DE10234371A1

DE10234371A1 - Blockierbare Feststellvorrichtung

Info

Publication number: DE10234371A1
Application number: DE2002134371
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing.(FH) Schwab; Paul Dipl.-Ing. Muders; Rolf Dipl.-Ing.(TH) Mintgen
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2002-07-27
Filing date: 2002-07-27
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-07-28
Also published as: DE10234371B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockierbare Feststellvorrichtung 1 mit einem fest angeordneten Gehäuse 2 und einem die Feststellvorrichtung 1 betätigenden Stellglied 5. In dem Gehäuse 2 sind eine Federvorrichtung 12, ein Grundkörper 3 und ein Bremskörper 4 als Mittel zum Lösen und Blockieren der Feststellvorrichtung 1 in beliebigen Positionen angeordnet, wobei der Bremskörper 4 über mindestens zwei Wälzkörper 7 mit dem Grundkörper 3 in Verbindung steht.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine blockierbare Feststellvorrichtung mit einem fest angeordneten Gehäuse und einem die Feststellvorrichtung betätigenden Stellglied. Die Feststellvorrichtung findet Verwendung an schwenkbar gelagerten Teilen, vorzugsweise für Türen von Kraftfahrzeugen.

Es sind Feststellvorrichtungen bekannt, die einen in einem Gehäuse angeordneten Grundkörper besitzen. Der Grundkörper weist mehrere Raststellen auf, in denen ein oder mehrere Rastelemente eingreifen. Die Rastelemente sind in einem Führungskörper angeordnet, der beweglich gelagert ist. In dem Gehäuse angeordnete Federelemente beaufschlagen den Führungskörper, so daß er beim Verrasten mit dem Grundkörper zuverlässig in dieser Position gehalten wird. Die Haltekraft mit der der Führungskörper in der Raststellung gehalten wird, ist sowohl von der Größe der Raststufe als auch von der Federkraft abhängig. Um eine schwergängige Vorrichtung zu vermeiden, ist die Federkraft begrenzt. Damit kann die Haltekraft nur noch durch die Größe der Raststufe beeinflußt werden. Aufgrund dieses Umstandes ist die Anzahl der Raststellen im Grundkörper begrenzt. Infolge dessen läßt sich das zu verschwenkende Teil nicht in be liebigen Positionen feststellen. Aufgrund der Vielzahl von Rastkörpern besitzen derartige Vorrichtungen einen hohen mechanischen Aufwand.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Feststellvorrichtung zu schaffen, mit der sich möglichst viele Raststellen ohne großen mechanischen Aufwand realisieren lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse ein Bremskörper und ein Grundkörper um eine gemeinsame Drehachse drehbar angeordnet sind und der Grundkörper durch das Stellglied drehbar antreibbar ist, daß der Bremskörper durch eine Federvorrichtung axial gegen den Grundkörper kraftbeaufschlagt und axial über mindestens zwei Wälzkörper an dem Grundkörper abgestützt ist, wobei die Wälzkörper in, vorzugsweise drei, an den axial einander zugewandten Flächen von Bremskörper und Grundkörper in einem radialen Abstand zur Drehachse einander gegenüberliegend ausgebildet Aufnahmen angeordnet sind und eine der einander gegenüberliegenden Aufnahmen mit in Drehrichtung gerichteten rampenartigen Schrägen versehen ist, und daß der Bremskörper eine Bremsfläche aufweist, mit der er durch die Federvorrichtung gegen eine Gegenfläche des Gehäuses beaufschlagbar ist.

