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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Axialverriegelungssystem des
Endes eines länglichen Elements
des Typs Welle oder Lenkungssäule
in einem Aufnahmeelement des Typs Muffe. Die Verriegelung muss wirksam
werden, wenn sich das erste Element des Typs Welle axial in das
zweite einpasst, bis es im diesem Letzteren zum Anschlag kommt.
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Ein
Verriegelungssystem des im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten
Typs ist aus der Patentschrift US-A-S 435 604 bekannt.
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Um
die Lektüre
zu erleichtern, wird im Folgenden auf den bevorzugten Anwendungsbereich der
Erfindung Bezug genommen, nämlich
die Ausstattungsindustrie der Kraftfahrzeuge.
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Genauer
genommen trifft man auf ein derartiges Axialverriegelungsproblem,
zum Beispiel, wenn es eine Befestigung einer Lenkungssäule auf
einem kombinierenden Träger
gibt, der zwischen der Lenkungssäule
und dem Lenkrad angeordnet ist. In diesem Rahmen betreffen die zu
lösenden
Probleme im Allgemeinen leicht festzulegende Auflagen.
- – Man
muss diese Elemente so leicht wie möglich montieren und demontieren
können,
vorzugsweise mit einem einzigen Werkzeug oder sogar ohne Werkzeug.
- – Wenn
die Elemente aneinander befestigt sind, muss eine ausgezeichnete
Verriegelung bestehen, die alle möglichen Bewegungen zueinander verhindert,
und die ihre mechanischen Eigenschaften zeitlich so lang wie möglich wahrt.
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Mit
dem oben genannten Beispiel verglichen, lassen sich diese Forderungen
weniger generisch ausdrücken:
es geht darum, die Montage eines kombinierenden Trägers auf
einer Lenkungssäulenoberseite
zu erlauben, und sie zueinander axial in Drehung zu verriegeln,
vorzugsweise, wenn ein auf der Vorderseite des kombinierenden Trägers zugängliches
verstellbares Organ existiert, das heißt der, die dem Lenkrad gegenüber liegt.
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Die
Verriegelung kann auch automatisch erzielt werden, das heißt ohne
einstellbares Organ, insbesondere mit Hilfe einer Vorrichtung, die
eine Rückholkraft
verwendet, nach einem geläufig
in der Mechanik angewandten Konzept.
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Es
gibt übrigens
bereits Befestigungssysteme für
Lenkungssäulen
auf kombinierenden Trägern, die
Reliefs verwenden, die an den Enden der Lenkungssäulen liegen
und es ihnen erlauben, sich in Langlöcher, die dazu in den kombinierenden
Trägern vorgesehen
sind, zu clipsen. Das Konzept, das verwendet wird, beruht auf der
Elastizität
der Werkstoffe und daher auf einer Federwirkung, die auf Berührungszonen
angelegt wird, die verformt und dann, sobald ihnen das möglich ist,
in ihre Ursprungspositionen zurückgeholt
werden, das heißt,
wenn sie gegenüber
den Langlöchern
liegen.
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Bei
einem wie oben definierten Verriegelungssystem ist es jedoch nicht
nur wichtig, dass die Verriegelung nach der Montage effektiv ist,
sondern auch, dass die Demontage unter guten Bedingungen möglich ist.
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Bei
den erwähnten
existierenden Systemen ist die Demontage nicht leicht, denn das
Clipsen der Lenkungssäule
in die Aufnahme des kombinierenden Trägers ist peripher und weist
im Allgemeinen eine Umlaufsymmetrie auf. Es kann daher nicht anders
als gleichzeitig auf seiner gesamten Peripherie demontiert werden,
was sich als heikel herausstellen kann und/oder ein besonderes Werkzeug
erforderlich macht.
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Im
Allgemeinen wird die Axialverriegelung bei solchen Konfigurationen
ferner durch Mittel hergestellt, die gleichzeitig ein Verriegeln
in Drehung durchführen,
wie das der Fall bei der oben genannten existierenden Lösung ist,
woraus sich die Schwierigkeit des Durchführens der Demontage ergibt.
