige Einsätze 30, 31 mit
jeweils einem Bund 36 ausgestattet, der sich nach der Montage
an eine Stirnfläche 15 des
Federbereichs 12 des Grundkörpers 10 abstützt. Über diesen
Bund 36 wird ein Hauptteil der axialen Last übertragen.
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Das
Stellglied 20 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form,
mit einem Durchgangsloch 29 für das Kabel 54 des
Bowdenzuges 50, 52, 54. An seiner Außenseite
weist das Stellglied 20 einen Bereich mit einer Außenverzahnung 22 auf,
die mit den Innenverzahnungen 32 der Einsätze 30, 31 in
Eingriff steht.
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Weiterhin
weist das Stellglied 20 einen ersten Anschlag 25 auf,
der die Verstellmöglichkeit
des Einstellmechanismus 1 in Richtung der Zugrichtung P
begrenzt. Ein zweiter Anschlag 27 begrenzt die minimale
axiale Ausdehnung des Einstellmechanismus 1.
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Wie
in 3 gezeigt, weist der Grundkörper 10 einen zylinderförmiger Aufnahme 18 zur
Aufnahme der ersten Hülle 50 des
Bowdenzugs 50, 52, 54 auf. Das Stellglied 20 weist
eine entsprechende zylinderförmige
Aufnahme 28 zur Aufnahme der zweiten Hülle 52 des Bowdenzugs 50, 52, 54 auf.
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Der
Grundkörper 10 und
das Stellglied 20 weisen jeweils Durchgangslöcher 19, 29 auf,
durch die sich das Kabel 54 des Bowdenzugs 50, 52, 54 erstreckt
und sich axial frei verschieben kann.
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Zur
manuellen Betätigung
des Einstellmechanismus 1, d. h. zum Auseinanderziehen
der Stellglieds 20 und des Grundkörpers 10, weist der
Grundkörper 10 und
der Stellglied 20 an jeweils einem Ende einen Bund 16, 26 auf,
an dem der Monteur die beiden Elemente mit der Hand einfach auseinander ziehen
kann. Beim Auseinanderziehen gleiten die Rastzähne der Verzahnung 32 über die
Rastzähne der
Verzahnung 22, wobei die beiden Einsätze 30, 31 gegen
die Federwirkung des Federbereichs 12 auseinander gedrückt werden.
Dabei verformt sich der Federbereich 12 von einer zylindrischen
in eine leicht ovale Form. Gleichzeitig wird ein Spiel 40,
das in radialer Richtung zwischen der Einsätzen 30, 31 und der
inneren Wandung des Federelements 12 existiert, eliminiert.
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Nachdem
der Einstellmechanismus 1 auf die gewünschte Länge eingestellt wurde, d. h.
auseinander gezogen oder verlängert
wurde, rasten die Rastzähne
der Verzahnung 32 wieder in die Rastzähne der Verzahnung 22 ein
und verhindern so ein Verkürzen
des Einstellmechanismus 1. Durch die geneigten Zähne der
entsprechenden Verzahnungen 32, 22, ist der Einstellvorgang
irreversibel, d. h. der Einstellmechanismus 1 kann lediglich
verlängert
werden, um den Bowdenzug 50, 52, 54 zu
spannen, aber eine entgegengesetzte Bewegung, d. h. Verkürzung des Einstellmechanismus 1 ist
nicht mehr möglich.
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Damit
sich die beiden Einsätze 30, 31 leicht auseinander
bewegen lassen, und das Federelement 12 lediglich eine
elastische Formänderung
aber keine elastische Vergrößerung des
Durchmessers ausführen
muss, weisen die Einsätze 30, 31 ein
tangentiales Spiel 42 zueinander auf. Wenn das Federelement 12 bei
der Verstel lung eine elastische Formänderung zu einer ovalen Querschnittsform
ausführt, kann
sich das tangentiales Spiel 42 zwischen den beiden Einsätzen 30, 31 verringern.
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Die 5 zeigt in drei Schritten einen bevorzugten
Vorgang zum Montage des Einstellmechanismus 1. In einem
ersten in 5a gezeigten Schritt, werden
die beiden Einsätze 30, 31 derart
auf die Außenverzahnung 22 des
Stellglieds 20 aufgesetzt, dass der Bund 36 an
dem Anschlag 27 anliegt, um einen möglichst großen Verstellbereich bereitzustellen.
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In
einem weiteren in 5b dargestellten Schritt wird
dann das Stellglied 20 mit den schalenförmigen Einsätzen 30, 31 axial
in den Grundkörper 10 eingeführt, bis
die Rastelemente 38 mit den entsprechenden Rastelementen 13 am
Federbereich 12 einrasten.
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Der
fertig vormontierte Einstellmechanismus 1 ist in 5c dargestellt.
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Alle
Komponenten des Einstellmechanismus 1 können aus einem Kunststoffmaterial,
bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Polyamid 6.6 hergestellt
werden.
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Damit
erreicht der Einstellmechanismus 1 trotz seiner geringen
Abmessungen und seines geringen Gewichts eine hohe Zuverlässigkeit
und kann zur Einstellung und Übertragung
von sehr hohen axial Lasten verwendet werden.
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- 1
- Einstellmechanismus
- 10
- Grundkörper
- 12
- hohlzylinderförmiger Federbereich
- 13
- Rastelemente
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Bund
- 18
- Aufnahme
- 20
- Stellglied
- 22
- Außenverzahnung
- 25
- Anschlag
- 26
- Bund
- 27
- Anschlag
- 28
- Aufnahme
- 30
- erster
schalenförmiger
Einsatz
- 31
- zweiter
schalenförmiger
Einsatz
- 32
- Innenverzahnung
- 36
- Bund
- 38
- Rastelemente
- 40
- radiales
Spiel
- 42
- tangentiales
Spiel
- 50
- erste
Hülle des
Bowdenzugs
- 52
- zweite
Hülle des
Bowdenzugs
- 54
- Kabel
des Bowdenzugs