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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Drehgelenkanordnung mit einer
aufgenommenen Unterlegscheibe und insbesondere eine Drehgelenkanordnung
mit einem drehbaren Element und einer klemmbaren Unterlegscheibe,
die geeignet ist, um eine aufgebrachte Klemmkraft in einem kompakten
Bereich unter Verwendung eines standardmäßigen, nicht mit einer Schulter
versehenen Befestigungselements aufrecht zu erhalten.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
einer Fahrgastzelle sind eine ästhetische Verkleidung
und ein ästhetisches
Erscheinungsbild oft wichtige Designerwägungen. Zum Beispiel werden
die Form, Passung und Funktionalität von Sitzen, Sicherheitsgurten
und anderer solcher Ausstattungen und Zubehöre, die in einem Fahrgastraum
oder Kabine eines Fahrzeugs angetroffen werden, sorgfältig beurteilt
und mit Blick auf die Minimierung oder Beseitigung irgendwelcher
unschöner
Verkleidungslücken
oder -öffnungen,
die ein unschönes
oder unfertiges Erscheinungsbild vermitteln können, ausgewählt. Fahrgastzellen
verwenden oft komplexe oder Mehrkomponenten-Drehgelenkanordnungen,
wie zum Beispiel Sicherheitsgurtanker, die in Bezug auf eine Seitensäule oder
B-Säule
montiert sind, oder andere solche Vorrichtungen, die eine ungehinderte Drehbewegung
in mehr als eine Drehrichtung erfordern. Oft ist es schwierig mit
solchen komplexen Drehgelenken während
der Montage der Fahrgastzelle aufgrund der Größe des Gelenks und/oder des beschränkten Platzes,
in welchem ein Montagearbeiter an gewissen Fahrzeugverkleidungstafeln
arbeiten muss, zu arbeiten.
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Derzeitige
Verfahren und Vorrichtungen zur Erreichung eines geeigneten Drehgelenkes
umfassen typischerweise die Verwendung von mit einer Schulter versehenen
Befestigungselementen, d. h. Schrauben, Dübel, Nieten, Lastverteilungs-Unterlegscheiben
und/oder Abstandhalter, Buchsen, oder andere derartige Befestigungselemente
mit mehreren Teilen oder komplexen baulichen Merkmalen. Diese Vorrichtungen
weisen jedoch gewisse inhärente Nachteile
auf, und somit kann ihre Verwendung alles andere als optimal sein.
Zum Beispiel bringt die relative Komplexität von üblichen, mit einer Schulter
versehenen Befestigungselementen und zugehörigen Gelenkanordnungen oft
zusätzliche
Kosten, eine vergrößerte Größe, und/oder
herausfordernde Abmessungen mit sich, die in mancher Hinsicht den
Einbau des Gelenks oder irgendwelcher daran angebrachter Vorrichtungen
verhindern können.
Wie zuvor in dieser Beschreibung festgestellt, kann dies insbesondere
zutreffen, wenn Fahrgastzellenkomponenten in einem begrenzten Raum
eingebaut werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
wird ein Drehgelenk mit einer Unterlegscheibe bereitgestellt, die
wenigstens teilweise ein separates drehbares Element einschließt, wobei
die Unterlegscheibe ausgelegt ist, eine aufgebrachte Klemmkraft
zur Befestigung des Gelenks an einer Fläche aufzunehmen, während dem
drehbaren Element erlaubt wird, sich in Bezug auf die Unterlegscheibe
frei zu drehen.
