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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Hebelwerk der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 genannten Art, wie es allgemein bekannt ist.
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Die
Lagerböcke
von Hebelwerken, insbesondere Fußhebelwerken für Kraftfahrzeuge,
werden häufig
als gestanzte Blechpressteile ausgebildet, die sich durch ihr vergleichsweise
geringes Gewicht und ihre hohe Formstabilität auszeichnen. Sie besitzen im
allgemeinen zwei beabstandete dünnwandige
stegartige Lagerwangen zur schwenkbaren Lagerung des Hebels bzw.
Fußhebels.
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Neben
Lageranordnungen, bei denen der eigentliche Lagerbolzen starr mit
dem Fußhebel
verbunden ist und mit seinen beiden freien Enden jeweils in den
beabstandeten stegartigen Lagerwangen des Lagerbocks schwenkbar
gelagert ist, sind auch Lageranordnungen bekannt, bei denen die
Lagerwangen des Lagerbocks einen verdrehfest mit ihnen verbundenen
Lagerbolzen tragen, auf dem dann eine Lagerhülse o. ä. des schwenkbaren Hebels bzw. Fußhebels
verdrehbar gelagert ist. Eine verdrehfeste Lagerung des Lagerbolzens
ist Voraussetzung für eine
lange Lebensdauer der Lageranordnung und für definierte Lagerverhältnisse;
wäre der
Lagerbolzen nicht verdrehfest gelagert und könnte er sich somit beim Betätigen des
Fußhebels
undefiniert mitdrehen, käme
es schnell zu spürbaren
Verschleißerscheinungen
im Befestigungsbereich des Lagerbolzens und zu einer entsprechenden
Verringerung der Lebensdauer der Lagerbolzenanordnung sowie zu undefinierten
Lagerverhältnissen.
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Beim
Einbau des Fußhebels
ins Fußhebelwerk
wird der Fußhebel üblicherweise
zwischen die beiden Lagerwangen in Lagerposition gebracht, der Lagerbolzen
durch die Ausnehmungen der Lagerwangen sowie die Lagerhülse o. ä. des Fußhebels hindurchgeführt und
anschließend
fest – d.
h. verdrehfest – mit
den Lagerwangen verschraubt.
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Bei
beengten Einbauverhältnissen,
wie sie bei Fußhebelwerken
von Kraftfahrzeugen ziemlich regelmäßig anzutreffen sind, fällt es oft
recht schwer, den Fußhebel
in den ortsfesten Lagerbock einzubauen, weil es bei beengten Einbauverhältnissen – und bei
oft fehlendem unmittelbaren Sichtkontakt – recht schwierig ist, den
Lagerbolzen gezielt durch die Ausnehmungen hindurchzuführen, erforderlichenfalls
zusätzlich
axialspielausgleichende Federscheiben o. ä. einzubringen und den Lagerbolzen
verdrehsicher am Lagerbock anzuschrauben.
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Ein
solches Hebelwerk respektive Fußhebelwerk
an einem Kraftfahrzeug wird beispielsweise durch die
US 4 637 741 offenbart. Dieses verfügt über einen
um eine ortsfeste Achse schwenkbaren Hebel, dessen Lagerbolzen in
Lagerbuchsen zweier beabstandeter stegartiger Lagerwangen eines
ortsfesten Lagerbocks gelagert ist. Es sind zwar eine Vielzahl von
Mitteln zur Befestigung des Lagerbolzens in besagten Lagerbuchsen
vorgesehen, jedoch sind dieser Druckschrift keine Hinweise zu entnehmen,
wie ein etwaiges axiales Spiel des Hebels auf dem Lagerbolzen ausgeglichen
wird bzw. werden kann.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Hebelwerk der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Art weiter zu verbessern und insbesondere
derart auszubilden, dass der Hebel respektive Fußhebel auch bei beengten Einbauverhältnissen
vergleichsweise leicht in den ortsfesten Lagerbock eingebaut sowie
aus diesem wieder ausgebaut werden und fernerhin auf axialspielausgleichende
Maßnahmen,
wie das zusätzliche
Einbringen von Federscheiben o. ä.
