[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Bauteilen, die relativ zueinander beweglich
sind und in mindestens zwei Positionen mittels einer Rastvorrichtung eine definierte
stabile Lage einnehmen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
[0002] Bei Verstellmechanismen werden im allgemeinen mindestens zwei Bauteile relativ zu
einander bewegt, wobei es häufig erforderlich ist, in vorgegebenen Positionen eine
stabile Lage zu schaffen. Aus dieser Lage heraus ist dann durch Überwindung der Haltekraft
eine relative Bewegung der Bauteile und Einnahme einer anderen Position möglich. Zur
Festlegung in einer definierten stabilen Lage dienen häufig Rastvorrichtungen, d.h.
eines der Bauteile weist eine Rastvertiefung und das andere Bauteil eine Rastnase
auf.
[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Bauteilen
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, durch die die
Handhabung zur Bewegung der Bauteile verbessert ist.
[0004] Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung von Bauteilen mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
[0005] Durch die erfindungsgemäße Anordnung sind die erforderlichen Kräfte zur Verstellung
der Bauteile zueinander in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung unterschiedlich,
d.h. zum Entrasten müssen unterschiedlich große Haltekräfte überwunden werden.
[0006] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden diese unterschiedlich
großen Haltekräfte dadurch erreicht, daß die Rastnase und/oder Rastvertiefung eine
unsymmetrische Querschnittsform aufweisen. Damit können flachere oder steilere Konturen
in der einen oder anderen Richtung gegeben sein, die neben der grundsätzlichen Form
der Rastnase bzw. Rastvertiefung wesentlichen Einfluß auf die Haltekräfte nehmen.
Außerdem ist es zweckmäßig, daß die Rastnase in Einrastrichtung von einer Feder belastet
ist. Die Federkraft ist dabei mitbestimmend für die Haltekraft der Rastvorrichtung,
wobei die Feder beispielsweise als ein elastischer Arm ausgebildet sein kann, an dem
die Rastnase angeformt ist, oder die Feder auch ein zusätzliches auf die Rastnase
wirkendes Bauteil sein kann.
[0007] Die Form der Rastnase und/oder Rastvertiefung kann entsprechend den gewünschten Bedingungen
gestaltet werden, wobei - wie bereits erwähnt - unsymmetrische oder symmetrische Formen
gewählt werden können. Beispielsweise können die Rastnase und/oder Rastvertiefung
eine bogenförmig gewölbte Querschnittsform aufweisen oder aber in einer dreieckigen
Querschnittsform gestaltet sein. Als besonders vorteilhaft werden daneben auch trapezförmige
Querschnittsformen angesehen, wobei ein unregelmäßiges Trapez von besonderer Bedeutung
ist, also mit verschieden steilen Schrägflächen oder unterschiedlich langen Flächen,
und auf diese Weise für die unterschiedlichen Haltekräfte neben anderen Einflüssen
mitbestimmend ist.
[0008] Eine besonders geeignete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung wird darin
gesehen, daß das erste und zweite Bauteil ein Drehgelenk bilden, wobei in einem ersten
Gelenkteil eine kreisförmige Ausnehmung vorgesehen ist, in der ein mit einem zweiten
Gelenkteil drehbarer Körper aufgenommen ist und an der Umfangswandung der Ausnehmung
und dem Außenumfang des Körpers die Rastvorrichtung angeordnet ist. Ein derartiges
Drehgelenk ist vielfältig einsetzbar, wobei durch den Winkelabstand der Rastvertiefungen
auch der Drehwinkel der definierten stabilen Lage vorgegeben werden kann. Dabei ist
es auch möglich, mehrere Rastvertiefungen in unterschiedlichen Abständen anzuordnen.
Durch die kreisförmige Ausnehmung mit einem darin befindlichen drehbaren Körper und
der Anordnung der Rastvorrichtung im Umfangsbereich zwischen diesen Teilen führt zu
einer kompakten Bauweise.
