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Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze. Eine solche Kopfstütze ist z. B. mit wenigstens einer Haltestange an der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes gelagert. Die Haltestange ist in einer rückenlehnenfesten Lagervorrichtung bewegbar gelagert und mittels einer Verriegelungsvorrichtung in wenigstens einer Relativposition zu der Rückenlehne arretierbar. Die Haltestange weist Rastkerben auf. Zur Arretierung kann ein rückenlehnenfestes Rastelement in der Rastkerbe formschlüssig verrastet werden.
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Kopfstützen mit Verriegelungsvorrichtungen wurden im Stand der Technik z. B. derart ausgebildet, dass das Kopfanlageteil durch Überwinden einer Haltekraft in der Höhe verstellbar war. Die Rastkerben der Verriegelungsvorrichtung wiesen eine geringe Tiefe und große Radien auf. Beim Hochziehen oder Herunterdrücken des Kopfanlageteils wurde das Rastelement aufgrund der Kerbenform automatisch aus der Kerbe bewegt und rastete nach einer Höhenverstellung des Kopfanlageteils in eine andere Kerbe ein.
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Aus Sicherheitsgründen wurde später gesetzlich gefordert, dass das Einwirken einer Mindestkraft auf das Kopfanlageteil nicht zu einer automatischen Höhenverstellung des Kopfanlageteils führt. Die zuvor erwähnten ratschend verstellbaren Kopfstützen, die durch Überwinden einer relativ geringen Haltekraft verstellbar waren, konnten daraufhin nicht mehr verwendet werden. Eine andere Kerbengeometrie mit großer Kerbentiefe und einer im Wesentlichen rechtwinklig zu der Längsachse der Haltestange ausgebildeten Haltefläche für das Rastelement kam daraufhin zum Einsatz. Größere Kräfte konnten infolgedessen auf das Kopfanlageteil einwirken, ohne dass sich das Rastelement ungewollt aus der Kerbe herausbewegt hat und eine ungewollte Höhenverstellung des Kopfanlageteils erfolgt ist.
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Die Entwicklung hochfester Stahlrohre und die geforderte Gewichtsreduzierung hat in der Automobilindustrie dazu geführt, dass die Rohrwandstärke der Haltestangen und Haltebügel für Kopfstützen sich stark verringert haben und nun z. B. lediglich 1 mm betragen. Die geringe Rohrwandstärke erforderte die Ausbildung komplizierter Kerbenformen, um ein Reißen des Materials beim Formen der tiefen Kerbe und eine Schwächung der Haltestangenfestigkeit zu vermeiden. Ein Riss in der Haltestange hatte nämlich zur Folge, dass der Verchromungsprozess gestört wurde und optische Mängel an der Stangenoberfläche entstanden. Zudem wurde die Tragfähigkeit der Haltestange durch den Riss geschwächt.
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Es war Aufgabe der Erfindung eine Kopfstütze zu schaffen, welche eine Kerbengeometrie mit einer geringen Kerbentiefe und mit weichen Radien erlaubt.
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Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die Kopfstütze ist mit wenigstens einer Haltestange höhenverstellbar an der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes gehalten. Mittels einer Verriegelungsvorrichtung kann ein Kopfanlageteil der Kopfstütze in unterschiedlichen Höhenpositionen lösbar arretiert werden. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst wenigstens eine Kerbe in der Haltestange sowie mindestens ein Rastelement, welches zwischen einer Verriegelungsposition und einer Löseposition bewegbar ist. In der Verriegelungsposition ist das Rastelement in Eingriff mit der Kerbe. Eine Relativbewegung zwischen der Haltestange und einer fahrzeugsitzfesten Lagervorrichtung wird verhindert, wenn das Rastelement sich in Eingriff mit der Kerbe befindet. In der Löseposition ist das Rastelement außer Eingriff mit der Kerbe und die Haltestange ist relativ zu dem Lager bewegbar.
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Die Verriegelungsvorrichtung umfasst ein Sicherungselement, das zwischen einer Arretierposition und einer Freigabeposition bewegbar ist. In der Verriegelungsposition des Rastelements kann das Sicherungselement in die Arretierposition bewegt werden. In der Arretierposition verhindert das Sicherungselement die ungewollte Bewegung des Rastelements aus der Verriegelungsposition heraus in die Löseposition. In der Freigabeposition kann das Rastelement in die Löseposition bewegt werden.