Als Mittel zum Lösen und Blockieren der Feststellvorrichtung können ein Bremskörper und ein als Kalotte ausgebildeter Grundkörper dienen. Der Grundkörper ist mit einem Stellglied verbunden, das in Verbindung mit dem zu verschwenkenden Teil steht. Bei einer Drehung des zu verschwenkenden Teils wird der Grundkörper verdreht. Der über die Wälzkörper mit dem Grundkörper in Kontakt stehende Bremskörper verharrt jedoch in seiner Position, da die mit dem Gehäuse in Kontakt stehende Bremsfläche das Mitnehmen des Bremskörpers verhindert. Erst ab einem bestimmten Grenzwinkel zwischen Grund- und Bremskörper wird der Bremskörper durch die Wälzkörper gegen die Federkraft axial verschoben, so daß die Bremsfläche von der Gegenfläche des Gehäuses abhebt und die Verbindung zwischen Grundkörper und Bremskörper löst. Damit ist die Blockierung der Feststellvorrichtung aufgehoben und der Bremskörper wird über die Wälzkörper vom Grundkörper mitgenommen. Die Feststellvorrichtung ist nunmehr leicht drehbar. Sobald das Verschwenken des Grundkörpers endet, bewirkt die Federvorrichtung, daß sich der Bremskörper zum Grundkörper ausrichtet. Das Ausrichten erfolgt durch ein Nachlaufen des Bremskörpers bis die Ausnehmungen in beiden Körpern einander gegenüberliegen. Gleichzeitig wird der Bremskörper aufgrund der Federkraft axial zurückgestellt, so daß die Bremsfläche wieder in Kontakt mit dem Gehäuse tritt und die Feststellvorrichtung blockiert.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung besteht darin, daß ein Blockiermechanismus gefunden wurde, der ein stufenloses Blockieren in jeder beliebigen Position ermöglicht. Überdies ist die Feststellvorrichtung einfach aufgebaut, wodurch eine leicht herzustellende und damit kostengünstige Vorrichtung geschaffen wurde. Mit ihrem kompakten Aufbau benötigt die Feststellvorrichtung nur wenig Bauraum, wodurch sie vielseitig einsetzbar ist.

Die Feststellvorrichtung besitzt aufgrund der großen Kontaktfläche zwischen der Bremsfläche und dem Gehäuse ein großes Haftdrehmoment. Das Haftdrehmoment gewährleistet ein zuverlässiges Blockieren des zu verschwenkenden Teils. Die Feststellvorrichtung ist daher sicher gegen ein unbeabsichtigtes Verschwenken geschützt. Bei gelöster Blockierung ist dagegen nur noch ein geringes Drehmoment erforderlich, um das zu verschwenkende Teil und die Feststellvorrichtung zu bewegen.

Durch die Schrägen können die Wälzkörper beim Verschieben des Bremskörpers leicht abrollen.

Ein symmetrischer Kraftangriff innerhalb der Feststellvorrichtung wird mit einer symmetrischen Anordnung der Ausnehmungen auf einem Teilkreis erreicht, wobei im Grund- und Bremskörper mindestens jeweils zwei Aus nehmungen angeordnet sind. Die Anordnung von jeweils drei Ausnehmungen vermeidet zuverlässig das Kippen oder Verkanten der Körper bei gleichzeitig geringem mechanischen Aufwand.

Ein Lösen der Blockierung wird bei großen auf das zu verschwenkende Teil einwirkenden Kräften sicher vermieden, wenn die Feststellvorrichtung derart gestaltet ist, daß die Blockierung nur mit einem großen Drehmoment gelöst werden kann. Die Anordnung zusätzlicher Ausnehmungen auf weiteren Teilkreisen gewährleistet hierbei eine zuverlässige Übertragung des Drehmomentes innerhalb der Feststellvorrichtung.

Das Verhalten der Feststellvorrichtung ist mit der Gestaltung der Schrägen in weiten Grenzen einstellbar. So läßt sich über die Steigung der Schräge das Übersetzungsverhältnis einstellen. Danach führt eine steile Schräge zu einem kurzen Schaltweg, erfordert jedoch ein größeres Drehmoment zum Lösen der Feststellvorrichtung und umgekehrt.

Mit der Auslegung der Federvorrichtung ist eine weitere Möglichkeit vorhanden, das Verhalten der Feststellvorrichtung zu beeinflussen. So ist beispielsweise mit einer eine große Federkraft erzeugenden Federvorrichtung ein großes Drehmoment notwendig, um die Blockierung der Feststellvorrichtung zu lösen. Eine derartige Auslegung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn zum einen ein langer Schaltweg realisiert werden soll und zum anderen ein großes Drehmoment zum Lösen der Blockierung erforderlich ist. So kann die Feststellvorrichtung Ausnehmungen aufweisen, deren Schrägen eine geringe Steigung aufweisen, während das Drehmoment zum Lösen der Blockierung durch eine Federvorrichtung mit großer Federkraft entsprechend groß eingestellt wird. Desweiteren ermöglicht die Federvorrichtung ein automatisches Nachstellen des Bremskörpers bei Verschleiß der Bremsfläche.