[0009] Zur weiteren Verbesserung der Funktion ist es zweckmäßig, daß die Rastvorrichtung
drei Rastvertiefungen und drei Rastnasen umfaßt, die jeweils um einen Drehwinkel von
120° versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch erfolgt das Einrasten der drei Rastnasen
gleichzeitig bei einer bestimmten Position und die jeweilige Haltekraft wird durch
die drei Rastnasen gemeinsam erzeugt. Alternativ hierzu kann auch eine Anordnung der
Rastungen derart gestaltet sein, daß diese bezogen auf die kreisförmige Bewegungsbahn
um 180° zueinander versetzt sind. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die
Rastnasen an federnden Armen an dem Außenumfang des drehbaren Körpers angeformt sind,
wobei diese Arme radial nach außen federn und somit die Rastnasen in die Rastvertiefungen
bewegen. Zweckmäßigerweise ist der drehbare Körper als separates Bauteil ausgeführt
und mit dem zweiten Gelenkteil drehfest verbunden. Auf diese Weise können der drehbare
Körper und das zweite Gelenkteil aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein.
[0010] Gemäß einer ersten Ausführungsform kann der drehbare Körper als Ring ausgebildet
sein, wobei die drehfeste Verbindung eine Innenverzahnung am Ring und einen Zahnkranz
am zweiten Gelenkteil umfaßt. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den drehbaren
Körper als runde Scheibe auszubilden und formschlüssig mit dem zweiten Gelenkteil
zu verbinden. Hierzu sind beispielsweise in der Scheibe Öffnungen vorgesehen, in die
entsprechende in axialer Richtung verlaufende Vorsprünge des zweiten Gelenkteils eingreifen.
[0011] Eine einfach ausgestaltete Verbindung des ersten und zweiten Gelenkteils besteht
darin, daß am Boden der kreisförmigen Ausnehmung ein zentrischer Zapfen oder eine
Hülse vorgesehen ist, und der Zahnkranz des zweiten Gelenkteils eine zentrische Bohrung
aufweist mittels der das zweite Gelenkteil auf dem Zapfen oder der Hülse gelagert
ist. Zur einfachen Verbindung des Drehgelenks mit weiteren Bauteilen ist es zweckmäßig,
daß das erste und zweite Gelenkteil mit Stutzen zum Einstecken in Anschlußbauteile
versehen sind.
[0012] Die erfindungsgemäße Anordnung von Bauteilen mit Rastvorrichtungen kann selbstverständlich
auch an anders verlaufenden Flächen der gegeneinander gleitenden Bauteile vorgesehen
werden, wie beispielsweise ebenen Flächen.
[0013] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine Rastvorrichtung, die an einem Drehgelenk ausgebildet ist in Explosionsdarstellung,
- Fig. 2
- eine Ansicht eines ersten Gelenkteils mit Rastvertiefungen,
- Fig. 3A und 3B
- vergrößerte Darstellungen der Einzelheit III in Fig. 2 mit unterschiedlichen Formen
der Rastvertiefung,
- Fig. 4
- einen Ring mit an federnden Armen getragenen Rastnasen,
- Fig. 5A bis 5C
- vergrößerte Darstellungen unterschiedlicher Formen der Rastnasen,
- Fig. 6
- das erste Gelenkteil gemäß Fig. 2 mit eingesetztem Ring, an dem sich die Federarme
mit Rastnasen befinden,
- Fig. 7
- eine Ansicht des zweiten Gelenkteils,
- Fig. 8
- eine Scheibe mit an federnden Armen getragenen Rastnasen,
- Fig. 9
- eine Darstellung der in einer Aufnahmeöffnung eingesetzten Scheibe gemäß Fig. 8.
[0014] In Fig. 1 ist ein Drehgelenk dargestellt, daß mit der erfindungsgemäßen Rastvorrichtung
versehen ist. In einem ersten Bauteil 1 ist eine kreisförmige Ausnehmung 3 ausgebildet,
die eine im wesentlichen zylindrische Wandung 17 und einen Boden 18 aufweist. Ein
zweites Bauteil 2 ist mit einem Zahnkranz 14 und einem vorstehenden Zapfen 15 versehen,
die in die Ausnehmung 3 eingesteckt werden, wobei das zweite Bauteil 2 derart gestaltet
ist, daß es die Ausnehmung 3 im wesentlichen verschließt. Zwischen dem Zahnkranz 14
und der Wandung 17 der Ausnehmung 3 ist ein drehbarer Körper 4 vorgesehen, der drehfest
auf dem Zahnkranz 14 befestigt ist. Das erste Bauteil 1 bildet somit ein erstes Gelenkteil
5 und das zweite Bauteil 2 bildet ein zweites Gelenkteil 6. Die Drehachse des aus
den Gelenkteilen 5 und 6 gebildeten Drehgelenks ist mit dem Bezugszeichen D bezeichnet.