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Das
erfindungsgemäße System
hilft diesen Nachteilen ab, indem es nämlich ein unabhängiges Axialverriegelungssystem
vorschlägt,
dessen Form und Positionierung studiert wurden, um die Montage einer
Lenkungssäule
in einen kombinierenden Träger zu
erleichtern, ja sogar zu automatisieren.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine leichte Demontage
der zwei Elemente zu erlauben.
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Ein
weiteres Ziel besteht darin, die Zugänglichkeit zu den mechanischen
Steuersystemen zu verbessern, die das Verriegeln und/oder das Entriegeln
erlauben, wenn sie existieren.
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Ein
zusätzliches
Ziel, das von der Erfindung sichergestellt wird, besteht darin,
eine Führungsfunktion
im Laufe der Montage zu gewährleisten,
so dass das Justieren zwischen den zwei Teilen schnell und sicher
durchzuführen
ist.
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Schließlich garantiert
das erfindungsgemäße System
ein gutes Halten der mechanischen Verbindungen im Laufe der Zeit
und verleiht dadurch gesteigerte Sicherheit.
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Obwohl
man sich hier mit der Beschreibung dieser Vorteile im Rahmen der
oben genannten bevorzugten Anwendung befasst, wird das erfindungsgemäße System
sehr allgemein an alle mechanischen Verbindungen des Typs angewandt,
die Wellen umfassen, die sich axial in Ansätzen des Typs Endmuffe befestigen.
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Die
Axialverriegelung wird mittels eines Riegels durchgeführt, der
auf der äußeren Fläche der Muffe
angeordnet wird und vor einem Langloch schwenkt, das in einer Wand
der Muffe eingerichtet ist, so dass er sich erfindungsgemäß in eine Öffnung der
Welle einfügen
kann, die sich gegenüber
dem Langloch positioniert, wenn sich die Welle in der Muffe im Anschlag
befindet, dank eines axialen Führungssystems
und eines Verriegelungssystems in Drehung, die es der Öffnung der
Welle erlauben, sich gegenüber
dem Langloch der Muffe zu positionieren, wenn sich die Welle in
der Muffe im Anschlag befindet.
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Die
Gegenwart der zwei einander gegenüberliegenden Langlöcher bedingt
eine besondere Positionierung zueinander der Elemente bei der Montage.
Dieses System bietet die einzige Möglichkeit des Eindrückens der
Welle in die Muffe.
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Gemäß einer
Möglichkeit,
besteht das axiale Führungssystem
aus einem Dorn, der auf der Welle platziert ist und in einer axialen
Hohlkehle gleitet, die in der inneren Fläche der Muffe eingerichtet
ist, wobei der Dorn und die Hohlkehle so positioniert sind, dass das
Langloch und die Öffnung
einander gegenüber liegen.
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Wenn
die zwei Öffnungen
einander gegenüber
positioniert sind, kann der Riegel so schwenken, dass er sich in
die Öffnung
der Welle einfügt,
um sie in der verriegelten Position zu blockieren. Der Riegel wirkt
jedoch mit einer Vorrichtung zum Halten der Verriegelung in Position
auf der Muffe zusammen, wobei ein Teil des Riegels daher in der Öffnung der Welle
gehalten wird, um ihn daran zu hindern, sich zu bewegen.
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Gemäß einer
möglichen
Konfiguration umfasst die Haltevorrichtung eine Schraube, deren Festziehen
dazu führt,
auf den Riegel eine Kraft auszuüben,
die das Blockieren des Riegels in der im Inneren der Öffnung der
Welle verriegelten Position bewirkt.
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Eine
zumindest bei der Montage weiter automatisierte Variante ist ebenfalls
möglich.
In diesem Fall umfasst die Haltevorrichtung einen Schaft, der mit
einer Feder versehen ist, die das Ende dieses Schafts in Berührung mit
dem Riegel so zurückholt, dass
die vom Ende ausgeübte
Kraft den Riegel in Verriegelungsstellung im Inneren der Öffnung der Welle
führt.
