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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein schwenkbares Ausstattungsteil für Fahrzeuginnenräume, insbesondere eine schwenkbare Armlehne, wobei das Ausstattungsteil einen Basisteil und einen Funktionsteil aufweist, die über ein Gelenk mit Freilauf schwenkbar miteinander verbunden sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Schwenkbare Ausstattungsteile, insbesondere über ein Gelenk höhenverstellbare Armlehnen für Fahrzeuginnenräume sind bekannt. Unter den schwenkbaren Armlehnen sind auch solche bekannt, die einen Freilauf aufweisen, der in einem bestimmten Winkelbereich ein Schwenken der Armlehne in einer Richtung ermöglicht und in der Gegenrichtung verhindert. Die Armlehne soll hierbei in Hochklapprichtung, d. h. in die Verstauposition frei schwenkbar sein und in der entgegengesetzten Richtung blockieren. Insbesondere soll die Armlehne in der gewünschten Armauflageposition bei Belastung durch einen Arm nicht weiter nach unten abklappen. Ferner soll die Armlehne bei Bedarf von der Verstauposition in eine Armauflageposition gebracht werden können, d. h. die Sperrung der Armlehne in Belastungsrichtung soll bei Bedarf durch einen Benutzer aufgehoben werden können.
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Die
DE 10 2008 023 751 A1 beschreibt eine schwenkbare Armlehne, deren Schwenkgelenk einen Freilauf aufweist. Der Freilauf ist mit einem oder mehreren Klemmkörpern vorgesehen, die zwischen einer Sperrposition, in der die Armlehne in Belastungsrichtung arretiert ist, und einer Ausrückposition, in der eine Schwenkbewegung der Armlehne möglich ist, bewegbar sind. Technisch wird die gewünschte Funktionalität dadurch hergestellt, dass das eine oder die mehreren Klemmelemente in einem Klemmspalt zwischen einem Innenzylinder und einer Hülse des Gelenks angeordnet sind und sich dort zwischen der Sperrposition und der Ausrückposition bewegen. Die Bewegung erfolgt hierbei mit einer radialen Komponente und einer Komponente in Umfangsrichtung der Gelenkachse.
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Die
US 2011/0 187 175 A1 offenbart ein schwenkbares Ausstattungsteil mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein schwenkbares Ausstattungsteil für Fahrzeuginnenräume, insbesondere eine schwenkbare Armlehne mit Freilauf bereitzustellen, dessen Schwenkmechanismus besonders kompakt und/oder widerstandsfähig ist.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einem schwenkbaren Ausstattungsteil gemäß Anspruch 1.
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Das schwenkbare Ausstattungsteil weist ein Gelenk mit Freilauf auf. Das trotz der weiter unten beschriebenen Funktionalität sehr kompakte Gelenk ist insbesondere für schwenkbare Armlehnen in Fahrzeuginnenräumen geeignet, da das Gelenk raumsparend eingesetzt, insbesondere unsichtbar in der Armlehne versteckt werden kann.
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Das Ausstattungsteil weist einen Basisteil und einen Funktionsteil auf, die über das Gelenk schwenkbar miteinander verbunden sind. Das Funktionsteil und der Basisteil bilden somit die über das Gelenk miteinander verbundenen Schwenkarme. Das Basisteil ist hierbei bevorzugt stationär etwa zum Fahrzeugrohbau oder zum Sitz vorgesehen, indem es beispielsweise direkt daran befestigt ist. Selbstverständlich kann das Ausstattungsteil auch anderweitig im Fahrzeuginnenraum befestigt werden, wobei im Folgenden zur Vereinfachung der Beschreibung das Basisteil als das stationäre Teil angesehen wird, gegen das das Funktionsteil geschwenkt wird. Diese Einschränkung dient nur der Vereinfachung der Beschreibung und soll die Nutzung des schwenkbaren Ausstattungsteils in dieser Hinsicht nicht einschränken.