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Die Verriegelungsvorrichtung erlaubt es, die Rastkerbe in der Haltestange mit einer geringen Tiefe und großen Radien auszubilden und dennoch sicher zu vermeiden, dass sich das Rastelement ungewollt aus der Verriegelungsposition in die Löseposition bewegt.
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Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Verriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2.
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Die Kopfstütze ist mit wenigstens einer Haltestange höhenverstellbar an der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes gehalten und ein Kopfanlageteil der Kopfstütze kann mittels einer Verriegelungsvorrichtung in unterschiedlichen Höhenpositionen lösbar arretiert werden. Die Verriegelungsvorrichtung der Kopfstütze umfasst auch bei dieser Erfindung wenigstens ein Rastelement, welches zwischen einer Verriegelungsposition und einer Löseposition bewegbar ist. In der Verriegelungsposition ist das Rastelement in Eingriff mit der Kerbe. Eine Relativbewegung zwischen der Haltestange und der fahrzeugsitzfesten Lagervorrichtung wird verhindert, wenn das Rastelement sich in Eingriff mit der Kerbe befindet. In der Löseposition ist das Rastelement außer Eingriff mit der Kerbe und die Haltestange ist relativ zu dem Lager bewegbar.
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Das Rastelement ist von einer Lager- und Führungsvorrichtung geführt, die derart ausgebildet ist, dass eine von der Kerbenoberfläche auf das Rastelement übertragene Kraft das Rastelement nicht aus dem Eingriff mit der Kerbe bewegen kann. Dies wird dadurch gewährleistet, dass die Führungsvorrichtung das Rastelement derart führt, dass es in der Verriegelungsposition keinen Freiheitsgrad in Wirkrichtung der Kraft aufweist. Wenn also z. B. durch einen Unfall eine Kraft auf die Haltestange ausgeübt wird, kann diese nicht eine Bewegung des Rastelements von der Verriegelungsposition in die Löseposition herbeiführen. Die Sicherheitsfunktion bleibt in jedem Fall gewährleistet.
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Einer Ausführungsform gemäß ist das Rastelement als Riegel ausgebildet, wobei der Riegel formschlüssig mit dem Rastelement lösbar in Eingriff bringbar ist. Der Riegel ist z. B. zwischen einer Freigabeposition und einer Arretierposition bewegbar. Z. B. ist der Riegel der Lagervorrichtung, insbesondere einer Haltestangenhülse, zugeordnet. Der Riegel kann eine die Haltestange wenigstens teilweise umschließende Führung aufweisen. Insbesondere ist der Riegel kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Rastelement lösbar in Eingriff bringbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Sicherungselement durch eine Bewegung, insbesondere eine translatorische Bewegung, etwa quer zu der zweiten Richtung zwischen der Verriegelungsposition und der Löseposition bewegbar. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das Sicherungselement nicht ungewollt durch eine Kraft in die zweite Richtung in die Freigabeposition bewegt werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement als Schieber ausgebildet ist und dass der Schieber in der Verriegelungsposition mit einer Bodenfläche und mindestens einer Riegelfläche der Haltestange sowie mit Führungsflächen der Lagervorrichtung zusammenwirkt. Befindet sich das Rastelement in der Verriegelungsposition, bildet es einen Anschlag für die Riegelfläche der Haltestange, so dass sich die Haltestange nicht aus der eingestellten Position herausbewegen kann. Das Rastelement ist z. B. in einer Haltestangenhülse der Lagervorrichtung geführt.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement als Drehriegel ausgebildet ist, der um eine Drehachse schwenkbar gelagert ist. Das Rastelement kann zwischen der Löseposition und der Verriegelungsposition geschwenkt werden. Der Drehriegel kann an der Lagervorrichtung, insbesondere an einer Haltestangenhülse, befestigt sein. Z. B. weist die Haltestangenhülse einen Schlitz auf, durch welchen das Rastelement in Eingriff mit der Rastkerbe in die Verriegelungsposition bewegbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das Rastelement in der Verriegelungsposition Punktkontakt oder Linienkontakt mit der Oberfläche der Kerbe. Damit ist gewährleistet, dass eine Kraftlinie einer in die zweite Richtung gerichteten Kraft durch die Drehachse des Drehriegels verläuft und die Kraft daher kein Moment verursacht, welches den Drehriegel in Löserichtung bewegen könnte.