[0015] Der drehbare Körper 4 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 als Ring 11 mit einer
Innenverzahnung 13 ausgeführt, wobei die Innenverzahnung 13 zum formschlüssigen Eingriff
mit dem Zahnkranz 14 vorgesehen ist. Am Außenumfang des Ringes 11 sind drei federnde
Arme 10 in gleichmäßigen Abständen und in der gleichen Richtung verlaufend angeformt,
wobei an dem jeweils freien Ende der federnden Arme 10 eine Rastnase 9 ausgebildet
ist. Die Rastnasen 9 werden während der Drehbewegung entlang der Wandung 17 der Ausnehmung
3 geführt und bei Erreichen einer der Rastvertiefungen 8 erfolgt ein selbsttätiges
Einrasten der Rastnasen 9 in die Rastvertiefungen. An dem ersten Gelenkteil 5 ist
ein Sockel 25 angeformt, an dem eine Anschlagfläche 21 ausgebildet ist. Spiegelbildlich
zu dieser Anordnung ist an dem zweiten Gelenkteil 6 ein Sockel 26 angeformt, der eine
Anschlagfläche 22 aufweist. An dem Sockel 25 und dem Sockel 26 ist jeweils ein Stutzen
7 vorgesehen, der zum Einstecken in Anschlußteile dient. In der Endposition, in welcher
die beiden Stutzen 7 in dieselbe Richtung weisen, liegen die Anschlagflächen 21 und
22 aneinander.
[0016] Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht des ersten Gelenkteils 5 mit der Ausnehmung 3 sowie
dem angeformten Sockel 25 und dem Stutzen 7. Die Ausnehmung 3 besitzt einen kreisförmigen
Querschnitt, wobei an der Wandung 17 mehrere Rastvertiefungen 8 bzw. 28 vorgesehen
sind. Jeweils eine Rastvertiefung 8 und eine Rastvertiefung 28 bilden eine Gruppe
von benachbarten Rastvertiefungen, wobei in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
die Rastnasen des drehbaren Körpers (vgl. Fig. 1) in der einen Endlage des Drehgelenkes
in den Rastvertiefungen 8 befindlich sind und aus diesen heraus entgegen dem Uhrzeigersinn
entlang der Wandung 17 bewegt werden bis sie in die Rastvertiefungen 28 einrasten.
Damit ist dann die Endlage erreicht, bei der die Stutzen 7 beider Gelenkteile 5 und
6 des Drehgelenks in die selbe Richtung weisen. Am Boden 18 der Ausnehmung 3 ist eine
zentrische Öffnung 16 vorgesehen, in die der in Fig. 1 angegebene Zapfen 15 des zweiten
Gelenkteils 6 ragt und die Öffnung 16 sowie der Zapfen 15 ein Gleitlager bilden.
[0017] In den Fig. 3A und 3B ist die Einzelheit III in Fig. 2 in zwei unterschiedlichen
Varianten dargestellt. Dabei ist die Rastvertiefung 28' der Fig. 3A wesentlich geringer
als die Rastvertiefung 28 " in Fig. 3B, deren Querschnittsform nahezu einem Halbkreis
entspricht. Die unterschiedlichen Formen machen deutlich, daß die Haltekräfte, die
zum Entriegeln der Rastverbindung erforderlich sind in der Ausführung gemäß Fig. 3A
wesentlich geringer sind als bei der deutlich tieferen Rastvertiefung 28 " in Fig.
3B.