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In
den zwei Fällen
ist die Kraft parallel zur Achse der Welle und wirkt zur Öffnung der
Muffe hin.
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Für die Variante
mit Rückholschaft
ist die Berührung
zwischen dem Ende dieses Letzteren und dem Riegel konstant, weshalb
der Abschnitt des Riegels in der Nähe der Berührungszone mit dem Ende des
Rückholschafts
einen Nocken umfasst, der das Bewegen des Endes erlaubt, wenn man
den Riegel aus seiner Verriegelungsstellung in der Öffnung der Welle
herauszieht. Es ergibt sich in diesem Augenblick eine Bewegung der
Berührungsflächen zueinander,
die nicht verhindert werden kann.
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Das
erfindungsgemäße System
gilt natürlich für verschiedene
Formen- und Volumentypen, gemäß der am
weitesten verbreiteten Konfiguration sind die Muffe und die Welle
aber Elemente zylindrischer Form, die zumindest in ihren Berührungszonen eine
Umlaufsymmetrie aufweisen.
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In
diesem Fall sind die zwei Elemente, die zu der mechanischen Verbindung
gehören, überdies
mit einem Verriegelungssystem in Drehung versehen, das aus trapezförmigen Lücken besteht,
die am Ende der Welle eingerichtet sind und sich in entsprechende Reliefs
fügen,
die aus der inneren Fläche
der Muffe herausstehen.
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Bei
dieser Konfiguration mit zylindrischer Form, die mit zwei Verriegelungssystemen
versehen ist, axial und in Drehung, liegt typisch eine Konfiguration
vor, die zuvor als eine vorzugsweise Anwendung des erfindungsgemäßen Systems
genannt wurde: die Muffe ist in einen kombinierenden Träger eingebaut,
der zwischen einem Steuerorgan des Typs Automobillenkrad und einer
Lenkungssäule,
die die oben erwähnte
Welle bildet, angeordnet ist.
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Bei
der Variante mit Blockierschraube bedingen die Forderungen in Zusammenhang
mit der Leichtigkeit der Montage/Demontage, dass die Schraube auf
dem Teil des kombinierenden Trägers zugänglich ist,
der dem Lenkrad gegenüber
liegt.
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Ein
derartiges Steuermittel erscheint in der Variante mit Rückholschaft
nicht: die Montage ist automatisch durch Clipsen, denn der Riegel
wird durch die Rückholkraft
der Feder, die auf den Riegel über das
Ende des Schafts, um den die Feder liegt, ausgeübt wird, in seine Verriegelungsstellung
zurückgeholt.
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Der
Riegel umfasst in diesem Fall eine Zone, die dazu bestimmt ist,
mit einem Werkzeug zusammenzuarbeiten, das eine Kraft ausübt, die
dazu tendiert, ihn während
einer Demontagephase aus der Öffnung
der Lenkungssäule
herauszuziehen.
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Es
reicht, dass es sich um eine Fläche
handelt, die derart ausgerichtet ist, dass ein an ihr angewandtes
Werkzeug, zum Beispiel ein Schraubendreher, eine Kraft ausüben kann,
die der Rückholkraft entgegenwirkt
und ein Schwenken bewirkt, das es dem Riegel erlaubt, aus der Öffnung der
Lenkungssäule
auszutreten und sie zu entriegeln.
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Im
Allgemeinen umfasst der Riegel für
die zwei oben genannten Varianten eine Peripherie, die mit mindestens
drei getrennten Zonen versehen ist:
- – eine Nockenzone
auf der Ebene der Berührungsfläche mit
der Haltevorrichtung in Verriegelungsstellung;
- – eine
Zone, die mit einem Ansatz versehen ist, der eine Fläche parallel
zu einem Teil der vorhergehenden Zone umfasst, die sich jedoch auf
der anderen Seite der Schwenkachse befindet, wobei die parallele
Fläche
dazu vorgesehen ist, mit der Seite der Öffnung der Lenkungssäule, die
dem Ende der Lenkungssäule
am nächsten
liegt, in Berührung
gebracht zu werden; und
- – eine
Zone, die mit einer Fläche
versehen ist, die es dem Demontagewerkzeug erlaubt, eine Kraft auszuüben, die
ein Schwenken erzeugt, das zu der von der Rückholkraft ausgeübten Kraft
entgegengesetzt ist.