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Weitere Vorteile ergeben sich anhand eines in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
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1 eine schematische teilweise geschnittene Frontansicht einer mittels Haltestangen an einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes höhenverstellbar befestigten Kopfstütze,
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2 eine schematische Seitenansicht eines Bereichs einer Haltestange mit Kerbe, aus dem Stand der Technik,
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3 eine schematische Darstellung der Haltestange der Kopfstütze gemäß Ausschnittlinie III in 1,
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4 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Verriegelungsvorrichtung der Kopfstütze gemäß 1, wobei sich ein Rastelement in der Löseposition und ein Sicherungselement in der Freigabeposition befinden,
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5 die Verriegelungsvorrichtung gemäß 4, wobei sich das Rastelement in der Verriegelungsposition und das Sicherungselement in der Freigabeposition befinden,
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6 die Verriegelungsvorrichtung gemäß 5, wobei sich das Sicherungselement in einer Arretierposition befindet,
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7 eine schematische Querschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung der Kopfstütze gemäß 1, wobei das Rastelement als Schieber ausgebildet ist, welcher in der Löseposition angeordnet ist,
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8 die Verriegelungsvorrichtung gemäß 7, wobei sich das Rastelement in der Verriegelungsposition befindet,
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9 eine schematische Querschnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung der Kopfstütze gemäß 1, wobei das Rastelement als Drehriegel ausgebildet ist und sich in der Löseposition befindet, und
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10 die Verriegelungsvorrichtung gemäß 9, wobei das Rastelement in der Verriegelungsposition angeordnet ist.
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In den Fig. ist eine Kopfstütze insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Gleiche Bezugszeichen in den unterschiedlichen Fig. bezeichnen entsprechende Teile, auch wenn kleine Buchstaben hinzugefügt oder weggelassen sind.
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In 1 ist eine Kopfstütze 10 eines Fahrzeugsitzes 28 dargestellt. Die Kopfstütze umfasst ein Kopfanlageteil 26, welches mittels Haltestangen 11 in Richtung z1, z2 verstellbar an einer Rückenlehne 27 des Fahrzeugsitzes 28 befestigt ist. Jede Haltestange 11 ist in einem an der Rückenlehne 27 befestigten Lager 22 gelagert. Mittels Verriegelungsvorrichtungen 21 sind die Haltestangen 11 relativ zu der Rückenlehne lösbar arretierbar und somit ist die Höhenposition des Kopfanlageteils 29 relativ zu der Rückenlehne 27 einstellbar. Die Haltestangen 11 sind mit Kerben 12 versehen, die Teil der Verriegelungsvorrichtung 21 sind.
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In 2 ist ein Abschnitt einer Haltestange A einer Kopfstütze aus dem Stand der Technik dargestellt. Die Haltestange A umfasst Kerben K mit einer Kerbentiefe T1. Ein Winkel α1 zwischen der Außenfläche 15 und einer Riegelfläche 24 und ein Winkel α2 zwischen der Riegelfläche 24 und einer Bodenfläche 14 der Kerbe 12 sind jeweils etwa rechtwinklig ausgebildet. Die Radien R1 und R2 sind klein und verursachen große Spannungsspitzen im Haltestangenmaterial.
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3 zeigt einen Ausschnitt aus der Haltestange 11 der Kopfstütze 10 gemäß Ausschnittlinie III in 1. Gemäß 3 weist die Kerbe 12 angrenzend an eine Außenfläche 15 der Haltestange 11 Schrägflächen 13 auf, die einen Winkel α3 mit der Außenfläche 15 bilden. Der Winkel α3 ist als stumpfer Winkel ausgebildet. Die Kerbe 12 hat eine Tiefe T2 zwischen der Außenfläche 15 und der tiefsten Stelle einer Oberfläche 14 der Kerbe 12. Die Tiefe T2 ist z. B. kleiner als die Tiefe T1. Die Kerbe 12 besitzt einen teilkreisförmigen Querschnitt mit einem Radius R3. Der Radius R3 der Kerbe 12 ist groß und ruft keine Spannungsspitzen hervor. Die Außenfläche 15 verläuft z. B. etwa parallel zu einer Längsmittelachse l der Haltestange 11.
