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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwenkbaren Verbindung von zwei Lenkern nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art und ein Lenkergetriebe mit wenigstens zwei Lenkern gemäß der im Patentanspruch 9 näher definierten Art.
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Aus der Praxis sind Gestelle von Verdecken von Cabriolet-Fahrzeugen und Scharniere, insbesondere Mehrgelenkscharniere zur Bewegung von Deckeln und Klappen von Kraftfahrzeugen bekannt, von denen mindestens zwei Lenker bzw. Hebel mittels einer Vorrichtung schwenkbar bzw. drehbar miteinander verbunden sind. Die Vorrichtung weist eine Buchse und einen Nietbolzen auf, wobei die Buchse fest mit einem ersten Lenker verbunden ist. Der Nietbolzen ist durch die Buchse gesteckt und ist mit einem Endbereich fest mit einem zweiten Lenker verbunden, so dass eine Verschwenkung der Lenker durch eine Verdrehung des Nietbolzens gegenüber der Buchse umgesetzt wird. Eine Mittelachse eines an den ersten Lenker grenzenden Außendurchmessers ist dabei deckungsgleich zu einer Mittelachse eines zum Zusammenwirken mit dem Nietbolzen vorgesehenen Innendurchmessers ausgeführt, so dass die Buchse insgesamt rotationssymmetrisch ist. Ebenso ist der Nietbolzen rotationssymmetrisch ausgeführt, wobei ein mit der Buchse zusammenwirkender Bereich des stiftförmigen Elements einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Buchse entspricht.
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Um ein gewünschtes Zusammenwirken der Lenker zu erzielen, sind bei vielfältigen Anwendungen beispielsweise im Kraftfahrzeugbau enge Toleranzen einzuhalten. Die Herstellung derartiger Lenker erfordert eine fertigungsbegleitende Qualitätssicherung, wobei zudem aufgrund der hohen Toleranzanforderungen hohe Ausschussraten auftreten können. Bekannte Lenker sind somit in der Herstellung aufwändig und teuer, wobei sich Abweichungen bei der Positionierung der für Drehpunkte vorgesehenen Bohrungen direkt auf kinematische Verhältnisse des Lenkergetriebes auswirken.
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Aus der
WO 2005/098247 A1 ist eine Buchse bekannt, welche einen sich in Axialrichtung der Buchse erstreckenden hohlzylindrischen Abschnitt zur Aufnahme einer Welle oder eines Zapfens und einen sich in Radialrichtung der Buchse erstreckenden, elastisch ausgestalteten Bund aufweist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur schwenkbaren Verbindung von zwei Lenkern und ein Lenkergetriebe mit einer derartigen Vorrichtung zu schaffen, wobei kinematische Verhältnisse genau einstellbar sind und die Lenker kostengünstig herstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und einem Lenkergetriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst.
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Es wird eine Vorrichtung zur schwenkbaren Verbindung von zwei Lenkern vorgeschlagen, umfassend eine zum Zusammenwirken mit einem ersten Lenker vorgesehene Buchse und ein zum Zusammenwirken mit einem zweiten Lenker vorgesehenes stiftförmiges Element, wobei das stiftförmige Element einen zum Zusammenwirken mit der Buchse vorgesehenen ersten zylinderförmigen Bereich und einen zum Zusammenwirken mit dem zweiten Lenker vorgesehenen zweiten zylinderförmigen Bereich aufweist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Mittelachse einer zylinderförmigen Innenfläche der Buchse einen Versatz bzw. Abstand gegenüber einer Mittelachse einer zylinderförmigen Außenfläche der Buchse und eine Mittelachse des ersten zylinderförmigen Bereichs einen Versatz bzw. Abstand gegenüber einer Mittelachse des zweiten zylinderförmigen Bereichs aufweist.