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Das Gelenk weist eine Gelenkachse auf, um welche die Schwenkbewegung des Funktionsteils erfolgt. Vorzugsweise liegt die Schwenktrajektorie des Funktionsteils in einer Ebene, die senkrecht auf der Gelenkachse steht. Das Gelenk weist ein oder mehrere Klemmteile auf, die zwischen einer Sperrposition, in der das Funktionsteil relativ zum Basisteil in einer Sperrrichtung des Freilaufs arretiert ist, und einer Ausrückposition, in der eine Schwenkbewegung des Funktionsteils relativ zum Basisteil in der Sperrrichtung des Freilaufs möglich ist, bewegbar sind. Mit anderen Worten ist in der Sperrposition das Funktionsteil in einer Richtung, die hier als die Freilaufrichtung bezeichnet wird, schwenkbar, während das Funktionsteil in der entgegengesetzten Richtung arretiert ist. In der Ausrückposition des Klemmteils oder der Klemmteile ist eine Verschwenkung auch entgegen der Freilaufrichtung möglich. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebene Funktionalität nicht über die theoretisch möglichen 360° erfüllt sein muss, sondern vorzugsweise lediglich in einem gewissen Winkelbereich vorhanden sein soll. Ist das schwenkbare Ausstattungsteil eine Armlehne, dann wird dieser Winkelbereich typischerweise 90° oder etwas mehr als 90° betragen, wobei die Armlehne in der Freilaufrichtung in die Verstauposition gebracht wird, in der sich die Armlehne ungefähr in der Ebene der Sitzlehne befindet. Die entgegengesetzte Richtung kann auch als Belastungsrichtung bezeichnet werden, da ein auf der Armlehne aufgestützter Arm die Armlehne in dieser Richtung belastet. In der Belastungsrichtung arretiert die Armlehne, es sei denn das oder die Klemmelemente befinden sich in der Ausrückposition.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschiebung des Klemmelements oder der mehreren Klemmelemente zwischen der Sperrposition und der Ausrückposition im Wesentlichen oder zumindest auch in axialer Richtung des Gelenks und mittels eines Gewindes erfolgt. Das hat den Vorteil, dass ein Teil der Dimensionierung der Sperrelemente von der radialen Richtung des Gelenks in die axiale Richtung des Gelenks übertragen wird. Auf das Klemmelement oder die Klemmelemente wirkt eine sehr große Kraft, da sich diese sehr nahe an der Gelenkachse befinden, d. h. die Kraft von einem großen Hebel des Funktionsteils und des Basisteils auf vergleichsweise kleine Klemmelemente in der Nähe der Drehachse übertragen wird. Indem eine axiale Verschiebung der Klemmelemente stattfindet, kann die Blockierung über einen großen Bereich in Umfangsrichtung bis über den gesamten Umfang des Gelenks erfolgen, weil in radialer und/oder Umfangsrichtung keine Freiräume vorgesehen sein müssen, in denen sich die Klemmteile zwischen der Sperrposition und der Ausrückposition bewegen können müssen. Stattdessen erfolgt das Sperren und Ausrücken zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung. Dies hat zur Folge, dass das erfindungsgemäße Gelenk besonders kompakt gestaltet werden kann, besonders belastbar ist oder eine geeignete Kombination aus Belastbarkeit und Kompaktheit realisiert werden kann.
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Wenn im Folgenden der Einfachheit halber vom Klemmelement im Singular die Rede ist, gelten die beschriebenen Eigenschaften auch für den bevorzugten Fall mehrerer, insbesondere zweier Klemmelemente.
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Vorzugsweise weist das Gelenk eine Schwenkachse mit wenigstens einem Gewindeabschnitt auf, der mit einem Gewindeabschnitt des Klemmelements im Eingriff steht. Während oben von der geometrischen Gelenkachse die Rede war, um die geschwenkt wird, ist hier eine physische Achse gemeint, die als Schwenkachse oder Achsenelement bezeichnet wird. Durch den Gewindeeingriff zwischen Klemmelement und Achse wird eine sichere Verbindung zwischen beiden Teilen mit besonders dauerhafter Funktionalität sichergestellt.
