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Die
Erfindung betrifft ein Rastgelenk, insbesondere für eine Halterung
eines Außenspiegels
für Nutzfahrzeuge,
sowie einen Außenspiegel
mit einem derartigen Rastgelenk.
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Rastgelenke
werden in vielfältiger
Ausprägung
zur schwenkbaren Befestigung von Rückspiegeln an Fahrzeugen eingesetzt.
In der einfachsten Ausgestaltung umfasst ein solches Rastgelenk
einen ersten und einen zweiten Rastarm, die in identischen Rastkörpern enden.
Die Rastkörper
weisen kreisringförmige
Rastflächen
auf, die einander zugewandt sind und über eine die beiden Rastkörper durchdringende
Schraube mit Feder werden die beiden Rastarme bzw. die beiden Rastkörper auf
Pressung gegeneinander verspannt.
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Nachteilig
bei diesem bekannten Rastgelenk ist, dass hinsichtlich des Designs
keinerlei Flexibilität besteht.
Darüber
hinaus sind solche Rastgelenke vergleichsweise groß und zeichnen
sich auch durch ein hohes Gewicht aus. Letztlich sind derartige
Rastgelenke in der soeben beschriebenen rudimentären Ausbildung optisch wenig
ansprechend.
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Es
sind weiterhin Rastgelenke für
Fahrzeugaußenspiegel
bekannt, bei denen der erste Rastarm durch einen Spiegelfuß gebildet
wird, der mit dem Fahrzeug verbunden ist. Auf dem ersten Rastarm
ist ein sich im wesentlichen horizontal erstreckender erster Rastkörper vorgesehen.
Auf diesem ersten Rastkörper
ist ein zweiter Rastkörper
eines zweiten Rastarms in Form eines Rohres angeordnet. Die beiden
Rastkörper
sind über
eine sich im wesentlichen senkrecht erstreckende Schraube mit Feder
miteinander verbunden und gegeneinander verspannt. Der rohrförmige Rastarm
erstreckt sich in etwa im rechten Winkel zu der Schraubachse weg. Auch
dieses bekannte Rastgelenk zeichnet sich durch eine vergleichsweise
große
Bauweise aus.
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Es
sind weitere Rastgelenke bekannt, denen gemeinsam ist, dass sie
eine oder mehrere Rastflächen
aufweisen, die über
separate Schrauben- und/oder Federelemente verspannt werden.
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Speziell
Rastgelenke für
Außenspiegel
von Nutzfahrzeugen sind im täglichen
Gebrauch starken Belastungen ausgesetzt. Diese Belastungen umfassen
vergleichsweise geringe Krafteinwirkungen durch Vibrationen, die
sich jedoch über
lange Zeitperioden hin erstrecken, mäßige bis mittlere Kraftbeaufschlagungen
insbesondere durch Windkräfte,
sowie kurzfristige und stoßartige
Belastungen, wenn der vom Rastgelenk gehaltene Außenspiegel
gegen ein Hindernis stößt.
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Rastgelenke
mit Federelementen zeigen hierbei den Nachteil, dass bei Ausfall
des Federelements, beispielsweise bei Federbruch aufgrund der genannten
Belastungen, das Rastgelenk seine Haltefunktion verlieren kann oder
zumindest besagte Haltefunktion ganz erheblich eingeschränkt ist.
