DE10207510A1 - Schwenkgelenk zur Lagerung eines Bauteils, insbesondere eines Außenspiegels, an einer Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Abstract

Ein Schwenkgelenk zur bei Stößen kippbaren Lagerung eines Außenspiegelgehäuses (1) an einem karosserieseitigen Fuß (2) enthält erfindungsgemäß dadurch eine kleinbauende, die vibrationsfreie Konstruktion des Schwenkgelenks nicht beeinflussende Schwenksicherung, daß ein federbelastender Rastkörper (5) derselben und eine diesem zugeordnete, die Betriebsstellung des Spiegelgehäuses (1) definierende Rastaufnahme (9, 10) in Richtung einer Spiegelgehäuse (1) und Fuß (2) verbindenden Schwenkachse (3) aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenkgelenk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 5.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, über eine Kraftfahrzeugkarosserie überstehende Bauteile, insbesondere Außenspiegel, nicht starr an der Karosserie zu befestigen, sondern mittels eines Schwenkgelenks solcher Ausbildung, daß bei allen im Betrieb auftretenden Belastungen, wie Fahrbahnstößen, die Ausrichtung des Spiegels gewahrt bleibt, dagegen bei betriebsfremden Belastungen, beispielsweise beim Anstoßen an ein Hindernis, wie ein weiteres Fahrzeug, das Spiegelgehäuse mit dem eigentlichen Spiegel gleichsam an das Fahrzeug geklappt und so vor Zerstörung geschützt wird.

Demgemäß gibt es eine Vielzahl von Konstruktionen für Schwenkgelenke, die diese Eigenschaften aufweisen, d. h. die nur bei betriebsfremden Belastungen dadurch nachgiebig sind, daß eine elastisch ausgebildete Schwenksicherung bei derartigen hohen Belastungen gleichsam aufgehoben wird. So beschreibt die EP 0 173 113 B1 ein Schwenkgelenk mit einer relativ kompliziert gebogenen Blattfeder, die mit einer rippenartigen Ausbiegung in eine Einkerbung an einem mit dem Spiegelgehäuse drehfest verbundenen Teil hineinragt; diese Rastsicherung wird bei betriebsfremden Belastungen, wie einem Stoß auf den Spiegel, durch Herausrutschen der Rippe aus der Einkerbung aufgehoben, so daß dann das Spiegelgehäuse gleichsam an die Karosserie klappen kann. Diese Konstruktion erfordert also eine aufwendige Herstellung und Lagerung des elastischen Teils der Schwenksicherung, deren Abmessungen in die Querabmessungen des Schwenkgelenks eingehen. - Ähnlich ist die Konstruktion nach der DE 89 01 856 U1 mit dem wesentlichen Unterschied, daß dort die Kraft der Feder der Schwenksicherung - wiederum einer Blattfeder - über einen Übertragungsstift auf den Umfang eines Bestandteils des Spiegelgehäuses übertragen wird, der dort zur Definition der Normallage des Spiegels eine dem Übertragungsstift zugeordnete Kerbe aufweist.