Die Ausgestaltung der Federvorrichtung gestaltet sich besonders einfach, wenn Wendelfedern verwendet werden.

Große Federkräfte bei geringen Abmessungen der Federvorrichtung lassen sich mit Federpaketen aus Teller- oder Blattfedern erzielen.

Das Haftdrehmoment der Feststellvorrichtung wird im erheblichen Umfang von der Bremsfläche, insbesondere durch deren Größe, bestimmt. Im einfachsten Fall ist die Bremsfläche eine Scheibe.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Bremsfläche als Konus ausgeführt, der mit einem Kegelsitz des Gehäuses zusammenwirkt. Eine derartige Feststellvorrichtung baut in radialer Erstreckung besonders klein, weist aber dennoch ein großes Haftdrehmoment auf.

Das Haftdrehmoment läßt sich weiter durch die Anordnung eines Reibbelages auf der Bremsfläche und/oder der entsprechenden Gegenfläche des Gehäuses erhöhen. Infolge dessen kann die Größe der Bremsfläche reduziert werden, was zu kleineren Abmessungen der Feststellvorrichtung führt.

Die Wälzkörper der Feststellvorrichtung sind im einfachsten Fall Kugeln. Darüber hinaus können aber auch Walzen, Tonnen oder Kegel als Wälzkörper verwendet werden, insbesondere dann, wenn die Wälzkörper größere Kräfte zu übertragen haben.

Ein sicheres Führen des Bremskörpers durch den Grundkörper ist gewährleistet, wenn zusätzlich Mitnehmer zur Unterstützung der Wälzkörper angeordnet sind.

Eine größere Gestaltungsmöglichkeit hinsichtlich der Anordnung des Stellglieds und der Feststellvorrichtung ist gegeben, wenn zwischen dem Stellglied und dem Grundkörper eine Welle angeordnet ist.

Die senkrechte Anordnung des Stellgliedes an der Feststellvorrichtung, bzw. an der Welle ermöglicht die Anordnung der Feststellvorrichtung in der Schwenkachse des zu verschwenkenden Teils oder parallel dazu. Überdies erlaubt die kompakte Bauweise der Feststellvorrichtung und die Anordnung im Bereich eines Scharniers, so daß die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung ausschließlich den ohnehin bereits vorhandenen Bauraum benutzt. In einer besonders günstigen Ausgestaltung ist das Scharnier das Stellglied.

Unter gewissen Randbedingungen kann der Verschwenkwinkel des zu verschwenkenden Teils für die Feststellvorrichtung zu gering sein. In diesen Fällen hat sich die Anordnung eines Getriebes als vorteilhaft erwiesen, welches die Schwenkbewegung in eine größere Drehung des Grundkörpers umsetzt.

Das Getriebe kann sowohl zwischen dem Grundkörper und der Welle als auch zwischen der Welle und dem die Welle betätigenden Stellglied angeordnet sein.