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Die
Erfindung hat es sich dem gegenüber
zur Aufgabe gemacht, ein Rastgelenk der in Frage stehenden Art so
auszugestalten, dass mit einfachen konstruktiven Mitteln dafür Sorge
getragen wird, dass auch bei Ausfall des das Rastgelenk beaufschlagenden
Federelements das Rastgelenk seine Verrastungs- und damit Haltefunktion
nicht vollständig
verliert.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein Rastgelenk nach Anspruch 1 vorgeschlagen,
mit einem ersten und einem zweiten Rastarm, die um eine Rastgelenkachse
verschwenkbar zueinander angeordnet und in wenigstens einer Position
zueinander fixierbar sind; einer Gelenkachsenanordnung zum schwenkbaren
Verbinden der beiden Rastarme), wobei der erste Rastarm zwei Lagerflächen für die Gelenkachsenanordnung
aufweist, die aufeinander zu weisen und in einem ersten axialen
Abstand zueinander auf der Rastgelenkachse liegen und der zweite
Rastarmeinen Lagerbock aufweist, der von der Gelenkachsenanordnung
durchsetzt wird und der zwei Lagergegenflächen aufweist, die mit den
Lagerflächen
zur schwenkbaren Verbindung von erstem und zweitem Rastarm zusammenwirken
und in einem zweiten axialen Abstand zueinander auf der Rastgelenkachse liegen;
wenigstens einem ersten Rastelement, das eine erste Rastfläche an einer
der Lagerflächen
des ersten Rastarms und eine zweite Rastfläche an der zugehörigen Lagergegenfläche des
Lagerbocks aufweist, wobei die erste bzw. zweite Rastfläche jeweils drehfest
an Lagerfläche
bzw. Lagergegenfläche
angeordnet ist; und wenigstens einem Federelement, das die ersten
und zweiten Rastflächen
mit einer ersten Federkraft in Rasteingriff miteinander beaufschlagt.
Erfindungsgemäß isthierbei
weiterhin der erste axiale Abstand der zwei Lagerflächen geringer als
der zweite axiale Abstand der zwei Lagergegenflächen, so dass die ersten und
zweiten Rastflächen mit
einer zweiten Federkraft in Rasteingriff beaufschlagt werden, die
der ersten Federkraft überlagert ist.
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Dadurch,
dass der erste axiale Abstand der zwei Lagerflächen geringer als der zweite
axiale Abstand der zwei Lagergegenflächen ist, werden die ersten
und zweiten Rastflächen
mit einer zweiten, dem ersten Rastarm materialinhärenten Federkraft
in Richtung des Rasteingriffs beaufschlagt, welche der ersten Federkraft überlagert
ist. Selbst bei Ausfall des Federelements beispielsweise durch Federbruch oder
bei einer allmählichen
Ermüdung
des Federelements durch lang anhaltende Vibrationen oder der gleichen
steht nach wie vor die zweite Federkraft zur Verfügung, die
den Rasteingriff aufrecht erhält.
Da hierbei diese zweite Federkraft nicht durch ein separates Federelement
erzeugt wird, sondern durch eine materialinhärente Elastizität oder Federwirkung
des ersten Rastarms, kann ohne zusätzliche Bauteile im normalen
Betriebsverhalten des Rastgelenks eine Unterstützung und damit Entlastung
des separaten Federelements und damit eine längere Lebensdauer dieses Federelements
sichergestellt werden und sollte dieses Federelement ausfallen,
steht nach wie vor die materialinhärente zweite Federkraft zur
Verfügung,
die den Rasteingriff des Rastgelenks aufrecht erhält.
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Bevorzugt
ist neben dem ersten Rastelement noch ein zweites Rastelement vorgesehen, welches
im wesentlichen baugleich ausgeführt
ist. Hierdurch ergeben sich symmetrische Kräfteverteilungen und insbesondere
eine Erhöhung
des mit dem Rastgelenk erzielbaren Verrastungseingriffs zwischen
den beiden Rastarmen.