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Eine Verriegelung kann erfolgen, indem ein in 3 lediglich durch eine gestrichelte Linie angedeutetes, rückenlehnenfestes Rastelement 16 in die in 3 dargestellte Verriegelungsposition verlagert wird und damit formschlüssig eine Bewegung der Haltestange 11 in die Richtungen z1 und z2 verhindert. Bei einer – z. B. während eines Unfalls durch einen Schlag auf das Kopfanlageteil hervorgerufenen – Kraft in Richtung z2 auf die Haltestange 11 wirkt aufgrund der teilkreisförmigen Oberfläche 14 eine Kraft F in Richtung y1 auf das Rastelement 16, welche das Rastelement 16 in Richtung y1 in die Löseposition bewegen könnte und somit eine ungewollte Verstellung des Kopfanlageteils 26 der Kopfstütze 10 ermöglicht.
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In 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Verriegelungsvorrichtung gemäß 1 dargestellt. 4 zeigt einen Längsschnitt, welcher parallel zu der Längsmittelachse l durch die Haltestange 11 verläuft. In 4 ist lediglich ein Bereich der Haltestange 11 gezeigt.
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Die Verriegelungsvorrichtung 21 umfasst gemäß 1 die Haltestange 11 mit Kerben 12, von denen in 4 lediglich eine Kerbe 12 dargestellt ist. Die Haltestange 11 ist in einem Lager 22, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Lagerhülse ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die Haltestange 11 in die Richtungen z1, z2 bewegbar, um eine Höhenverstellung des Kopfanlageteils 26 durchzuführen. Ferner umfasst die Verriegelungsvorrichtung 21 gemäß 4 das Rastelement 16 sowie ein Sicherungselement 17. Das Rastelement 16 sowie das Sicherungselement 17 sind z. B. an dem Lager 22 in nicht dargestellter Weise befestigt.
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Das Rastelement 16 ist gemäß 4 in einer Ruheposition angeordnet. Durch eine Bewegung von der in 4 dargestellten Position in Richtung y2 kann das Rastelement 16 durch einen Schlitz 32 des Lagers 22 hindurch in eine Verriegelungsposition bewegt werden, die in 5 dargestellt ist. In der Verriegelungsposition befindet sich ein Arretierbereich 23 des Rastelements 16 in Eingriff mit der Kerbe 12. Aus der Verriegelungsposition kann das Rastelement 16 in Richtung y1 in die Löseposition verlagert werden. In der Verriegelungsposition ist eine Bewegung der Haltestange 11 in die Richtungen z1 und z2 nicht möglich. In der Löseposition ist eine Bewegung der Haltestange 11 in die Richtungen z1 und z2 möglich. Das Rastelement 16 ist von einem Federelement 18 in die Verriegelungsposition belastet.
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In der Verriegelungsposition des Rastelements 16 ist das Sicherungselement 17 aus der in 5 dargestellten Freigabeposition durch eine Bewegung in Richtung z2 in eine in 6 dargestellte Arretierposition bewegbar. Durch eine Bewegung in die umgekehrte Richtung z1 kann das Sicherungselement 17 aus der Arretierposition in die Freigabeposition bewegt werden. In der Freigabeposition ist eine Bewegung des Rastelements 16 zwischen der Verriegelungsposition und der Löseposition möglich. In der Arretierposition ist eine Bewegung des Rastelements 16 aus der Verriegelungsposition in die Löseposition nicht möglich.