Einen zuverlässigen Schutz gegen Umwelteinflüsse erfährt das Getriebe, wenn es innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dagegen lassen sich vorhandene Feststellvorrichtungen mit dem Getriebe einfach nachrüsten, wenn dieses außen am Gehäuse befestigt ist. Ein zusätzliches Gehäuse schützt das Getriebe in diesem Fall vor äußeren Einflüssen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen
1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung in einer Schnittdarstellung,
2: die Feststellvorrichtung nach 1 im gelösten Zustand,
3: einen Grundkörper der Feststellvorrichtung nach 1,
4: einen Bremskörper der Feststellvorrichtung nach 1 und
5: eine zweite Ausführungsform der Feststellvorrichtung.
1 zeigt eine Feststellvorrichtung 1 im blockierten Zustand. Die Feststellvorrichtung 1 besitzt ein Gehäuse 2, in dem ein kalottenförmiger Grundkörper 3 und ein Bremskörper 4 angeordnet sind. An dem Grundkörper 3 greift ein Stellglied 5 an, welches mit einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugtür verbunden ist. Der Grundkörper 3 und der Bremskörper 4 sind zum besseren Verständnis der Erfindung im Schnitt A-A nach 3 und 4 dargestellt. Der Grundkörper 3 besitzt eine Ausnehmung 6, in der eine Kugel 7 gelagert ist. Der Bremskörper 4 besitzt ebenfalls eine Ausnehmung 8 zur Aufnahme der Kugel 7. Die Ausnehmung 8 wird in beiden Drehrichtungen von Schrägen 9 begrenzt. Der Bremskörper 4 besitzt weiterhin einen Bremskonus 10, dessen Mantelfläche eine Bremsfläche 11 bildet. Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Bremskörper 4 sind Federpakete bildende Blattfedern 12 angeordnet. Die als Druckfedern ausgebildeten Blattfedern 12 drücken den Bremskörper 4 gegen den Grundkörper 3. Dadurch wird der Bremskonus 10 mit seiner Bremsfläche 11 in einem entsprechenden Kegelsitz 13 im Gehäuse 2 gehalten. Aufgrund der Reibung zwischen der Bremsfläche 11 und dem Kegelsitz 13 ist die Feststellvorrichtung 1 blockiert.
In 2 ist die Feststellvorrichtung 1 im gelösten Zustand dargestellt. Greift an dem Stellglied 5 eine Kraft an, wird das Stellglied 5 verschwenkt und mit ihm der Grundkörper 3 gedreht. Mit der Drehung des Grundkörpers 3 bewegt sich die Ausnehmung 6 in Drehrichtung. Die Ausnehmung 6 nimmt die Kugel 7 mit, die ihrerseits über die Ausnehmung 8 den Bremskörper 4 mitführen will. Aufgrund des Haftdrehmomentes zwischen der Bremsfläche 11 und dem Kegelsitz 13 ist der Bremskörper 4 vorerst blockiert. Ist die an dem Stellglied 5 angreifende Kraft groß genug, wird die Kugel 7 gegen die in Drehrichtung liegende Schräge 9 gedrückt, so daß sie auf der Schräge 9 im Uhrzeigersinn abrollt. Da der Grundkörper 3 in axialer Richtung durch das Gehäuse 2 festgelegt ist, wird durch die auf der Schräge 9 abrollenden Kugel 7 der Bremskörper 4 gegen die Federkraft der Blattfedern 12 nach unten bewegt. Dabei verläßt der Bremskonus 10 den Kegelsitz 13, so daß die Bremsfläche 11 frei ist. Damit ist die Blockierung der Feststellvorrichtung 1 gelöst. Der Bremskörper 4 ist frei drehbar und wird über die Kugel 7 vom Grundkörper 3 mit einem gewissen Winkelversatz α mitgenommen.
Zum Blockieren der gelösten Feststellvorrichtung 1 nach 2 wird der Grundkörper 3 nicht mehr weiterdreht. Aufgrund der Federkraft rollt die Kugel 7 nunmehr entgegen dem Uhrzeigersinn auf der Schräge 9 ab. Dieses Abrollen bewirkt das Nachlaufen des Bremskörpers 4 um den Winkel α. Gleichzeitig wird der Bremskörper 4 wieder gegen den Grundkörper 3 bewegt, bis der Bremskonus 10 wieder mit dem Kegelsitz 13 in Kontakt tritt und die Feststellvorrichtung 1 blockiert. Die Ausnehmungen 6 und 8 sind gemäß 1 wieder zueinander ausgerichtet.
3 zeigt den Grundkörper 3 mit drei Ausnehmungen 6, in denen jeweils eine Kugel 7 gelagert ist. Die Ausnehmungen 6 sind in gleichen Abständen zueinander auf einem Teilkreis 14 angeordnet.
In 4 ist der Bremskörper 4 mit seiner dem Grundkörper 3 zugewandten Seite dargestellt. Die drei Ausnehmungen 8 sind wie beim Grundkörper 4 in gleichen Abständen zueinander auf einem Teilkreis 14 angeordnet, so daß sich im zusammengebauten Zustand der Feststellvorrichtung 1 die Ausnehmungen 6, 8 gegenüberliegen. Die Ausnehmungen 8 besitzen an ihren beiden Enden jeweils eine Schräge 9, auf denen die Kugeln 7 abrollen können.
Die in 5 gezeigte Feststellvorrichtung 1 entspricht im Aufbau im wesentlichen der Feststellvorrichtung 1 nach 1. Anstelle des Bremskonuses besitzt der Bremskörper 4 eine Scheibe 15. Auf der Scheibe 15 ist ein als Bremsfläche 11 ausgebildeter Reibbelag 16 angeordnet, der mittels der Blattfedern 12 gegen die Unterseite des Gehäuses 2 vorgespannt wird. Das Stellglied 5 ist in einem größeren Abstand zur Feststellvorrichtung 1 angeordnet, so daß eine Welle 17 zur Übertragung der Bewegung des Stellgliedes 5 zwischengeschaltet ist. Zur Übersetzung der Bewegung des Stellgliedes 5 ist zwischen der Welle 17 und dem Grundkörper 3 ein Getriebe 18 angeordnet.