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Bevorzugt
ist der erste Rastarm in Form zweier Schenkel ausgebildet, die an
einem ihrer Enden mittelbar oder unmittelbar verbunden sind und
an ihren beiden anderen freien Enden jeweils die Lagerflächen mit
den ersten Rastflächen
aufweisen. Der erste Rastarm kann somit beispielsweise in Form eines
U oder eines V haben, wobei dann am Verbindungsschenkel des U oder
im Bereich der Spitze des V ein Spiegelgehäuse angebracht ist. Die beiden
freien Enden der Schenkel des U oder V mit den Lagerflächen, an
denen die ersten Rastflächen
angeordnet oder ausgebildet sind, haben einen lichten Abstand zueinander,
der den Abstand der zweiten Rastflächen unterschreitet. Für einen
Eingriff der ersten und zweiten Rastelemente müssen somit die Schenkel des
U oder V aufgeweitet oder gespreizt werden, sodass die freien Enden
auf den Lagerbock des zweiten Rastarms aufgeschnappt werden können und
hierbei die zweite Federkraft erzeugen. Dies erlaubt eine Montage
ohne aufwendige Werkzeuge und durch entsprechende Auswahl von Material
und/oder Form (Schenkellänge,
Schenkelgeometrie, Schenkelquerschnitt) und Abstand oder lichte
weite der beiden Schenkel im entspannten Zustand kann die hiermit erreichbare
Federkraft exakt vorherbestimmt und eingestellt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Lagerbock an dem zweiten
Rastarm kreiszylinderförmig
und die Lagergegenflächen
liegen an den Stirnseiten des Zylinders. Dies erlaubt insbesondere eine
optisch ansprechende Ausgestaltungsform des Rastgelenks.
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Die
Gelenkachsenanordnung kann weiterhin bevorzugt wenigstens einen
Achsbolzen aufweisen, der koaxial auf der Rastgelenkachse liegend
das wenigstens eine Rastelement am ersten Rastarm und im Lagerbock
durchsetzt. Hierdurch erfolgt in vorteilhafter Weise eine Zentrierung
und Führung
des Eingriffs der beiden Rastflächen
im Rastelement.
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Weist
hierbei der Achsbolzen an einem seiner Enden einen Haltemechanismus
auf, wobei im Inneren des Lagerbocks ein entsprechender Gegenhaltemechanismus
angeordnet ist, ist die Anordnung des Achsbolzens in vorteilhafter
Weise unverlierbar.
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Weiterhin
bevorzugt weist der Achsbolzen an seinem anderen Ende eine kopfförmige Erweiterung auf,
welche in eine entsprechende Aufnahmevertiefung am ersten Rastarm
passt. Hierdurch kann zum einen der Achsbolzen besser gehandhabt werden und
bietet durch die kopfförmige
Erweiterung eine entsprechend große Angriffsfläche für ein Werkzeug und
zum anderen wird durch das Einführen
der Erweiterung in eine entsprechend ausgebildete Aufnahmevertiefung
eine definierte Eindringtiefe des Achsbolzen sichergestellt.
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Hierbei
kann zwischen der kopfförmigen
Erweiterung und einem Boden der Aufnahmevertiefung im Zuge des Einführens des
Achsbolzens durch das Rastelement in den Lagerbock hinein das separate Federelement
gespannt werden. Dieses Federelement, das weiterhin bevorzugt eine
um den Schaft des Achsbolzens verlaufende Schraubendruckfeder sein
kann, stützt
sich somit mit einem Ende an der kopfförmigen Erweiterung und mit
seinem anderen Ende am Boden der Aufnahmevertiefung ab, sodass die
von der Feder erzeugte Druckkraft axial, das heißt in Richtung der Rastgelenkachse
auf die beiden Rastflächen
des ersten Rastelements wirkt.
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Besonders
bevorzugt sind hierbei beide Rastelemente jeweils von einem Achsbolzen
durchsetzt, der dann die soeben geschilderten bevorzugten Ausgestaltungen
hat und ein weiteres Federelement unter Spannung setzt, sodass wiederum
symmetrische Kräfteverhältnisse
vorliegen.
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Der
Haltemechanismus und der Gegenhaltemechanismus für den Achsbolzen sind bevorzugt durch
eine Bajonettverbindung gebildet. Diese Bajonettverbindung ist von
einfachem Aufbau, benötigt kein
besonderes Werkzeug zum Verriegeln/Lösen des Achsbolzens und ist
durch das unter Druckspannung stehende Federelement selbstsichernd,
das heißt
beständig
gegen Vibrationen und Schläge.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Außenspiegel mit wenigstens einem Rastgelenk
in der erfindungsgemäßen Ausprägung.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorträge der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines konkreten Ausführungsbeispiels,
welches jedoch nicht als einschränkend
zu verstehen ist, anhand der Zeichnung.