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Auf
dem kombinierenden Träger
befindet sich der Riegel auf der äußeren zylindrischen Wand der
Muffe, wobei die Schwenkachse zur Achse der Welle senkrecht steht.
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Die
Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben, für
welche:
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1 eine
auseinander gezogene perspektivische Ansicht der wesentlichen Elemente
der Erfindung für
die erste Konfiguration ist;
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2 diese
Elemente zusammengebaut dargestellt wieder aufnimmt, und
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3 die
Variante mit Rückholvorrichtung darstellt.
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Wenn
man sich zuerst auf 1 bezieht, ist die Lenkungssäule 1 in
der Achse der Muffe 2 dargestellt, die an den kombinierenden
Träger 3 angebaut ist,
der weiter nicht detail liert beschrieben wird, denn er gehört nicht
zur eigentlichen Erfindung.
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Der
Riegel 4 ist vorgesehen, um gegenüber dem Langloch 5 zu
schwenken, das in der zylindrischen Wand 6 der Muffe 2 eingerichtet
ist. Dieses Langloch 5 muss gegenüber der rechteckigen Öffnung 7 positioniert
sein, die in der Lenkungssäule 1 angelegt
ist, die sich aufgrund der Gegenwart des Dorns 8, der bei
der Montage in der Hohlkehle 9 gleitet, und daher nur eine
einzige Positionierung der zwei Elemente 1, 2 zueinander
erlaubt, richtig platzieren kommt.
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Das
Ende der Lenkungssäule 1 umfasst
den Lücken 10,
die dazu bestimmt sind, mit entsprechenden Reliefs 11 zusammenzuwirken,
die auf der inneren zylindrischen Wand der Muffe 2 liegen.
Die Formen der Lücken 10 und
Reliefs 11 sind leicht trapezförmig derart vorgesehen, dass
sie das Einfügen
erleichtern und trotzdem ein komplettes Verriegeln in Drehung durchführen. Eine
derartige Form erlaubt es den Reliefs 11 auch, als axialer
Anschlag zu dienen.
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Der
Riegel 4 umfasst einen Wellenteil 12, der auf
seinen zwei Seiten heraussteht, der dazu bestimmt ist, mit Öffnungen 13 zusammenzuwirken,
die in den Ohren 14 eingerichtet sind, die fest mit der
zylindrischen Wand 6 der Muffe 2 verbunden sind.
Das Schwenken des Riegels 4 ergibt sich genau gegenüber diesen
zwei Löchern 5, 7,
die in den zylindrischen Wänden
der verbundenen Elemente 1, 2 angelegt sind.
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Eine
Konsole 15 über
den Ohren 14 dient der Haltevorrichtung 16 des
Riegels 14, dessen zwei in Betracht gezogene Varianten
unten untersucht werden, in verriegelter Stellung als Stütze.
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Das
System funktioniert wie folgt: Zum Befestigen der Lenkungssäule 1 in
der Muffe 2, die zum kombinierenden Träger 3 gehört, muss
das geriffelte Ende der Lenkungssäule derart eingefügt werden, dass
der Dorn 8 in der Hohlkehle 9 gleiten kann.
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Wenn
man zum Anschlag gelangt, das heißt, wenn die trapezförmigen Lücken 10 durch
die umgekehrten Trapeze, die die Reliefs 11 der Muffe 2 bilden,
blockiert sind, kann der Riegel 4 durch Schwenken in das
Fenster 7 der Lenkungssäule 1 eingefügt werden,
um das Blockieren Letzterer in dem kombinierenden Träger 3 durchzuführen.