Auch hier ist der Konstruktions-, Platz- und Montageaufwand für die Schwenksicherung relativ groß. - Die Schwenksicherung in der Konstruktion nach der FR-A 2 418 887 sieht als wesentlichen Bestandteil eine elastische Scheibe vor, die mit fingerartigen Vorsprüngen in Vertiefungen eines Bestandteils des Spiegelgehäuses hineinragt; unter diesen Vertiefungen weist die elastische Scheibe Ausnehmungen auf, so daß beim Auftreten betriebsfremder Drehmomente die fingerartigen Vorsprünge in die Ausnehmungen hineingedrückt werden und so die Scheibe zur Drehung freigegeben wird. Bei dieser Konstruktion muß mit Beeinträchtigung des Betriebs des Schwenkgelenks durch Alterung des Materials der elastischen Scheibe gerechnet werden, wobei zu berücksichtigen ist, daß im Betrieb eines Fahrzeugs im Winter und im Hochsommer sehr unterschiedliche Umgebungstemperaturen auftreten. - Die Konstruktion nach der EP 0 914 988 A2 schließlich zeigt eine sehr komplizierte, viel Platz in Querrichtung erfordernde Konstruktion für die Schwenksicherung: dort wird ein Rastkörper, der mit Zähnen an einer Achse des Spiegelgehäuses zusammenwirkt, mittels einer Blattfeder gleichsam schwenkbar aufgehängt; die federnde Wirkung dieser Blattfeder wird mittels einer zusätzlichen Druckfeder unterstützt. Zwischen den einander zugekehrten Lagerflächen von Spiegelgehäuse und Fuß ist zur Verringerung der Reibung - wie übrigens auch in der Konstruktion nach dem zitierten Gebrauchsmuster - eine reibungsmindernde scheibenringförmige Zwischenlage vorgesehen.

Gemeinsam ist den beschriebenen bekannten Konstruktionen die Tatsache, daß die einander zugekehrten Lagerflächen von Spiegelgehäuse und Fuß eben ausgeführt sind. Das unterscheidet diese Schwenkgelenke von ebenfalls im Einsatz befindlichen Gelenken, bei denen die einander zugekehrten definierten Lagerflächen mit einzelnen Vorsprüngen bzw. diese im Betriebsfall aufnehmenden Vertiefungen versehen sind. Da man den Spiegel nach Beendigung der betriebsfremden Belastungen von Hand wieder in seine Betriebsstellung schwenken muß, dürfen nur sehr wenige Paarungen von Vorsprüngen und Vertiefungen vorgesehen sein, so daß, abgesehen von der Betriebsstellung, die Abstützung des Spiegelgehäuses für eine vibrationsfreie Lagerung desselben nicht geeignet ist. Eine Vermehrung der Zahl der Vorsprünge und Vertiefungen zur Vergrößerung der Abstützflächen würde Schwierigkeiten hinsichtlich der eindeutigen Definition der Betriebsstellung des Spiegelgehäuses mit sich bringen, wobei zu beachten ist, daß die Rückstellung des Spiegelgehäuses in die Betriebsstellung von einem technischen Laien, nämlich dem Fahrer, durchgeführt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schwenkgelenk zu schaffen, das einerseits die Betriebsstellung des Bauteils (im bevorzugten Einsatzfall also des Spiegelgehäuses) eindeutig definiert und andererseits eine mit geringem Aufwand herstellbare, zuverlässige und platzsparende Schwenksicherung aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche. Anspruch 5 schützt eine Verbesserung, die auch unabhängig von den Merkmalen des Anspruchs 1 Bedeutung hat.

Bei der Erfindung ist die Schwenksicherung also so ausgebildet, daß sie parallel zur Schwenkachse arbeitet und demgemäß kaum Platz in seitlicher Richtung erfordert. Dabei ist sie weiterhin so ausgebildet, daß die einander zugekehrten Lagerflächen von Bauteil und Fuß zumindest nach Verschwenken des Bauteils infolge betriebsfremder Belastungen vollständig ebene Stützflächen bilden. Weitere Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen ersichtlich. Die Figuren zeigen senkrechte Schnitte durch erfindungsgemäße Schwenkgelenke für den bevorzugten Einsatzfall, nämlich die Lagerung eines Spiegelgehäuses an einem Spiegelfuß, der seinerseits starr an der nicht dargestellten Karosserie eines Kraftfahrzeuges befestigt ist.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist von dem Spiegelgehäuse nur eine übliche Verstärkerplatte 1 gezeichnet; sie soll über das Schwenkgelenk so mit dem karosseriefesten Spiegelfuß 2 verbunden sein, daß bei allen im normalen Fahrbetrieb auftretenden Belastungen, insbesondere Erschütterungen, das Spiegelgehäuse, symbolisiert durch die Verstärkerplatte 1, sicher seine Betriebslage beibehält. Dagegen muß beim Auftreten betriebsfremder Belastungen, also beispielsweise bei einer Berührung des Spiegelgehäuses 1 mit einem weiteren Fahrzeug, das Spiegelgehäuse 1 senkrecht zur Zeichenebene klappen, so daß es dann praktisch an der Karosserie anliegt und außer Kontakt mit dem Hindernis gelangt.