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Vorzugsweise ist ein elastisches Element vorgesehen, welches das Klemmelement axial in eine Vorzugsrichtung drückt oder zieht. Das elastische Element ist besonders bevorzugt eine Feder, die in einer geeigneten Ausführungsform das Klemmelement in axialer Richtung des Gelenks nach außen vorspannt. Die Feder ist bevorzugt in axialer Richtung mittig im Gelenk vorgesehen und steht bevorzugt links und rechts in axialer Richtung mit zwei Klemmelementen in Kontakt, um diese in der Vorzugsrichtung nach außen zu drücken. Die Vorzugsrichtung ist gleichzeitig vorzugsweise die Blockierungsrichtung, d. h. die Richtung, in der sich die Klemmelemente in ihre jeweilige Sperrposition bewegen. Das Ausrücken der Klemmelemente erfolgt in dieser Ausführungsform somit in axialer Richtung nach innen, gegen die Federkraft. Vorzugsweise ist die Vorzugsrichtung stets die Richtung in die Sperrposition. Damit wird erreicht, dass das schwenkbare Ausstattungsteil nach dem Ausrücken des Klemmelements stets wieder in die Sperrposition gerät, d. h. stets in den „Normalbetrieb” gebracht wird.
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Vorzugsweise ist das Klemmelement eine Hülse mit Innengewinde. Ganz besonders bevorzugt ist diese Hülse ein zylindrisches Element mit geschlossener Mantelfläche, wodurch der oben beschriebene Vorteil, die Blockierung entlang des gesamten Umfangs betreffend, ganz besonders erzielt wird. In der Sperrposition wirkt die Hülse bevorzugt über den gesamten Umfang flächig mit einem Gegenstück zusammen, wodurch eine ganz besonders stabile und dauerhafte Arretierung möglich ist. Der Verschleiß des Klemmelements und damit des Gelenks wird somit auf ein Minimum reduziert.
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Vorzugsweise ist das Klemmelement im Längsschnitt entlang der axialen Richtung des Gelenks keilförmig vorgesehen, wobei die Keilfläche mit einer Fläche eines Gegenstücks so zusammenwirkt, dass das Klemmelement und das Gegenstück in der Sperrposition im Reibkontakt stehen. Keilförmig bedeutet im vorliegenden Fall, dass der Außenumfang der zylindrischen Hülse nicht parallel zur Achse des Gelenks verläuft, sondern abgeschrägt ist, beispielsweise wie ein Keil zulaufend. Hierbei müssen die abgeschrägten Flächen im Längsschnitt der Hülse keine geraden Flächen sein, sondern können konvex, konkav oder auf andere Weise konturiert sein. Darüber hinaus umfasst die Bezeichnung „keilförmig” auch solche Fälle, in denen lediglich ein bestimmter Bereich der Hülse in axialer Richtung eine abgeschrägte äußere Mantelfläche aufweist. Durch die hier erzielte Keilwirkung wird eine besonders hohe Klemmkraft erreicht. Dies kommt unter anderem dadurch zustande, dass durch die Abschrägung eine größere Fläche für den Reibkontakt hergestellt wird.
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Vorzugsweise ist das Klemmelement in Freilaufrichtung des Ausstattungsteils bis zu einer bestimmten Schwenkposition in im Wesentlichen axialer Richtung stationär und wird erst ab der bestimmten Schwenkposition in axialer Richtung verschoben. Dies sei am Beispiel einer schwenkbaren Armlehne genauer erläutert: Wird die schwenkbare Armlehne bis zu der bestimmten Position, die man als Ausrückwinkel bezeichnen könnte, in Freilaufrichtung geschwenkt, arretiert die Armlehne in Belastungsrichtung. Ab dem Ausrückwinkel wird das Klemmelement in axialer Richtung, d. h. in die Ausrückposition verschoben, sodass die Armlehne dann auch entgegen der Freilaufrichtung geschwenkt werden kann. Soll die Armlehne also beispielsweise in die unterste Position gebracht werden, dann wird sie zunächst bis zum Ausrückwinkel oder darüber hinaus in Freilaufrichtung geschwenkt, wodurch das Klemmelement ausgerückt wird. Danach kann die Armlehne entgegen der Freilaufrichtung bis ganz nach unten geschwenkt werden. Anschließend erfolgt die Höhenverstellung, indem die Armlehne in Freilaufrichtung auf einen gewünschten Winkel eingestellt wird, der kleiner als der Ausrückwinkel ist.