weitestgehend verzichtet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Anhand
einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung
näher erläutert.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch den Lagerbolzenbereich eines Hebelwerks gemäß der Erfindung,
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2 einen
Schnitt durch den Lagerbolzen entlang der in 1 eingezeichneten
Schnittführung II,
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3 die
Hauptansicht eines im Vergleich zu 1 modifizierten
Lagerbolzens,
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4 und 5 je
einen Querschnitt dieses Lagerbolzens entlang den Schnittführungen
IV und V in 3 und
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6 den
Schnitt durch einen solchen Lagerbolzen im eingebauten Zustand entsprechend
einer in 1 angedeuteten Schnittführung VI.
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In
der stark vereinfachten Zeichnung sind lediglich die für das Verständnis der
Erfindung notwendigen Einzelheiten eines Fußhebelwerks 1 für Kraftfahrzeuge
dargestellt; es kann sich dabei beispielsweise um die Lagerung eines
Gaspedals handeln.
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1 zeigt
einen Schnitt durch den Lagerbolzenbereich des Hebelwerks. Vom eigentlichen Fußhebel 2 ist
nur der dem aufbauseitigen Lagerbereich benachbarte Teil dargestellt.
Dieser trägt
eine starr mit ihm verbundene Lagerhülse 21, die schwenkbar
auf einem Lagerbolzen 3 gelagert ist. Der Lagerbolzen 3 ist
mit seinen beiden Lagerbolzenenden 4, 5 in Ausnehmungen 8, 8' zweier beabstandeter
stegartiger Lagerwangen 6, 7 eines ansonsten nicht
weiter dargestellten ortsfesten Lagerbocks o. ä. verdrehfest befestigt.
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An
einem seiner beiden Enden trägt
der Lagerbolzen 3 einen sich quer zur Lagerbolzenachse
A erstreckenden verdrehfesten und in Längsrichtung des Lagerbolzens
federnden auslegerartigen Arm 11; dieser ist in einem gewissen
Abstand von der Stirnfläche
dieses Lagerbolzenendes 4 angeordnet, nämlich derart, daß einerseits
das Lagerbolzenende 4 axial etwas aus der Ausnehmung 8 herausragt
und andererseits das freie Ende des Arms 11 mit einer Rastnase 13 federnd
in eine als Langloch ausgebildete Rasteinrichtung 12 der
Lagerwange 6 eingreift, wodurch der Arm 11 und
damit der Lagerbolzen 3 selbst in Bolzenumfangsrichtung
festgelegt, d. h. gegen Verdrehen gesichert ist.
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1 läßt gut erkennen,
daß durch
die federnde Ausbildung des auslegerartigen Arms 11 auf den
Lagerbolzen 3 eine in Richtung der gegenüberliegenden
Lagerwange 7 gerichtete Kraft ausgeübt wird, so daß in vorteilhafter
Weise gleichzeitig auch eine axialspielfreie Lagerung des Fußhebels 2 bewirkt
wird, weil der Lagerbolzen 3 mit seinem endseitigen Bund 14 federnd
an der Lagerhülse 21 des
Fußhebels 2 in
Anlage gehalten wird.
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Wie 1 in
Verbindung mit 2 erkennen läßt, ist in der Lagerwange 6,
in der das den auslegerartigen Arm 11 tragende Lagerbolzenende 4 gelagert
ist, eine im wesentlichen kreisrunde Ausnehmung 8 mit einer
schlitzartig nach außen
führenden Maulöffnung 9 vorgesehen,
deren Maulweite zumindest etwas größer bemessen ist, als die Breite
des auslegerartigen Arms 11, wobei die Breite des Arms wiederum
kleiner als der Durchmesser des in dieser Ausnehmung gelagerten
Lagerbolzenendes 4 ist.