Das diese Bedingungen erfüllende Schwenkgelenk enthält die hier durch einen Hohlniet gebildete Schwenkachse 3, die dreh- oder schwenkfest am Spiegelfuß gelagert ist und das Durchtrittsloch 4 im Spiegelkopf durchsetzt; die Schwenkachse 3 ragt, wie unmittelbar Fig. 1 zeigt, in der Darstellung dieser Figur nach oben über das Ende des Lochs 4 hinaus. Zwischen dem oberen Ende der Achse 3 einerseits und der Rastscheibe 5 andererseits ist die Druckfeder 6 eingespannt, die sowohl dem Zusammenhalt der Teile 1 und 2 als auch dem elastisch nachgiebigen Eingriff von in diesem Falle zwei Zähnen 7 und 8 auf der in der Figur unteren Seite der Rastscheibe 5 in Ausnehmungen 9 und 10 auf der nach oben weisenden, im übrigen ebenen Fläche der Verstärkerplatte 1 dient. Diese Zähne 7 und 8 und demgemäß auch die Ausnehmungen 9 und 10 haben, wie aus der Darstellung nur für die radialen Begrenzungswände erkennbar, schräge Begrenzungen, so daß auf die Verstärkerplatte 1 ausgeübte Momente einer bestimmten Mindestgröße zu einem Ausheben der Zähne 7 und 8 aus den Ausnehmungen 9 und 10 im Sinne des Pfeils 11 führen. Bei allen im Betrieb auftretenden Beanspruchungen des Spiegelgehäuses dagegen ist die im Sinne des Pfeils 12 wirkende Kraft der Feder 6 so groß, daß über die Zähne 7 und 8 eine drehfeste Verbindung der Rastscheibe 5 mit der Verstärkerplatte 1 hergestellt ist. Da die Platte 5 drehfest, aber axial verschiebbar auf der Achse 3 sitzt, bedeutet dies auch eine drehfeste Verbindung zwischen der Achse 3 einerseits und dem Spiegelgehäuse 1 andererseits. Verständlicherweise durchsetzt die Achse 3 also das Loch 4 drehbar.

Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß die ohnehin für den Zusammenhalt der Teile 1 und 2 erforderliche Feder 6 zugleich einen Bestandteil der elastisch nachgiebigen Drehsicherung bildet.