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Die
einzige Figur der Zeichnung zeigt in perspektivischer Explosionsdarstellung
ein insgesamt mit 2 bezeichnetes Rastgelenk.
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Das
Rastgelenk 2 umfasst im wesentlichen einen ersten Rastarm 4 und
einen zweiten Rastarm 6, wobei der erste Rastarm 4 zur
Halterung eines Außenspiegels 8 dient
und der zweite Rastarm 6 an einer in der Figur nicht näher dargestellten
Fahrzeeugkaroserie festlegbar ist. Hierzu weist der zweite Rastarm 6 einen
Sockel 10 auf, der mit der Fahrzeugkaroserie verschraubbar
ist. Der erste Rastarm 4 und der zweite Rastarm 6 sind
um eine Rastgelenkachse, welche mit in der auseinander gezogenen
Darstellung durch zwei im zusammengebauten Zustand fluchtende Strichpunktlinien
R1 und R2 dargestellt ist, zueinander verschwenkbar und zumindest
in einer Relativlage zueinander fixierbar.
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Hierzu
ist zwischen dem ersten Rastarm 4 und dem zweiten Rastarm 6 eine
Gelenkachsenanordnung 12 vorgesehen.
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Der
erste Rastarm 4 weist zwei Lagerflächen 14a und 14b für die Gelenkachsenanordnung 12 auf, die
aufeinander zu weisen und in einem ersten axialen Abstand A zueinander
auf der Rastgelenkachse R1 liegen. Der zweite Rastarm 6 weist
an dem Sockel 10 einen Lagerbock 16 auf, der von
der Gelenkachsenanordnung 12 durchsetzt wird und zwei Lagergegenflächen 18a und 18b aufweist,
die mit den Lagerflächen 14a und 14b des
ersten Rastarms 4 für
die schwenkbare Verbindung von erstem Rastarm 4 und zweiten
Rastarm 6 zusammenwirken und die in einem zweiten axialen
Abstand B zueinander auf der Rastgelenkachse R2 liegen.
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Im
Bereich wenigstens einer der Lagerflächen 14a und 14b und
Lagergegenflächen 18a und 18b,
bevorzugt an beiden Lagerflächen
bzw. Lagergegenflächen
befinden sich Rastelemente, mit denen die Relativlagen von erstem
Rastarm 4 und zweitem Rastarm 6 zueinander bevorzugt
in einer Mehrzahl von definierbarer Raststellungen fixierbar sind.
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Gemäß der zeichnerischen
Darstellung ist hierzu ein erstes Rastelement 20 vorgesehen,
das eine erste Rastfläche 22 an
der Lagerfläche 14a des ersten
Rastarms 4 und eine zweite Rastfläche 24 an der zugehörigen Lagergegenfläche 18a des
Lagerbocks 16 aufweist. Analog hierzu ist ein zweites Rastelement 26 vorgesehen,
das eine weitere erste Rastfläche 28 auf
Seiten der Lagerfläche 14b und
eine weitere zweite Rastfläche 30 auf
Seiten der Lagergegenfläche 18b aufweist.
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Die
Rastflächen 20 und 24 in
bzw. 28 und 30 sind drehfest an den Lagerflächen 14a und 14b bzw. in
Lagergegenflächen 18a und 18b angeordnet,
beispielsweise einstückig
hieran ausgebildet.
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Zur
Anordnung bzw. Ausbildung der Lagergegenflächen 18a und 18b bzw.
Rastflächen 24 und 30 weist
der Lagerblock 16 die aus der Zeichnung ersichtliche kreiszylinderförmige Ausgestaltung
auf, wobei dann an den beiden Stirnseiten des Kreiszylinders die
jeweiligen Flächen
ausgebildet oder angeordnet sind.