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In
einem Aspekt der Erfindung weist die Unterlegscheibe eine Schulter
auf, die geeignet ist, eine axiale Bewegung des drehbaren Elements
einzuschränken.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Schulter ein verformter
Abschnitt der Unterlegscheibe, der eine Nase bildet, die geeignet
ist, eine axiale Bewegung des drehbaren Elements einzuschränken.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Drehgelenk ein standardmäßiges, nicht
mit einer Schulter versehenes Befestigungselement mit einem Kopf
auf, der geeignet ist, eine axiale Bewegung des drehbaren Elements
in eine Richtung einzuschränken.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Sicherheitsgurtankeranordnung
zur Befestigung eines Sicherheitsgurtes an einer Fahrgastzelle bereitgestellt,
umfassend eine mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe mit
einer Schulter, die eine Basis überragt,
sowie einer Durchgangsbohrung, die vollständig durch die Unterlegscheibe
ausgebildet ist, ein drehbares Element mit einer ersten Öffnung,
die die Durchgangsbohrung koaxial begrenzt, und einer zweiten Öffnung,
die konfiguriert ist, ein Sicherheitsgurtband aufzunehmen, und ein
von der Durchgangsbohrung begrenztes Befestigungselement, und eine
mit einem Gewinde versehene Aufnahme, die konfiguriert ist, einen
Schaft des Befestigungselements aufzunehmen, wobei das drehbare
Element zwischen der Schulter und der Basis positioniert ist und
von der Nase davon abgehalten wird, sich in die axiale Richtung
zu bewegen, und wobei das Befestigungselement eine ausreichende
Klemmkraft auf die Schulter aufbringt, wenn in den Aufnahmebehälter eingeführt, um
dadurch die Anordnung an der Fahrgastzelle festzuhalten, während dem
drehbaren Element erlaubt wird, sich frei zu drehen.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Anbringen
eines Drehgelenks an einem Fahrzeug bereitgestellt, umfassend das
Konfigurieren einer Unterlegscheibe mit einem ausreichenden Schulterabschnitt,
um ein drehbares Element daran aufzunehmen, und das Aufbringen einer ausreichenden
Klemmlast auf die Unterlegscheibe, um dem drehbaren Element zu erlauben,
sich zu drehen, während
die Klemmlast das Drehgelenk an dem Fahrzeug hält.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das Walzen
oder Verformen der Unterlegscheibe, um eine Nase daran auszubilden, und
das Aufnehmen des drehbaren Elements umfasst das Einschließen des
Elements unter der Nase.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung werden das Konfigurieren der
Unterlegscheibe und das Aufbringen der Klemmlast separat durchgeführt.
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Die
zuvor genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden
ausführlichen
Beschreibung der besten Methoden zur Ausführung der Erfindung offensichtlicher,
wenn in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehgelenks;
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2A ist
eine schematische Seitenansicht des Drehgelenks von 1;
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2B ist
eine ausgeschnittene Seitenansicht eines Abschnitts des Drehgelenks
von 2B;
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3 ist
eine perspektivische Seitenansicht des Drehgelenks von 1, 2A und 2B mit einer
mittigen Schraube und Mutter; und
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4 ist
eine fragmentarische schematische perspektivische Ansicht einer
Fahrgastzelle mit einem erfindungsgemäßen drehbaren Sicherheitsgurtanker.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Auf
die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen dieselben Bezugszeichen
denselben oder ähnlichen
Bauteilen in den mehreren Figuren entsprechen, wird in 1 eine
perspektivische Ansicht eines Drehgelenks 10 mit einem
drehbaren Element 14 gezeigt. Das drehbare Element 14 ist
bevorzugt als Sicherheitsgurtanker konfiguriert, wie in 1 gezeigt,
jedoch kann jedes Gelenk, das eine ungehinderte oder freie Drehung
in zwei Drehrichtungen, wie durch Pfeil A dargestellt, erfordert,
im Sinne der Erfindung verwendet werden, zum Beispiel ein drehbares Gurtschloss,
ein Arm, eine Stütze
oder ein Verkleidungshalter. Das Drehgelenk 10 weist eine
mit einer Schulter versehene Unterlegscheibe 21 auf, die
mit dem drehbaren Element 14 verbunden oder an dem drehbaren
Element 14 angebracht oder auf dem drehbaren Element 14 aufgenommen
ist, und zwar durch Einschieben, Einschließen oder anderweitiges Aufnehmen
des drehbaren Elements 14 zumindest teilweise in der mit
einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21, wie nachfolgend
später
in dieser Beschreibung ausführlicher
erklärt
werden wird.
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Das
drehbare Element 14 weist bevorzugt ein Verbindungsloch
oder eine Öffnung 16 auf,
die eine geeignete Stelle oder Position bereitstellt, um eine Komponente,
wie zum Beispiel ein Sicherheitsgurtband 64 (siehe auch 4),
fest anzubringen, und daher hat die Öffnung 16 bevorzugt
eine Größe, eine
Form und/oder hat einen geeigneten Umriss gemäß der erforderlichen oder beabsichtigten
Verwendung des Drehgelenks 10. Zum Beispiel, wenn als Sicherheitsgurtanker
verwendet, ist die Oberfläche
der Öffnung 16 bevorzugt
auf eine ästhetisch
gefällige Weise
glatt ausgeführt,
um das daran angebrachte Sicherheitsgurtband nicht zu beschädigen oder
auszufransen. Das drehbare Element 14 kann aus jedem beliebigen
Material konstruiert werden, das eine geeignete Festigkeit für die beabsichtigte
Anwendung hat, wie zum Beispiel satinierter Edelstahl, Chrom, lackierter
Kohlenstoffstahl oder strapazierfähiger Kunststoff.