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In der Arretierposition durchgreift ein Riegelfortsatz 19 des Sicherungselements 17 eine Aussparung 20 des Rastelements 16. Wirkt somit eine Kraft, z. B. in Richtung z2, auf die Haltestange 11 und wird hierdurch eine Kraft F in Richtung y1 auf das Rastelement 16 verursacht (siehe 6), so kann keine Bewegung des Rastelements 16 in Richtung y1 in die Löseposition stattfinden, solange sich das Sicherungselement 17 in der Arretierposition befindet, weil das Rastelement 16 in der Arretierposition keinen Freiheitsgrad in Richtung y1 hat. Die Kraft F kann das Sicherungselement 17 nicht zwischen der Arretierposition und der Freigabeposition bewegen. Das Sicherungselement 17 ist lediglich in die Richtungen z1, z2 bewegbar.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der Verriegelungsvorrichtung 21 gemäß 1 ist in den 7 und 8 dargestellt. Die 7 und 8 zeigen einen Querschnitt durch die Haltestange 11 rechtwinklig zu der Längsmittelachse l, wobei die Längsmittelachse l rechtwinklig in die Zeichenebene hinein verläuft. Die Haltestange 11 ist, wie oben erwähnt, in dem als Lagerhülse ausgebildeten Lager 22 bewegbar gelagert. Das Rastelement 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Schieber ausgebildet, welcher in Richtung x1, x2 zwischen der Verriegelungsposition und der Löseposition bewegt werden kann.
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In 7 ist das Rastelement 16 in der Löseposition dargestellt. Das Rastelement 16 ist von einer fahrzeugfesten Führungsvorrichtung 25, welche Lagerflächen 30 und 31 der Lagerhülse 22 umfasst, geführt. Durch eine Bewegung in Richtung x2 kann das Rastelement 16 in Eingriff mit der Kerbe 12 in die Verriegelungsposition gemäß 8 bewegt werden. Durch eine Bewegung in Richtung x1 kann das Rastelement 16 aus der Verriegelungsposition gemäß 8 in die Löseposition gemäß 7 bewegt werden. In der Verriegelungsposition ist eine Bewegung der Haltestange 11 nicht möglich. In der Löseposition ist eine Bewegung der Haltestange 11 hingegen möglich.
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In der Verriegelungsposition gemäß 8 kann das Rastelement 16 nicht durch eine Kraft F in Richtung y1, hervorgerufen z. B. durch Kräfte, die in Richtung z1 oder z2 auf die Haltestange 11 wirken, ungewollt aus dem Eingriff mit der Kerbe 12 in Richtung y1 bewegt werden, weil das Rastelement 16 lediglich einen Freiheitsgrad in Richtung x1 hat. Eine Kraft, die in Richtung y1 auf das Rastelement 16 wirkt, wird von der Lagerfläche 30 aufgenommen.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den 9 und 10 dargestellt. In den 9 und 10 ist ein Querschnitt durch die Haltestange 11 gezeigt, wobei der Schnitt rechtwinklig zu der Längsmittelachse l verläuft und wobei die Längsmittelachse l rechtwinklig in die Zeichenebene hinein verläuft. Die Haltestange 11 ist, wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, in dem als Lagerhülse ausgebildeten Lager 22 bewegbar gelagert. Das Rastelement 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Drehriegel ausgebildet. Das Rastelement 16 ist in Richtung u1 um eine Schwenkachse a aus der Löseposition gemäß 9 in Eingriff mit der Kerbe 12 in die Verriegelungsposition gemäß 10 schwenkbar. Aus der Verriegelungsposition ist das Rastelement 16 in Richtung u2 in die Löseposition schwenkbar. In der Verriegelungsposition ist eine Bewegung der Haltestange 11 nicht möglich, in der Löseposition ist hingegen eine Bewegung der Haltestange 11 möglich. Die Schwenkachse a verläuft z. B. parallel zu der Längsmittelachse l der Haltestange 11.
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In dem Lager 22 ist der Schlitz 32 ausgebildet. Das Rastelement 16 kann durch den Schlitz 32 hindurch in die Verriegelungsposition bewegt werden. Wirkt eine Kraft F in Richtung y1 auf das Rastelement 16, so führt dies nicht zu einer Bewegung des Rastelements 16 in die Löseposition, weil das Rastelement 16 mit einer Punkt- oder Linienberührung an der Bodenfläche 14 der Kerbe 12 anliegt. Die Kraftlinie einer in Richtung y1 gerichteten Kraft wirkt immer auf die Drehachse a und verursacht daher kein Moment, welches das Rastelement 16 in Richtung u2 in die Löseposition bewegt.