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Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können beide miteinander zu verbindende Lenker vorteilhafterweise mit relativ großen Toleranzen ausgeführt werden, da Abweichungen von einem Nennmaß durch den jeweiligen Versatz der Vorrichtung auf einfache Weise ausgeglichen werden können. Dadurch, dass sowohl die Buchse als auch das stiftförmige Element einen Versatz aufweisen, können die Lenker mit geringen Toleranzanforderungen kostengünstig hergestellt werden und ein gewünschter Drehpunkt zwischen den Lenkern bei der Montage der Vorrichtung durch eine entsprechende Orientierung der Buchse und des beispielsweise als Niet, Bolzen oder Nietbolzen ausgeführten stiftförmigen Elements eingestellt werden. Ein einzustellender Drehpunkt kann dabei an einer beliebigen Position innerhalb eines durch die Versätze bzw. Abstände der Buchse und des stiftförmigen Elements definierten Kreises angeordnet werden, so dass eine Einstellung in Längsrichtung der Lenker ohne eine Auswirkung auf eine Positionierung des Drehpunkts zu einer Richtung quer zu einer Längsrichtung der Lenker einfach möglich ist. Zudem kann der Drehpunkt vorteilhafterweise auch in durch den oben genannten Kreis vorgegebenen Umfang quer zur Längsrichtung der Lenker eingestellt werden. Durch die genaue Positionierung des Drehpunkts sind kinematische Verhältnisse der beiden Lenker genau einstellbar, d. h. der bzw. die Lenker bewegen sich bei einer Verschwenkung sehr genau auf einer vorgesehenen Bahn, wodurch der Bewegungsraum der Lenker sehr genau definiert ist.
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Aufgrund der gegenüber herkömmlichen Lenkern geringen Toleranzanforderungen ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Ausschuss der über die Vorrichtung zu verbindenden Lenker vorteilhafterweise reduzierbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht der Versatz der Buchse im Wesentlichen dem Versatz des stiftförmigen Elements. Hierdurch ist eine Einstellung eines gewünschten Drehpunkts der Lenker auf besonders einfache Weise möglich.
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Zwischen der Buchse und dem stiftförmigen Element liegt bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung eine Spielpassung vor. Der Innendurchmesser der Buchse entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser des ersten zylinderförmigen Bereichs des stiftförmigen Elements, wobei beispielsweise eine H9/d9-Passung oder eine H7/d9-Passung vorgesehen ist.
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Um eine Positionierung der Buchse gegenüber dem ersten Lenker auf einfache Weise vornehmen zu können, weist die Buchse einen Absatz auf, der in montierter Position der sogenannten Bundbuchse einen Anschlag mit dem ersten Lenker bildet. Der Absatz weist hierzu eine größere Erstreckung senkrecht zu einer Mittelachse der Buchse auf als der in montiertem Zustand der Vorrichtung mit einer Bohrung des ersten Lenkers zusammenwirkende Außendurchmesser der Buchse.
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Auch das stiftförmige Element kann mit einem Absatz ausgeführt sein, der insbesondere eine Erstreckung quer zur Mittelachse des stiftförmigen Elements größer als ein Durchmesser des ersten zylinderförmigen Bereichs aufweist und vorzugsweise kleiner als eine Erstreckung des Absatzes der Buchse ist, wobei der Absatz des stiftförmigen Elements bei montierter Vorrichtung an dem Absatz der Buchse anliegt. Hierdurch ist auf einfache Weise eine Positionierung des stiftförmigen Elements in Richtung einer der Mittelachsen des stiftförmigen Elements gegenüber der Buchse und dem ersten Lenker möglich.
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Um auf einfache Weise eine Einstellung des Drehpunkts der Lenker vornehmen zu können, ist bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass wenigstens ein Absatz mit einer Verdreheinrichtung ausgeführt ist, die beispielsweise zum Zusammenwirken mit einem Werkzeug ausgeführt ist. Auf diese Weise kann beispielsweise die Buchse auch nach einer Anordnung an dem ersten Lenker gegenüber diesem verdreht werden.