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Diese Funktionalität gilt analog für jedes andere schwenkbare Ausstattungsteil, das gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform gestaltet ist. Auf diese Weise erfolgt das Ausrücken elegant ohne zusätzliche Betätigungseinrichtungen.
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Vorzugsweise erfolgt die axiale Verschiebung des Klemmelements ab dem Ausrückwinkel entgegen der Kraft des oben beschriebenen elastischen Elements. Mit anderen Worten wirkt ab dem Ausrückwinkel eine Kraft auf das Klemmelement entgegen der Kraft des elastischen Elements. Im Falle einer Armlehne erlischt diese Kraft vorzugsweise in der untersten Stellung der Armlehne, sodass das Klemmelement in dieser Stellung durch das elastische Element wieder in die Sperrposition gebracht wird.
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Vorzugsweise wird die axiale Verschiebung ab dem Ausrückwinkel über den Gewindeeingriff zwischen Klemmelement und Achse des Gelenks vermittelt. Dazu weist das Klemmelement vorzugsweise einen Stift auf, der ab der bestimmten Schwenkposition mit einem Mitnahmeteil am Ausstattungsteil in Kontakt gerät und beim weiteren Schwenken des Ausstattungsteils in Freilaufrichtung durch das Mitnahmeteil so mitgenommen wird, dass eine axiale Verschiebung des Klemmelements auftritt. Somit wird die gewünschte Funktionalität auf technisch einfache und zuverlässige Art und Weise gelöst.
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Vorzugsweise sind mehrere Klemmelemente, besonders bevorzugt zwei Klemmelemente vorgesehen. Die beiden Klemmelement sind vorzugsweise symmetrisch rechts und links in axialer Richtung des Gelenks vorgesehen. Dadurch lässt sich ein besonders kompakter Aufbau erzielen, insbesondere dann, wenn das elastische Element zwischen den beiden Klemmelementen vorgesehen ist.
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Vorzugsweise wird die Verschiebung des Klemmelements zwischen Sperrposition und Ausrückposition durch ein fernbedientes Verschiebeelement ausgelöst oder bewirkt. Beispielsweise kann die Mitnahme des oder der Klemmelemente zur Ausrückung per Bowdenzug oder mittels anderer mechanischer oder elektrischer Elemente gestaltet werden, die eine Bedienung aus einer Distanz ermöglichen. Die Ausrückung kann damit manuell oder elektrisch, d. h. insbesondere unabhängig von der Winkelposition des Funktionsteils, erfolgen.
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Wenngleich die vorliegende Erfindung für ein Ausstattungsteil zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum besonders geeignet ist, versteht es sich, dass die Erfindung auch in anderen Bereichen umgesetzt werden kann, z. B. allgemein im Transportbereich, insbesondere der Luftfahrt und Schifffahrt, in der Haustechnik usw. Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt einen grundlegenden Aufbau eines schwenkbaren Ausstattungsteils, das die Grundlage etwa für eine Armlehne bilden kann.
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2 zeigt den technischen Aufbau eines Gelenks mit Freilauf in einer aufgeschnittenen perspektivischen Ansicht.
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3 zeigt wichtige Bestandteile des Ausstattungsteils auf eine auseinandergezogene Weise.