1: Feststellvorrichtung
2: Gehäuse
3: Grundkörper
4: Bremskörper
5: Stellglied
6: Ausnehmung
7: Kugel
8: Ausnehmung
9: Schräge
10: Bremskonus
11: Bremsfläche
12: Blattfedern
13: Kegelsitz
14: Teilkreis
15: Scheibe
16: Reibbelag
17: Welle
18: Getriebe

Claims

Blockierbare Feststellvorrichtung, bestehend aus einem fest angeordneten Gehäuse und einem die Feststellvorrichtung betätigenden Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (2) ein Bremskörper (4) und ein Grundkörper (3) um eine gemeinsame Drehachse drehbar angeordnet sind und der Grundkörper (3) durch das Stellglied drehbar antreibbar ist, daß der Bremskörper (4) durch eine Federvorrichtung (12) axial gegen den Grundkörper (3) kraftbeaufschlagt und axial über mindestens zwei Wälzkörper (7) an dem Grundkörper (3) abgestützt ist, wobei die Wälzkörper (7) in, vorzugsweise drei, an den axial einander zugewandten Flächen von Bremskörper (4) und Grundkörper (3) in einem radialen Abstand zur Drehachse einander gegenüberliegend ausgebildet Aufnahmen (6, 8) angeordnet sind und eine der einander gegenüberliegenden Aufnahmen mit in Drehrichtung gerichteten rampenartigen Schrägen (9) versehen ist, und daß der Bremskörper (4) eine Bremsfläche (11) aufweist, mit der er durch die Federvorrichtung (12) gegen eine Gegenfläche des Gehäuses (2) beaufschlagbar ist.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsfläche (11) auf einer Scheibe (15) oder einem Konus (10) angeordnet ist.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibbelag (16) auf der Bremsfläche (11) und/oder der Gegenfläche des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6, 8) auf mindestens einem Teilkreis (14) angeordnet sind.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Wälzkörper (7) Kugeln, Tonnen oder Walzen sind.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß indem Grundkörper (3) Mitnehmer für den Bremskörper (4) angeordnet sind.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (12) ein aus Blatt- oder Tellerfedern bestehendes Federpaket ist.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (12) eine Wendelfeder ist.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Welle (17) mit dem Grundkörper (3) verbunden ist, die von dem Stellglied (5) drehbar antreibbar ist.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (17) und dem Stellglied (5) oder zwischen der Welle (17) und dem Grundkörper (3) ein Getriebe (18), vorzugsweise ein Übersetzungsgetriebe, angeordnet ist.
Blockierbare Feststellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvor richtung (1) in ihrer axialen Erstreckung in der Schwenkachse des zu verschwenkenden Teils oder parallel dazu angeordnet ist.