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Der Absatz der Buchse und/oder der Absatz des stiftförmigen Elements weist vorzugsweise eine als Sechskant ausgeführte Verdreheinrichtung auf, über die die Buchse und/oder das stiftförmige Element gegenüber dem jeweiligen Lenker und/oder dem stiftförmigen Element bzw. der Buchse verdrehbar ist.
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Die Buchse ist auf einfache Weise herstellbar, wenn sie mit Kunststoff ausgeführt ist. Die Buchse kann allerdings auch mit Metall ausgeführt sein.
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Es wird weiterhin ein Lenkergetriebe mit wenigstens zwei Lenkern vorgeschlagen, die über eine oben näher beschriebene Vorrichtung schwenkbar miteinander verbunden sind.
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Ein erfindungsgemäßes Lenkergetriebe kann mit geringen Toleranzanforderungen und daher kostengünstig hergestellten Lenkern ausgeführt sein, da durch die Vorrichtung Toleranzabweichungen der Lenker in einem Umfang, der durch den im Bereich der Buchse vorgesehenen Versatz und den im Bereich des stiftförmigen Elements vorgesehenen Versatz definiert ist, auf einfache Weise ausgeglichen werden können. Mittels der Vorrichtung können somit Längentoleranzen bzw. Abstandsmaße zwischen einem mehrere Drehpunkte aufweisenden Lenkergetriebe ausgeglichen werden. Trotz der großen Toleranzen bei der Herstellung der einzelnen Lenker ist das Lenkergetriebe durch den Einsatz der Vorrichtung insgesamt vorteilhafterweise innerhalb sehr geringer Toleranzvorgaben fertigbar, so dass eine Bewegung der Lenker des Lenkergetriebes vorteilhafterweise sehr genau einer Vorgabe entspricht und ein erforderlicher Bauraum bzw. Bewegungsraum des Lenkergetriebes sehr genau definiert werden kann.
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Das Lenkergetriebe kann vorzugsweise Teil eines Viergelenks oder eines Siebengelenks sein, das beispielsweise zur Verlagerung von Deckeln oder Klappen von Fahrzeugen, wie insbesondere eines Heckdeckels, oder zur Verlagerung eines Verdecks eines Cabriolet-Fahrzeugs vorgesehen ist. Das Lenkergetriebe kann grundsätzlich aber eine beliebige Anzahl von Lenkern aufweisen und ist vielfältig einsetzbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Lenkergetriebes ist die Buchse mit dem ersten Lenker über eine Presspassung oder eine Übergangspassung verbunden, wobei insbesondere eine H9/h9-Passung bis zu einer H7/h6-Passung vorgesehen ist. Hierdurch kann eine unerwünschte Verdrehung der Buchse gegenüber dem ersten Lenker bei montierter Vorrichtung auf einfache Weise verhindert werden.
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Wenn der zweite Bereich des stiftförmigen Elements über eine Presspassung oder eine Übergangspassung mit dem zweiten Lenker verbunden ist, ist auch eine unerwünschte Verdrehung des stiftförmigen Elements gegenüber dem ersten Lenker bei montierter Vorrichtung auf einfache Weise verhindert.
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Um einen Abstand zwischen dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker in Richtung einer Mittelachse der Buchse bzw. des stiftförmigen Elements auf konstruktiv einfache Weise einstellen zu können, kann im Bereich der Vorrichtung eine Anlaufscheibe vorgesehen sein, durch welche der erste zylinderförmige Bereich des stiftförmigen Elements hindurchragt. Die Anlaufscheibe kann beispielsweise mit Teflon bzw. Polytetrafluorethylen ausgeführt sein.