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Zum
Einbau des schwenkbaren Fußhebels 2 in
den ortsfesten Lagerbock wird der Fußhebel 2 derart zwischen
den beiden Lagerwangen 6, 7 in Lagerposition gebracht,
daß seine
Lagerhülse 21 mit
den beiden Ausnehmungen 8, 8' der Lagerwangen fluchtet; sodann
wird der Lagerbolzen 3 mit seinem freien Ende 5 durch
die Ausnehmung 8 der Lagerwange 6, die Lager hülse 21 des
Fußpedals
und die Ausnehmung 8' der
Lagerwange 7 hindurchgeführt, wobei der Lagerbolzen
derart ausgerichtet wird, daß der auslegerartige
Arm 11 durch die schlitzartig e Maulöffnung 9 der Ausnehmung 8 hindurchgeführt werden kann.
Sobald der endseitige Bund 14 des Lagerbolzenendes 4 stirnseitig
an der Lagerhülse 21 anliegt bzw.
sobald der auslegerartige Arm 11 durch die Maulöffnung 9 hindurchgeführt ist,
d. h. hinter der Lagerwange 6 liegt, wird der Bolzen um
seine Längsachse
A soweit verschwenkt, bis das freie Ende des Arms 11 mit
seiner Rastnase 13 in das Langloch 12 der Lagerwange
eingerastet ist.
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In
einfacher Weise wird so in einem Arbeitsgang der den Fußhebel tragende
Lagerbolzen verdrehsicher im Lagerbock befestigt und gleichzeitig vorhandenes
Axialspiel in der Fußhebellagerung
augeglichen.
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Zweckmäßigerweise
wird am den Arm 11 tragenden Lagerbolzenende stirnseitig
ein Innenmehrkant angeordnet werden, um das Verdrehen des Lagerbolzens
beim Einbau – und
natürlich
auch bei einem späteren
Ausbau – zu
erleichtern.
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Bei
dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird der Lagerbolzen 3 jeweils axial ein- und ausgebaut,
wozu seitlich der Lagerwange 6 ausreichend Bauraum zum
Einführen des
Lagerbolzens erforderlich ist.
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In
den 4 bis 6 ist demgegenüber ein in
verschiedenen Details etwas gegenüber dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
abgewandeltes erfindungsgemäßes Hebelwerk dargestellt,
bei dem für
den Ein- und Ausbau des Fußhebels 2 seitlich
der Lagerwange 6 weniger Platz benötigt wird.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind beide Lagerbolzenenden 4, 5 des Lagerbolzens 3 auf ihrem
ansonsten kreisrun den Außenumfang
jeweils mit zwei einander diametral gegenüberliegenden und zur Lagerbolzenachse
A parallel verlaufenden ebenen Flächen 10, 10' bzw. 10'' versehen. In entsprechender Weise
weisen die Ausnehmungen 8, 8' beider Lagerwangen 6, 7 jeweils
eine schlitzartig nach außen
führende
Maulöffnung
auf, deren Maulweite jeweils einerseits geringer ist als der Durchmesser der
ansonsten kreisrunden Ausnehmung 8 bzw. 8' und andererseits
zumindest geringfügig
größer als der
jeweilige Abstand der einander diametral gegenüberliegenden ebenen Flächen 10 und 10' bzw. 10''.