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Der
erste Rastarm 4 weist den aus der Zeichnung ersichtlichen
U-förmigen
Aufbau mit zwei Schenkeln 32 und 34 und einem
diese Schenkel 32 und 34 an einem Ende verbindenden
Verbindungsstück 36 auf.
Im Bereich des Verbindungsstücks 36 ist
der Spiegel 8 an dem Rastarm 4 befestigt.
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Die
Rastelemente 20 und 26 befinden sich an den freien
Enden der beiden Schenkel 32 und 34.
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Anstelle
der zeichnerisch dargestellten U-Form des ersten Rastarms 4 kann
dieser auch beispielsweise eine V-Form, eine W-Form, eine Y-Form oder
der gleichen haben. Ausschlaggebend bei der Formgebung des Rastarms 4 ist,
dass sich zwei Schenkel analog zu den Schenkeln 32 und 34 ergeben,
die an ihren freien Enden die Rastelemente 20 und 26 tragen.
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Auf
Seiten des Schenkels 32 weist die Gelenkachsenanordnung 12 weiterhin
einen Achsbolzen 38a auf, der in der Montagestellung koaxial
auf der Rastgelenkachse R1 (R2) liegend das Rastelement 20 am
ersten Rastarm 4 bzw. am Schenkel 32 hiervon durchsetzt
und in den Lagerbock 16 eingeführt ist. Ein Schaft 40a des Achsbolzens 38a durchsetzt
hierbei die erste Rastfläche 22 und
zweite Rastfläche 24 des
ersten Rastelements 20.
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An
einem Ende ist an dem Schaft 40a des Achsbolzens 38a eine
kopfförmige
Erweiterung 42a ausgebildet. Am gegenüberliegenden Ende des Schafts 40a sind
Haltemittel 44a ausgebildet, mit welchen der Schaft 40a und
damit der Achsbolzen 38a im Inneren einer entsprechenden
Aufnahmebohrung des Lagerbocks 16 festlegbar ist.
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Im
Bereich des Schenkels 34 ist ein weiterer Achsbolzen 38b vorgesehen,
der Analog zu dem Achsbolzen 38a einen Schaft 40b,
eine kopfförmige Erweiterung 42b und
Haltemittel 44b aufweist. Wie aus der Zeichnung hervor
geht, ist die Erweiterung 42a bzw. 42b so dimensioniert,
dass sie in einer Aufnahmevertiefung 46 bündig einsetzbar
ist, wobei in der Zeichnung nur die auf Seiten des Schenkels 34 liegende
Aufnahmevertiefung 46b sichtbar ist.
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Um
den Schaft 40a des Achsbolzen 38a ist eine Schraubendruckfeder 48a gelegt.
Gleichermaßen ist um den Schaft 40b des Achsbolzen 38b eine Schraubendruckfeder 48b gelegt.
Im montierten Zustand des Rastgelenks stützen sich die Federn 48 mit einem
Wicklungsende an der Erweiterung 42 und mit dem anderen
Wicklungsende an einer Bodenfläche der
Aufnahmevertiefung 46 ab.
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Material
und/oder Abmessungen und/oder Querschnittsformen der Schenkel 32 und 34 bzw.
des gesamten ersten Rastarms 4 sind so gewählt, dass die
beiden Schenkel 32 und 34 elastisch derart verformbar
sind, dass der Abstand A zwischen den beiden Rastelementen 20 und 26 unter
elastischer Verformung der Schenkel 32 und 34 veränderbar,
insbesondere vergrößerbar derart
ist, dass er zumindest gleich, bevorzugt geringfügig größer als der Abstand B zwischen
den Rastflächen 24 und 30 seitens
des zweiten Rastarms 6 wird.
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Zur Überführung des
erfindungsgemäßen Rastgelenks 2 aus
dem demontierten Zustand gemäß der zeichnerischen
Darstellung in den montierten Zustand werden die beiden Schenkel 32 und 34 des
ersten Rastarms 4 auseinander gedrängt (gebogen), so dass die
Rastflächen 22 und 24 bzw. 28 und 30 übereinander
geschoben werden können.