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Dieses
Blockieren oder Verriegeln wird durchgeführt, wenn der Ansatz 17 mit
der Seite 18 der Öffnung 7 in
Berührung
ist. In diesem Fall wird die axiale Kraft, die gegen die ebene Fläche 19 in
Richtung der Öffnung
der Muffe 2 von der Vorrichtung 16 ausgeübt wird,
in eine Kraft mit gleicher Richtung und Rückwärtsrichtung umgewandelt, die
sich auf der Ebene des Ansatzes 17 auf der Seite 18 der Öffnung 7 anlegt
und jede axiale Bewegung Lenkungssäule 1 verhindert.
Das Kräftemoment
wird zu beiden Seiten der Achse 12 ausgeübt.
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Die
Zone 20 des Riegels 4 kann schließlich verwendet
werden, um gegen die Rückholkraft,
wenn diese sich anlegt, derart zu wirken, dass der Riegel 4 in
die umgekehrte Richtung der Blockierrichtung geschwenkt wird, um
die Einheit Lenkungssäule 1/Muffe 2 zur
entriegeln.
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2 stellt
eine der zwei Varianten dar, bei welcher eine Schraube 16' des Typs Stellschraube eine
Wirkung gegen die Fläche 19 ausübt. In diesem Fall
erlaubt es das Festziehen der Schraube 16', das auf der Ebene ihres Kopfs 21 durchgeführt wird, durch
Einwirken auf die Fläche 19,
eine Wirkung mit entgegengesetzter Richtung über die parallele Fläche 17 auszuüben, die
mit der Öffnung 7 in
Berührung
ist. Die Demontage erfolgt sehr einfach, indem die Schraube 16' aufgedreht
wird, was dem Riegel 4 eine drehende Bewegungsfreiheit
verleiht, wenn auch eine begrenzte.
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In
dieser Ansicht in 3 ist der Riegel 4 während des
Schwenkens dargestellt, das heißt, dass
die Fläche 17 noch
nicht mit der oberen Seite der Öffnung 7 in
Berührung
ist, und die Verriegelung ist daher noch nicht wirksam.
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In 3 ist
die Schraube 16' durch
eine Variante mit Schaft 16" ersetzt,
der von einer Feder 24 umgeben ist, die an ihren zwei Enden
jeweils gegen die untere Fläche
der Konsole 15 und gegen ein Endteil 22, das eine
Auflagefläche
darstellt, aufliegt. Auf der Ebene der Konsole 15 erlaubt
eine kleine kreisförmige
Wand das Führen
der Feder 24.
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In
Wirklichkeit könnte
diese Konfiguration einfach nur eine Schraube sein, deren Kopf 22 als Berührungsteil
dient, wobei der Körper 16" die Feder 24 in
Verschiebung führt
und hält,
wobei die Schraube in Verschiebung durch die Mutter 23 eingeschränkt wird.
Das erlaubt ferner ein Einstellen des möglichen Hubs und daher der
ausgeübten
Rückholkraft.
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Die
von dieser Vorrichtung ausgeübte
Wirkung ist gleich wie die, die zuvor beschrieben wurde. Um die
Lenkungssäulenoberseite
zu demontieren und daher das Verriegeln zu verhindern, reicht es,
auf die Zone mit dem Bezugszeichen 20 nach außen eine
radikale Wirkung auszuüben.
Der Nocken umfasst eine gerundete Zone 26, die es erlaubt,
die Feder 24 und den Schaft 16" zurückzuschieben.
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Das
Endteil 22 hat ebenfalls die gerundete Form, so dass es
unter besten Bedingungen mit dem Abschnitt 26 des Riegels 4 zusammenwirkt.
Ein einfaches Klingenwerkzeug erlaubt es, den Riegel so zu schwenken,
dass die Zone 17 des Fensters 7 der Lenkungssäule 1 herausgeholt
wird.
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Die
Formen der verschiedenen oben beschriebenen Bestandteile sind nur
beispielhaft und schränken
die Erfindung nicht ein, die ganz im Gegenteil die Varianten in
der Reichweite des Fachmann umfasst, und die im Geltungsbereich
der anliegenden Ansprüche
enthalten sind.