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Der
Einbau des schwenkbaren Fußhebels
in den ortsfesten Lagerbock erfolgt bei einer derartigen Ausbildung
in der Weise, daß zunächst der
Fußhebel 2 mit
seiner Lagerhülse 21 auf
den Lagerbolzen 3 geschoben wird und daß der Lagerbolzen danach unter geeigneter
Umfangsausrichtung mit seinen beiden Lagerbolzenenden durch die
Maulöffnungen
radial in die zugeordneten Ausnehmungen 8, 8' der beiden Lagerwangen
eingeführt
wird; anschließend
wird der Lagerbolzen 3 wiederum solange um seine Längsachse
A gedreht, bis das freie Ende des auslegerartigen Arms 11 mit
seiner Rastnase 13 in die Rasteinrichtung 12 der
Lagerwange 6 eingerastet ist und die Lagerbolzenenden 4, 5 innerhalb
ihrer Ausnehmungen 8 bzw. 8' eine in 6 dargestellte
Lage einnehmen, bei der ein seitliches Herausgleiten des Lagerbolzens
aus der Ausnehmung nicht möglich
ist.
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Abweichend
vom dargestellten Ausführungsbeispiel
ist es auch möglich,
z. B. lediglich das den Arm 11 tragende Lagerbolzenende
mit zwei einander diametral gegenüberliegenden ebenen Flächen auszustatten
und das armlose Lagerbolzenende 5 wie im Ausführungsbeispiel
gemäß 1 zylindrisch
zu belassen.
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Bei
einem solchen Hebelwerk würde
der Einbau des Fußhebels
in der Weise erfolgen, daß zunächst wiederum
der Fußhebel 2 mit
seiner Lagerhülse 21 auf
den Lagerbolzen 3 aufgeschoben wird, daß danach der Lagerbolzen 3 mit
seinem armlosen kreiszylindrisch Lagerbolzenende 5 axial
durch die kreisrunde Ausnehmung 8' der Lagerwange 7 geschoben
wird und daß danach
das den auslegerartigen Arm 11 tragende und mit einander
diametral gegenüberliegenden
ebenen Flächen 10, 10' versehene Lagerbolzenende 4 unter
entsprechender Umfangsausrichtung des Bolzens durch die Maulöffnung 9 radial
in die ansonsten kreisrunde Ausnehmung 8 der Lagerwange 6 eingeführt wird;
anschließend
wird der Lagerbolzen wieder soweit verdreht, bis die Rastnase 13 seines
auslegerartigen Arms 11 in die Rasteinrichtung 12 der
Lagerwange eingerastet ist.
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Abweichend
vom in den 4 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist es grundsätzlich natürlich auch
möglich,
statt zweier einander diametral gegenüberliegender Parallelflächen 10, 10' bzw. 10'' nur eine parallel zur Bolzenlängsachse
A verlaufende ebene Fläche
vorzusehen, um ein radiales Einfädeln
eines oder beider Lagerbolzenenden in die zugehörigen Ausnehmungen der Lagerwangen
zu ermöglichen.
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In
den dargestellten Ausführungsbeispielen weist
das armlose Lagerbolzenende 5 des Lagerbolzens 3 einen
geringeren Durchmesser auf als das den auslegerartigen Arm 11 tragende
andere Lagerbolzenende, so daß der
Lagerbolzen grundsätzlich nur
von der richtigen Seite des Lagerbocks her eingebaut werden kann
und somit eine Fehlmontage mit Sicherheit ausgeschlossen wird.
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In
den dargestellten Ausführungsbeispielen besitzt
der Lagerbolzen 3 an seinem armtragenden Lagerbolzenende 4 einen
ersten zylindrischen Lagerbolzenbereich 4a und an seinem
armlosen Lagerbolzenende 5 einen zweiten solchen zylindrischen
Lagerbolzenbereich 5a, die durch einen etwa kegelstumpfförmigen mittleren
Lagerbolzenbereich 3a miteinander verbunden sind, wobei
der armlose Lagerbolzenbereich 5a einen geringeren Durchmesser
besitzt als der Lagerbolzenbereich 4a. Diese zylindrischen
Lagerbolzenbereiche dienen als tragende Lagerflächen, auf denen die Lagerhülse 21 des
Fußhebels 2 sich
mit entsprechenden zylindrischen Lagerhülsenbereichen abstützt. Die
axiale Länge
des im Durchmesser größeren zylindrischen
Lagerbolzenbereiches 4a ist dabei kürzer bemessen als die axiale Länge des
mit ihm zusammenwirkenden zylindrischen Bereiches der Lagerhülse 21.