[0018] Die Fig. 4 zeigt den drehbaren Körper 4 in axialer Ansicht. Dieser drehbare Körper
4 besteht aus einem Ring 11 mit einer Innenverzahnung 13 und mit drei an der Außenseite
des Ringes angeordneten Armen 10. Die Arme 10 sind aufgrund Ihrer Gestaltung und des
Materials radial nach außen federnd, wobei die Darstellung in Fig. 4 die entspannte
Stellung der federnden Arme 10 zeigt. An den freien Enden der federnden Arme 10 ist
jeweils eine Rastnase 9 angeformt. Die federnden Arme 10 erstrecken sich im wesentlichen
in Umfangsrichtung des Ringes, wobei die freien Enden im eingebauten Zustand des drehbaren
Körpers 4 zum Mittelpunkt M des drehbaren Körpers 4 hin gedrückt sind. Die dadurch
erzeugte Vorspannung unterstützt das Einrasten der Rastnasen 9 bei Erreichen von Rastvertiefungen
in dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Gelenkteil 5.
[0019] Die Fig. 5A, 5B und 5C zeigen unterschiedliche Varianten der Einzelheit V in Fig.
4. Dabei besitzt die Querschnittsform der Rastnase 9 in Fig. 5B eine Wölbung 23 mit
einer im wesentlichen gleichmäßigen Krümmung, wobei die Höhe der Wölbung 23 an dem
sich an den federnden Arm 10 anschließenden Ende deutlich geringer ist als auf der
abgewandten Seite. In Fig. 5A besitzt die Rastnase 9 im wesentlichen die Form eines
Rechtecks, wobei der Übergang zum federnden Arm 10 hin eine etwas geneigte Seitenfläche
besitzt. In Fig. 5C ist eine Rastnase 9 dargestellt, die im wesentlichen eine Trapezform
24 besitzt, wobei die seitlichen Flächen des Trapezes annähernd gleiche Winkel zur
Dachfläche einnehmen und sich die jeweiligen Flächen durch die unterschiedlichen Höhen
zu beiden Seiten des Trapezes unterscheiden.
[0020] Die Fig. 6 zeigt das erste Gelenkteil 5 mit dem eingesetzten drehbaren Körper 4 in
der gleichen Ansicht wie Fig. 2. Der drehbare Körper 4 ist gemäß Darstellung in Fig.
4 als ein Ring mit einer Innenverzahnung ausgeführt und die federnden Arme 10 sind
am äußeren Umfang des Ringes 11 angeordnet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, befinden
sich die Rastnasen 9 in den Rastvertiefungen 28 und können nur durch Überwindung der
aufgrund der jeweiligen Form der Rastnasen und Rastvertiefungen sowie der von den
Armen 10 ausgeübten Federkraft erzeugten Haltekraft entrastet werden. Im übrigen stimmen
die Bezugszeichen mit denjenigen der zuvor beschriebenen Figuren für gleiche Teile
überein.
[0021] Die Fig. 7 zeigt eine Ansicht des zweiten Gelenkteils 6 mit dem Zahnkranz 14, der
in die in Fig. 6 gezeigte Innenverzahnung 13 des Ringes 11 greift. Bei vollständigem
Zusammenfügen des ersten Gelenkteils 5 und zweiten Gelenkteils 6 befindet sich der
in Fig. 7 angegebene Zapfen 15 in der aus Fig. 6 ersichtlichen Öffnung 16 im ersten
Gelenkteil 5.
[0022] In den Fig. 8 und 9 ist eine alternative Ausführung des drehbaren Körpers 4 gezeigt,
wobei dieser eine Scheibe 12 umfaßt, in der eine zentrale Bohrung 19 vorgesehen ist,
durch die der Zapfen 15 des zweiten Gelenkteiles 6 greift. Es sind außerdem vier Bohrungen
20 in der Scheibe 12 vorgesehen, in die Vorsprünge des zweiten Gelenkteils ragen,
um die Drehbewegung des zweiten Gelenkteils auf den drehbaren Körper 4 zu übertragen.
In weiterer Abwandlung gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel weist
der drehbare Körper 4 am Umfang der Scheibe 12 vier federnde Arme 10 mit an deren
freien Enden angeformten Rastnasen 9 auf. Während die Fig. 8 den drehbaren Körper
4 in der ungespannten Form, d.h. mit entlasteten Federarmen 10, zeigt, wird in Fig.