Die einander zugekehrten Auflageflächen der beiden Teile 1 und 2, also die untere Begrenzungsfläche des Teils 1 und die obere Begrenzungsfläche des Teils 2, sind vollständig eben, und zwar auch beim Auftreten von betriebsfremden Belastungen und demgemäß Verschwenkungen des Spiegelgehäuses 1 relativ zum Fuß 2. Um Abrieb an diesen Flächen zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, zwischen diesen beiden Flächen eine flexible Zwischenscheibe 13 anzuordnen.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist bei 20 wiederum die Verstärkerplatte des Spiegelkopfes und bei 21 wiederum der karosseriefeste Spiegelfuß dargestellt. Auch hier findet eine hohlnietartige Achse 22 zur Verbindung dieser beiden Teile Einsatz, die Relativdrehungen dieser beiden Teile zulassend das Loch 23 in der Verstärkerplatte 20 durchsetzt und zwischen deren abgebogenem oberen Ende und der nach oben weisenden Fläche der Verstärkerplatte 20 die den sicheren Zusammenhalt dieser beiden Teile wahrende Druckfeder 24 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel enthält die elastisch nachgiebige Schwenksicherung den unter der Wirkung der Druckfeder 25 stehenden Rastkörper 26 und eine Rastausnehmung 27 an der nach unten weisenden Lager- oder Stützfläche der Verstärkerplatte 20. Bei normalen Betriebsbelastungen sichert diese Rastvorrichtung 25, 26, 27 infolge des Eingriffs zwischen den Gegenständen 26 und 27 das Spiegelgehäuse 20 gegen Schwenkbewegungen relativ zum Fuß 21. Bei betriebsfremden Belastungen des Spiegelgehäuses 20 dagegen wird der Rastkörper 26 - hier eine Kugel - durch die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Begrenzungswände der Vertiefung 27 in der Darstellung der Fig. 2 nach unten gedrückt und stützt sich nach Verschwenken des Spiegelgehäuses 20 auf der ebenen, nach unten weisenden Abstützfläche des Spiegelkopfes 20 gleitend oder rollend ab. Da zur sicheren Abstützung der Verstärkerplatte 20 am Fuß 21 die Abstützflächen an beiden eine bestimmte Mindestgröße haben müssen, und da ferner die Schwenksicherung 25, 26, 27 sehr schmal ausgeführt werden kann, erfordert sie praktisch keinen zusätzlichen Platz im Sinne einer Vergrößerung der aneinander benachbarten Bereiche der Teile 20 und 21.

Die Konstruktion nach den Fig. 3, 4 und 5 berücksichtigt besonders, daß in allen anderen Fällen des Auftretens von Belastungen, beispielsweise im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Erschütterungen, die Schwenkverbindung dagegen eine starre Verbindung zwischen Außenspiegel einerseits und Spiegelfuß andererseits darstellen soll. Gerade in diesem Zusammenhang hat sich aber gezeigt, daß Lagerspiel in der Schwenkverbindung, insbesondere gegeben durch Spiel zwischen dem Umfang der Achse einerseits und den Begrenzungsflächen der sie aufnehmenden Löcher andererseits, Ursache für im Betrieb des Fahrzeugs auftretende Vibrationen insbesondere des Spiegels sein können, die die Schärfe des Spiegelbilds für den Fahrer nachteilig beeinflussen können.

Betrachtet man zunächst Fig. 3, so erkennt man bei 31 die übliche Verstärkerplatte eines Außenspiegels, dessen am eigentlichen Fahrzeugaufbau 32 befestigter Spiegelfuß mit 33 bezeichnet ist. Den beiden Bauteilen 31 und 33 ist ein Schwenkgelenk zugeordnet, das als einen wesentlichen Bestandteil die durch einen Hohlniet gebildete Achse 34 enthält, die umgebördelte Enden 35 und 36 aufweist, von denen die Umbördelung 36 zugleich einen Anschlag für die Druckfeder 37 bildet. Die Achse 34 durchsetzt mit einem gewissen radialen Spiel Durchgangslöcher 38 und 39 in den Bauteilen 31 und 33, so daß unter Mitwirkung der Druckfeder 37 diese beiden Bauteile im Bereich ihrer einander zugekehrten Flächen 40 und 41 in Achsrichtung im Sinne einer Annäherung dieser beiden Flächen 40 und 41 verspannt sind.

Damit insbesondere durch das beschriebene Radialspiel im Betrieb des Fahrzeugs keine Vibrationen des Spiegels, also in der Zeichnung der Verstärkerplatte 31, auftreten können, ist auf die Achse 34 erfindungsgemäß der Federspreizring 42 aufgezogen, der - vergleiche die Fig. 4 und 5 - mit einem Schlitz 43 versehen ist und der in Fig. 3 gleichsam während der Montage vor seiner Endposition gezeichnet ist. Ein wesentliches Gestaltungsmerkmal dieses Spreizrings 42 ist sein konischer Bereich 44, der in die gegenkonische Vertiefung 45 der Verstärkerplatte 31 hineinragt. Unter der Wirkung der Druckfeder 37 wandert der Federspreizring 42 unter Verringerung der Weite des Spalts 43, in Fig. 5 durch die Pfeile 46 angedeutet, in die gegenkonische Vertiefung 45 hinein, bis er dem Außenumfang der Achse 34 nicht mehr, wie in Fig. 4 für die Ausgangssituation dargestellt, mit radialem Abstand gegenübersteht, sondern sich praktisch vollumfänglich an die Achse 34 anlegt. Dieser Endzustand ist in Fig. 5 dargestellt und hat zur Folge, daß das Radialspiel insbesondere des Durchgangslochs 38 gleichsam überbrückt wird.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßes Schwenkgelenk geschaffen, das bei optimalem Betriebsverhalten mit minimalem Platzbedarf und Aufwand an noch dazu einfach gestalteten Teilen auskommt.