Die axiale Länge des
im Durchmesser geringeren anderen zylindrischen Lagerbolzenbereiches 5a ist
dagegen länger bemessen
als die des mit ihm zusammenwirkenden zylindrischen Bereichs der
Lagerhülse 21.
Bei einer solchen Bemessung wird die Lagerhülse 21 sehr definiert
nur in den jeweils zylindrischen Bereichen getragen, während der
kegelstumpfförmige
Bereich der Lagerbolzen/Lagerhülsen-Anordnung
sich an der eigentlichen Lagerung nicht beteiligt. Im Gegensatz
zu einer durchgehend zylindrischen Anordnung liegen bei einer solchen
Konstruktion immer definierte Lagerverhältnisse vor, weil mit Sicherheit
jeweils die äußeren zylindrischen
Bereiche der Anordnung die tragenden Lagerflächen darstellen; deshalb können grundsätzlich vergleichsweise
geringe Durchmessertoleranzen verwendet werden, mit der Folge, daß auch nur
ein vergleichsweise geringes Kippspiel auftreten kann. Sei durchgehend
zylindrischen Anordnungen ist dagegen aufgrund unvermeidbarer Toleranzen
sowohl des Lagerbolzens als auch der Lagerhülse nicht von vornherein sicher,
welche Bereiche der Lagerbolzen/Lagerhülsen-Anordnung an der Lagerfunktion
beteiligt sind, dies gilt insbesondere in den Fällen, in denen sowohl der Fußhebel 2 mit
Lagerhülse 21 als
auch der Lagerbolzen aus Hartkunststoff bestehen. Hebel aus Hartkunststoff,
auch Fußhebel
für Kraftfahrzeuge
finden wegen ihres vergleichsweise geringen Gewichts und ihrer großen Gestaltungsmöglichkeiten
zunehmend Anwendung.
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Wenn
der Lagerbolzen 3 aus Hartkunststoff hergestellt ist, dann
kann der auslegerartige Arm 11 in vorteilhafter Weise integraler
Bestandteil des Lagerbolzens 3 sein, d. h. mit diesem zusammen
als einheitliches Spritzgußteil
o. ä. hergestellt
werden; im anderen Falle muß er
verdrehfest mit dem Lagerbolzen verbunden werden.
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Insbesondere
bei Lageranordnungen mit zumindest teilweise radial in den Lagerbock
ein- und auszubauendem Lagerbolzen ist es abweichend von dem in
den 4 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel
auch möglich,
das jeweilige Lagerbolzenende nicht nur mit einem auslegerartigen
Arm auszustatten, sondern mit mehreren, vorzugsweise gleichmäßig entlang
dem Umfang verteilten Armen. Durch die Verwendung von mehreren Armen
wird zum einen die Sicherheit gegen ein ungewolltes Verdrehen des
zu sichernden Lagerbolzens weiter vergrößert und zum anderen die für ein Axialspielausgleich
zur Verfügung
stehende Vorspannung erhöht.
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Die
Erfindung ist anhand eines Fußhebelwerks
für Kraftfahrzeuge
erläutert.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Fußhebel beschränkt. Grundsätzlich kann
sie mit Vorteil überall
dort Anwendung finden, wo es darum geht, ein Bauelement um einen verdrehfest
gelagerten Lagerbolzen zu verschwenken. In diesem Sinne muß der erwähnte Hebel 2 also nicht
zwingend ein Betätigungshebel
sein. Es kann sich dabei genausogut um eine schwenkbar angeordnete
Klappe o. ä.,
z. B. um eine Luftführungsklappe
einer Belüftungs-
oder Klimaanlage handeln.