9 der eingebaute Zustand, d.h. in einer Aufnahmeöffnung 3 eingesetzt, dargestellt.
[0023] Obwohl die Erfindung an Beispielen erläutert ist, die ein Drehgelenk zeigen, kommt
aber auch eine Benutzung an anders gestalteten Flächen der aneinander gleitenden Bauteile
in Betracht, beispielsweise ebene Flächen oder Flächen mit gleichmäßiger Krümmung.
1. Anordnung von Bauteilen (1, 2), die relativ zueinander beweglich sind und in mindestens
zwei Positionen mittels einer Rastvorrichtung eine definierte stabile Lage einnehmen
und dazu die Rastvorrichtung mindestens zwei Rastvertiefungen (8, 28, 28', 28'') und
mindestens eine Rastnase (9) oder mindestens eine Rastvertiefung und mindestens zwei
Rastnasen umfaßt, wobei an einem ersten Bauteil (1) die Rastvertiefung bzw. Rastvertiefungen
(8, 28, 28', 28'') und an einem zweiten Bauteil (2) die Rastnase bzw. Rastnasen (9)
vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung derart ausgestaltet ist, daß in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung
zum Entrasten die Haltekräfte unterschiedlich groß sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8) eine unsymmetrische Querschnittsform
aufweisen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) in Einrastrichtung von einer Feder belastet ist, wobei vorzugsweise
die Feder als ein elastischer Arm (10) ausgebildet ist, an dessen freiem Ende die
Rastnase (9) angeformt ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8, 28, 28', 28'') eine bogenförmig gewölbte
Querschnittsform (23) aufweisen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8, 28, 28', 28 ") eine dreieckige Querschnittsform
aufweisen.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (9) und/oder Rastvertiefung (8, 28, 28', 28'') eine trapezförmige Querschnittsform
aufweisen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Bauteil (1, 2) ein Drehgelenk bilden, wobei in einem ersten
Gelenkteil (5) eine kreisförmige Ausnehmung (3) vorgesehen ist, in der ein mit einem
zweiten Gelenkteil (6) drehbarer Körper (4) aufgenommen ist und an der Umfangswandung
(17) der Ausnehmung (3) und dem Außenumfang des Körpers (4) die Rastvorrichtung angeordnet
ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung drei Rastvertiefungen (8) und drei Rastnasen (9) umfaßt, die
jeweils um einen Drehwinkel von 120° versetzt zueinander angeordnet sind.
9. Anordnung nach Anspruch 7,
dadurch kennzeichnet, daß die Rastvorrichtung zwei um 180° versetzt zueinander angeordnete Rastungen aus Rastnase
(9) und Rastvertiefung (8) aufweist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnasen (9) an dem drehbaren Körper (4) an federnden Armen (10) vorgesehen
sind, wobei vorzugsweise die federnden Arme (10) sich im wesentlichen in Umfangsrichtung
des drehbaren Körpers (4) erstrecken und über einen Winkel von ca. 65° verlaufen.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (4) als separates Bauteil ausgeführt und mit dem zweiten Gelenkteil
(6) drehfest verbunden ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (4) als Ring (11) ausgebildet ist und die drehfeste Verbindung
eine Innenverzahnung (13) am Ring (11) und einen Zahnkranz (14) am zweiten Gelenkteil
(6) umfaßt.
13. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (4) als runde Scheibe (12) ausgebildet und formschlüssig mit
dem zweiten Gelenkteil (2) verbunden ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Gelenkteil (5, 6) mit Stutzen (7) zum Einstecken in Anschlußbauteile
versehen sind.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (18) der kreisförmigen Ausnehmung (3) ein zentrischer Zapfen oder eine Hülse
vorgesehen ist und der Zahnkranz des zweiten Gelenkteils (6) eine zentrische Bohrung
aufweist, mittels der das zweite Gelenkteil (6) auf dem Zapfen oder der Hülse gelagert
ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Gelenkteil (6) ein zur Drehachse (D) zentrischer Zapfen (15) angeformt
ist, der sich auf der anderen Seite des drehbaren Körpers (4) in eine Öffnung (16)
im Boden (18) der kreisförmigen Ausnehmung (3) erstreckt.