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Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Es zeigt:
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1 eine vereinfachte Schnittdarstellung von zwei Lenkern eines Lenkergetriebes und eine Draufsicht auf das Lenkergetriebe, wobei die Lenker über eine erfindungsgemäße, eine Buchse und ein stiftförmiges Element aufweisende Vorrichtung miteinander drehbar verbunden sind;
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2 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Buchse der Vorrichtung in Alleinstellung; und
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3 eine vereinfachte Schnittdarstellung des stiftförmigen Elements der Vorrichtung in Alleinstellung.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines zwei Lenker 3, 5 aufweisenden Lenkergetriebes 1 bzw. Mehrgelenkscharniers, das insgesamt beispielsweise als Viergelenk oder Siebengelenk ausgeführt sein kann. Ein erster Lenker 3 und ein zweiter Lenker 5 des Lenkergetriebes 1 sind über eine Vorrichtung 7 drehbar miteinander verbunden, wobei die Vorrichtung 7 eine Buchse 9 und ein als Nietbolzen 11 ausgeführtes stiftförmiges Element aufweist.
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Die vorzugsweise mit Kunststoff und in der Art einer Hohlwelle ausgeführte Buchse 9 weist gemäß 2 eine zylinderförmige Außenfläche 14 mit einem Außendurchmesser 13 auf, wobei die Buchse 9 beispielsweise über eine Presspassung oder eine Übergangspassung im Bereich des Außendurchmessers 13 im Bereich einer Bohrung 15 des ersten Lenkers 3 mit dem ersten Lenker 3 in Wirkverbindung bringbar ist. In 2 ist eine Mittelachse der Außenfläche 14 der Buchse 9 mit dem Bezugszeichen 17 versehen.
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Die Buchse 9 weist weiterhin eine zylinderförmige Innenfläche 19 mit einem Innendurchmesser 21 auf, wobei eine Mittelachse der Innenfläche 19 mit dem Bezugszeichen 23 versehen ist.
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In einem ersten Endbereich 25 der Buchse 9 ist ein Absatz 27 angeordnet, der eine Erstreckung 29 quer zu den Mittelachsen 17 bzw. 23 größer als der Außendurchmesser 13 aufweist. Der Absatz 27 kann insbesondere als Sechskant ausgeführt sein, so dass die Buchse 9 über ein Werkzeug einfach um die Mittelachse 17 drehbar ist. In montiertem Zustand der Vorrichtung 7 liegt die Buchse 9 mit dem Absatz 27 in Richtung der Mittelachsen 17 bzw. 23 an dem ersten Lenker 3 an, so dass über den Absatz 27 eine Position der Buchse 9 gegenüber dem ersten Lenker 3 definierbar ist.
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Die Buchse 9 ist dabei als Exzenterbuchse ausgeführt, so dass die Mittelachsen 17 und 23 einen Versatz 31 bzw. Abstand zueinander aufweisen.
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Der in 3 in Alleinstellung gezeigte Nietbolzen 11 ist mit Vollmaterial ausgeführt und weist einen ersten zylinderförmigen Bereich 35 und einen in Richtung der Mittelachsen 17 bzw. 23 daran angrenzenden zweiten zylinderförmigen Bereich 37 auf. Der erste zylinderförmige Bereich 35 hat eine zylinderförmige Mantelfläche 39 mit einem Außendurchmesser 40 und mit einer Mittelachse 41 und der zweite zylinderförmige Bereich 37 eine zylinderförmige Mantelfläche 43 mit einer Mittelachse 45 und mit einem Außendurchmesser 44, wobei der Außendurchmesser 44 des zweiten zylinderförmigen Bereichs 37 kleiner als der Außendurchmesser 40 des ersten zylinderförmigen Bereichs 35 ist.
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In einem ersten Endbereich 47 des Nietbolzens 11 ist dabei wiederum ein Absatz 49 angeordnet, dessen Erstreckung 51 quer zu den Mittelachsen 41 bzw. 45 größer als der Außendurchmesser 40 ist. Der Absatz 49 ist hier vergleichbar zu dem Absatz 27 der Buchse 9 als Sechskant ausgeführt, so dass auch der Nietbolzen 11 über ein Werkzeug auf einfache Weise verdrehbar ist.