Claims (5)

1. Schwenkgelenk zur nur bei betriebsfremden Belastungen nachgiebigen Lagerung eines Bauteils, insbesondere eines Außenspiegels, an einer Fahrzeugkarosserie mit einer dann elastisch nachgebenden Schwenksicherung zwischen dem Bauteil und einem karosserieseitigen Fuß dafür, auf dem sich das Bauteil mit zumindest einer ebenen Fläche im Betrieb reibschlüssig unter der Wirkung einer Feder abstützt, die auf einer das Bauteil und den Fuß senkrecht zu der ebenen Fläche verlaufend durchsetzenden und beide axial zusammenhaltenden Achse gelagert ist, wobei die Schwenksicherung einen federbelasteten, schwenkfest zum Bauteil oder Fuß gelagerten Rastkörper und zumindest eine fuß- bzw. bauteilseitige Rastaufnahme enthält, dadurch gekennzeichnet, daß Rastkörper (5) und Rastaufnahme (9, 10) in Richtung der Achse (3) aufeinanderfolgend an einer zu dieser senkrechten Fläche von Bauteil (1) und/oder Fuß (2) angeordnet sind.

2. Schwenkgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rastkörper (26) und Rastaufnahme (27) an aufeinander liegenden, senkrecht zur Achse (22) verlaufenden ebenen Flächen von Bauteil (20) und Fuß (21) angeordnet sind.

3. Schwenkgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3) drehfest im Fuß (2) oder Bauteil (1) gelagert ist, das Bauteil (1) bzw. den Fuß (2) durchsetzt und außerhalb desselben drehfest, aber axial gegen die Wirkung der dort angeordneten Feder (6) verschiebbar den Rastkörper (5) trägt, der als Rastscheibe mit zumindest einem schräge Flanken in Umfangsrichtung aufweisenden Zahn (7, 8) auf einer auf dem Bauteil (1) oder dem Fuß (2) zugekehrten Seite ausgebildet ist, wo Bauteil (1) bzw. Fuß (2) mit der Rastausnehmung (9, 10) versehen sind.

4. Schwenkgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einander zugekehrten Stützflächen von Bauteil (1) und Fuß (2) eine flexible Zwischenscheibe (13) angeordnet ist.

5. Schwenkgelenk zur Lagerung eines Bauteils an einem anderen Bauteil, insbesondere eines Außenspiegels an einer Fahrzeugkarosserie, mit einer beide Bauteile durchsetzenden und mittels einer auf ihr gelagerten Feder axial zusammenhaltenden Achse, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (34) Löcher (38, 39) in beiden Bauteilen (31, 33) mit radialem Untermaß durchsetzt und die Kraft der Feder (37) in zumindest eines der Bauteile (31) über einen auf die Achse (34) aufgezogenen Federspreizring (42) mit einem konischen Umfangsbereich (44) eingeleitet wird, dem eine gegenkonische Vertiefung (45) in dem einen Bauteil (1) zugeordnet ist, und daß Spreizring (42) und Vertiefung (45) derart ausgelegt sind, daß die Federkraft zu im wesentlichen vollumfänglichen Anlage des Spreizrings (42) an der Achse (34) führt.