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4 zeigt einen grundlegenden Aufbau eines schwenkbaren Ausstattungsteils, das mit einem Bowdenzug vorgesehen ist.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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In der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist eine Grundstruktur für ein schwenkbares Ausstattungsteil gezeigt, das einen Basisteil 1, einen Funktionsteil 2 und ein Gelenk 3 aufweist. Die Grundstruktur kann beispielsweise den Rahmen für eine schwenkbare Armauflage bilden, wobei dazu das Basisteil 1 stationär am Sitz oder am Fahrzeugrohbau befestigt wird und ein gepolstertes Armauflageteil mit dem Funktionsteil 2 verbunden wird.
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Im Folgenden wird das Gelenk 3 insbesondere mit Bezug auf die 2 und 3 genauer beschrieben. Das Gelenk 3 weist eine Schwenkachse 16 auf, die in dieser Ausführungsform mit zwei Gewindeabschnitten 16' vorgesehen ist. Um die Schwenkachse 16 erfolgt die relative Verschwenkung des Basisteils 1 und des Funktionsteils 2. Mit anderen Worten sind über die Schwenkachse 16 das Basisteil 1 und das Funktionsteil 2 drehbar miteinander verbunden.
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Zwei Klemmelemente 14 stehen über Gewindeabschnitte 14 mit den Gewindeabschnitten 16' der Schwenkachse 16 im Eingriff. Mit Drehung der Klemmelemente 14 relativ zur Schwenkachse 16 verschieben sich die Klemmelemente 14 in axialer Richtung, d. h. entlang der Schwenkachse 16. Über eine Feder 17 werden die beiden Klemmelemente 14 tendenziell nach außen gedrückt. Die Feder 17 ist spiralförmig um den mittleren Abschnitt zwischen den beiden Gewindeabschnitten 16' der Schwenkachse 16 gewickelt.
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Die Klemmelemente 14 sind hülsenförmig, wie es besonders deutlich aus der 3 hervorgeht, und weisen zumindest abschnittsweise eine abgeschrägte äußere Mantelfläche 24 auf, sodass sie in dem in 2 dargestellten Längsschnitt keilförmig ausgebildet sind. Die abgeschrägten Mantelflächen 24 wirken im Sperrzustand mit entsprechenden Flächen 25 von Gegenstücken 15 im Reibkontakt zusammen.
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In dem in 2 dargestellten Sperrzustand lassen sich das Basisteil 1 und das Funktionsteil 2 nur in der Freilaufrichtung gegeneinander drehen, also in der Richtung, die in den 1 und 2 mit einem Pfeil F gekennzeichnet ist. Die Drehbarkeit in der Richtung F kommt dadurch zustande, dass die Klemmkraft in dieser Richtung sehr klein ist, da die Klemmteile 14 tendenziell nach innen, von den Gegenstücken 15 weg verschoben werden. Andererseits ist die Klemmkraft in der anderen Richtung, d. h. in der der Richtung F entgegengesetzten Richtung sehr groß, da die Gewindeabschnitte 16' mit den entsprechenden Gewindeabschnitten 14 dafür sorgen, dass die Klemmteile 14 gegen die Gegenstücke 15 verschoben werden, wodurch eine große Reibkraft auftritt und das Funktionsteil 2 arretiert. Allerdings besteht die Möglichkeit des gewollten Durchrutschens ab einer gewissen Belastung, wodurch die Sicherheit im Fahrzeuginnenraum erhöht werden kann.