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Auch die Mittelachsen 41 und 45 weisen zueinander einen Versatz 52 bzw. Abstand auf, wobei dieser vorliegend einen dem Versatz 31 der Mittelachsen 17 und 23 der Buchse 9 entsprechenden Wert aufweist.
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Bei einer Montage des Lenkergetriebes 1 wird zunächst die Buchse 9 mit einem dem ersten Endbereich 25 abweisenden zweiten Endbereich 33 durch die Bohrung 15 des ersten Lenkers 3 gesteckt bis der Absatz 27 der Buchse 9 in Wirkverbindung mit dem ersten Lenker 3 gelangt, wobei zwischen der Buchse 9 und dem ersten Lenker 3 eine Presspassung oder eine Übergangspassung vorliegt. Anschließend wird der Nietbolzen 11 mit einem dem ersten Endbereich 47 abgewandten zweiten Endbereich 53 durch die Buchse 9 geführt, bis der Absatz 49 des Nietbolzens 11 an dem Absatz 27 der Buchse 9 in Anlage kommt.
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Der Innendurchmesser 21 der Buchse 9 entspricht dabei im Wesentlichen dem Außendurchmesser 39 des ersten zylinderförmigen Bereichs 39 des Nietbolzens 11, so dass bei montierter Vorrichtung 7 zwischen der Buchse 9 und dem Nietbolzen 11 eine Spielpassung vorliegt.
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Anschließend wird eine beispielsweise aus Teflon bestehende ringförmige Anlaufscheibe 55 mit einem insbesondere dem Außendurchmesser 40 des ersten zylinderförmigen Bereichs 35 entsprechenden Innendurchmesser 57 und einem Außendurchmesser 59 größer als der Außendurchmesser 50 der Buchse 9 auf den ersten zylinderförmigen Bereich 35 des Nietbolzens 11 aufgebracht und über die Anlaufscheibe 55 ein Abstand zwischen dem ersten Lenker 3 und dem zweiten Lenker 5 definiert.
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In zu montierendem Zustand weist der zweite zylinderförmige Bereich 37 des Nietbolzens 11 einen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser 44 in montiertem Zustand auf, so dass der zweite zylinderförmige Bereich 37 auf einfache Weise in einer Bohrung 61 des zweiten Lenkers 5 anordenbar ist und einen gegenüber der Bohrung 61 beispielsweise um 0,2 mm kleineren Durchmesser aufweist. Der erste Lenker 3 und der zweite Lenker 5 bzw. die Buchse 9 und der Nietbolzen 11 können bei beispielsweise unbewegten Lenkern 3, 5 derart gegeneinander verdreht werden, dass ein durch die deckungsgleichen Mittelachsen 23, 41 des Bolzens 9 bzw. des Nietbolzens 11 definierter Drehpunkt der Lenker 3, 5 in gewünschtem Umfang positioniert wird. Durch eine entsprechende Verdrehung der Buchse 9 gegenüber dem Nietbolzen 11 und insbesondere durch eine entsprechende Verdrehung der Buchse 11 und des Nietbolzens 9 gegenüber dem Lenker 3 ist der Drehpunkt der Lenker 3, 5 sowohl in Längsrichtung der Lenker 3, 5 als auch quer hierzu in einem durch die Größe der Versätze 31 und 52 definierten Umfang einstellbar.
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Anschließend wird der zweite zylinderförmige Bereich 37 des Nietbolzens 11 in bekannter Weise beispielsweise über ein Taumelnietverfahren drehfest mit dem zweiten Lenker 5 verbunden, so dass zwischen dem Nietbolzen 11 und dem zweiten Lenker 5 eine Presspassung vorliegt. Der bereits vor der Montage im Bereich des Nietbolzens 11 vorliegende Versatz 52 wird durch das Nietverfahren nicht verändert.