Im Zuge der Montage gilt somit vorübergehend „A ≥ B”.
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Nachdem
die jeweiligen Rastflächen
in deckende Anlage übereinander
gebracht worden sind, wird keine Spreizkraft mehr auf die Schenkel 32 und 34 ausgeübt, sodass
diese versuchen, aufgrund der materialinhärenten Federkraft in die entspannte
Ausgangslage zurückzukehren.
Hierdurch wird eine Federkraft aufgebracht, welche die jeweiligen
Rastelemente 20 und 26 im Rasteingriff mitbringt.
Abhängig von
der Ausgestaltung der Rastelemente kann hierdurch der erste Rastarm 4 gegenüber dem
karosseriefesten zweiten Rastarm 6 in einer Mehrzahl von Stellungen
jeweils verrastend ausgerichtet werden. Gleichermaßen ist
es möglich,
mit den Rastelementen 20 und 26 nur eine einzige,
definierte Relativlage der beiden Rastarme 4 und 6 einzustellen
und zu halten.
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Nachfolgend
werden die Druckfedern 48a und 48b auf die Schäfte 40a und 40b der
Achsbolzen 38a und 38b geschoben und die Achsbolzen 38a und 38b unter
Komprimierung der jeweiligen Druckfedern in die Aufnahmevertiefungen 46 eingeführt, sodass sie
die Rastelemente 20 und 26 bzw. die dortigen Rastflächen durchsetzen
und im Inneren des Lagerbocks 16 zu liegen kommen. Die
Haltemittel 44a und 44b gelangen im Inneren des
Lagerbocks mit entsprechenden Gegenhaltemitteln in Eingriff. Besonders
bevorzugt sind hierbei die jeweiligen Haltemittel nach Art eines
Bajonettverschlusses ausgebildet, der dann unter der Rückstellkraft
der Druckfedern 48a und 48b selbsthaltend und
vibrationsunempfindlich ist.
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Durch
den Gegenstand der vorliegenden Erfindung werden neben der wenigstens
einen Schraubendruckfeder 48 (bzw. in der dargestellten
Ausführungsform
neben den Schraubendruckfedern 48a und 48b) noch
die dem ersten Rastarm 4 innewohnenden Federkräfte dazu
herangezogen, die Kräfte zur
Aufrechterhaltung der Rasteingriffe in den Rastelementen 20 und 26 zu
erzeugen. Die jeweiligen Kräfte
addieren sich hierbei, sodass eine gegenseitige Kraftergänzung derart
vorliegt, dass beispielsweise bei Bruch oder Ermüdung eines Bauteils, welches eine
Federkraft hervorruft, stets noch zwei weitere Bauteile zur Verfügung stehen,
die nach wie vor hinreichende Haltekräfte aufzubringen vermögen.
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Es
sind neben den Achsbolzen 38 und Schraubendruckfeder 48,
welche bei Rastgelenken der in Frage stehenden Bauart bereits an
sich bekannt sind, keine weiteren separaten Bauteile oder besondere
konstruktive Ausgestaltungen im Bereich des Rastgelenks notwendig,
um eine zusätzliche Verrastungshaltekraft
zu erzeugen, da diese alleine aus der materialinhärenten Elastizität des ersten Rastarms 4 gewonnen
wird.
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Es
kann somit durch den ersten Rastarm 4 eine zweite Federkraft
gewonnen werden, die die bereits vorhandenen Federkräfte aufgrund
der wenigstens einen Schraubendruckfeder 48 ergänzt, wobei diese
zweite Federkraft durch reine Konstruktionseckdaten eingestellt
werden kann, also beispielsweise durch das Verhältnis von A zu B, durch das
Material oder die Länge
oder die Querschnittsform oder die Wanddicke etc. der Schenkel 32 und 34 oder durch
die allgemeine Formgebung des ersten Rastarms 4 (U-Form,
V-Form, etc.).