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In den Klemmteilen 14 sind Öffnungen 34 vorgesehen, in die Kugelfederstifte 18 eingebracht sind. Ab einem gewissen Schwenkwinkel des Funktionsteils 2, der als Ausrückwinkel bezeichnet wird, werden durch Mitnahmeflächen 19 in dem Funktionsteil 2 die Kugelfederstifte 18 so mitgenommen, dass die Klemmelemente 14 nach innen verschoben werden. Mit anderen Worten trifft die obere Mitnahmefläche 19 ab dem bestimmten Schwenkwinkel des Funktionsteils 2 auf die Kugelfederstifte 18, wodurch die Klemmelemente 14 in Freilaufrichtung F gedreht werden, was zu einer Trennung der Klemmelemente 14 von den Gegenstücken 15 führt. Ab diesem bestimmten Schwenkwinkel lässt sich das Funktionsteil 2 entgegen der Freilaufrichtung F drehen, und zwar bis zu derjenigen Position, in der die untere Mitnahmefläche 19 des Funktionsteils 2 die Kugelfederstifte 18 wiederum soweit mitgenommen hat, dass eine Arretierung stattfindet. Mit anderen Worten bestimmt die Größe des Fensters zwischen den beiden Mitnahmeflächen 19 den Winkelbereich, in dem eine Höhenverstellung des Funktionsteils 2 möglich ist, d. h. in dem das Funktionsteil 2 in der Richtung entgegengesetzt zur Freilaufrichtung F arretiert. Wenn die Klemmelemente 14 ausgerückt wurden, d. h. wenn die Klemmelemente 14 im Wesentlichen in axialer Richtung verschoben wurden, sodass sie von den Gegenstücken 15 getrennt sind, kann das Funktionsteil 2 bis ganz nach unten geschwenkt werden. Dann drückt die untere Mitnahmefläche 19 die Kugelfederstifte 18 aus ihrer Position und das Funktionsteil 2 ist in der untersten Position und lässt sich dann nur nach oben schwenken, bis die obere Mitnahmefläche 19 abermals mit den Kugelfederstiften 18 in Kontakt gerät.
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Die dargestellte Ausführungsform ist lediglich beispielhaft. Änderungen sind in vielerlei Hinsicht möglich. Beispielsweise kann die Mitnahme der Klemmelemente zur Ausrückung per fernbedienbares Verschiebeelement, z. B. Bowdenzug oder mittels anderer mechanischer oder elektrischer Elemente gestaltet werden, die eine Bedienung aus einer Distanz ermöglichen. Die Ausrückung kann damit manuell oder elektrisch, d. h. insbesondere unabhängig von der Winkelposition des Funktionsteils, erfolgen.
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In der 4 ist eine Grundstruktur für ein schwenkbares Ausstattungsteil gezeigt, das in etwa dem der 1 entspricht, wobei ein Bowdenzug 40 zur Fernbedienung der Klemmelemente 14, insbesondere zur Ausrückung derselben, dargestellt ist. Der Bowdenzug 40 weist einen Mantel 42, der beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist, und eine Seele 41, die beispielsweise aus Stahl gefertigt ist, auf. An einem Ende des Funktionsteils 2, etwa dem Vorderende einer Armauflage, ist der Bowdenzug 40 mit einem Betätigungselement 43 verbunden und am anderen Ende ist der Bowdenzug 40 mit den Kugelfederstiften 18 der Klemmelemente 14 verbunden, wobei die Verbindung so ist, dass über eine Betätigung des Betätigungselements 43 die Klemmelemente in die Ausrückposition verschoben werden.
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Außerdem ist es möglich, lediglich ein Klemmelement oder drei oder mehr Klemmelemente vorzusehen. Auch die reibkontaktartige Zusammenwirkung zwischen den Klemmelementen und den Gegenstücken kann beliebig angepasst werden. Zudem muss die Richtung zur Ausrückung der Klemmelemente nicht nach innen erfolgen, sondern kann auch entgegengesetzt vorgesehen sein. Wesentlich hierbei ist, dass die Bewegung des Klemmelements oder der Klemmelemente zwischen der Ausrückposition und der Sperrposition in axialer Richtung, d. h. entlang der Erstreckung der Schwenkachse erfolgt. Darüber hinaus muss die Vorspannung des oder der Klemmelemente nicht unbedingt mittels einer Feder oder einer Spiralfeder, wie es in den Figuren gezeigt ist, erfolgen. Es können ein oder mehrere andere elastische Elemente verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann auf ein Vorspannen mittels eines elastischen Elements gänzlich verzichtet werden.