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Sich 2A zuwendend
weist die mit einer Schulter versehene Unterlegscheibe 21 eine
Schulter oder einen Schulterabschnitt 18A, der einen Überstand
oder eine Lippe oder Nase 25 darunter ausbildet (siehe
auch 2B), einen Basisabschnitt 18B, sowie
einen ausgesparten mittleren Abschnitt 18C auf, der die
Abschnitte 18A und 18B verbindet, wobei der Schulterabschnitt 18A,
der Basisabschnitt 18B und der mittlere Abschnitt 18C bevorzugt
in einem Stück
ausgebildet sind, wie zum Beispiel aus einem einzigen Stück Stahl,
oder spritzgegossen sind, um ein einheitliches Teil zu bilden. Der
Schulterabschnitt 18A ist über dem drehbaren Element 14 positioniert oder
angeordnet, und der Basisabschnitt 18B ist unter dem drehbaren
Element 14 positioniert oder angeordnet, wodurch das drehbare
Element 14 zwischen dem Schulterabschnitt 18A und
Basisabschnitt 18B um den mittleren Abschnitt 18C eingeschoben
oder eingeklemmt wird, um dadurch jede axiale Bewegung oder Verschiebung
des drehbaren Elements 14 zu minimieren. Der Schulterabschnitt 18A weist eine
Schulterhöhe 23,
einen Außendurchmesser 32 und
eine Durchgangsbohrung 24 (siehe 1) mit einem
Durchmesser 20 auf, und bildet eine totale oder Gesamthöhe 22,
wenn an dem drehbaren Element 14 angebracht. Die Durchmesser 20 und 32 und
die Höhen 22 und 23 sowie
weitere Größen- und
Formcharakteristika des drehbaren Elements 14 und der mit
einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 werden gemäß der beabsichtigen Verwendung
des Drehgelenks 10 bestimmt, sind aber bevorzugt ausgewählt, um
ein reduziertes oder schlankes Profil bereitzustellen, das dem Drehgelenk 10 erlaubt,
besonders wenn aufgebracht oder an einem Fahrzeug angebracht, durch
kompakte Bereiche zu passieren oder in kompakten Bereichen, wie zum
Beispiel kleinere Sicherheitsgurt- und/oder andere solche Fahrzeugverkleidungsöffnungen,
verwendet zu werden.
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Immer
noch 2A betrachtend, ist der mittlere Abschnitt 18C der
mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 in einer
größeren mittigen Öffnung oder
in einem Hauptloch 39 angeordnet oder positioniert und
durch die größere mittige Öffnung oder
das Hauptloch 39 abgrenzt, die bzw. das in dem drehbaren
Element 14 ausgebildet ist, so dass das Hauptloch 39 des
drehbaren Elements 14 eine Drehung des drehbaren Elements 14 auf
eine nicht eingeschränkte
oder ungehinderte Weise zulässt,
d. h. jeder Kontakt mit dem mittleren Abschnitt 18C der
mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 wird vermieden.
Der Schulterabschnitt 18A ist bevorzugt verformt, gewalzt
oder anderweitig verändert
oder so konstruiert, dass die mit einer Schulter versehene Unterlegscheibe 21 das
drehbare Element 14 befestigt oder aufnimmt. Dieser Schritt
kann separat von der Anbringung des Drehgelenks 10 an einem
Fahrzeug vollzogen werden. Zum Beispiel kann beim Zusammenbau eines
Fahrzeugs unter Verwendung des Drehgelenks 10 der Erfindung
ein drehbares Element 14 separat als ein einzelnes oder
einheitliches Stück mit
einer vorab angebrachten, mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 bestellt
oder beschafft werden, wodurch der Kauf, der Versand, die Lagerung
von Komponenten und/oder anderen Komponentengestaltungsfaktoren
sowie der Einbau des Drehgelenks 10 vereinfacht wird. Alternativ
kann die mit einer Schulter versehene Unterlegscheibe 21 ohne
eine Nase 25 ausgebildet und in Bezug auf das drehbare
Element 14 mittels zum Beispiel einer kostengünstigen
Haltekappe aus Kunststoff (nicht gezeigt) festhalten werden, die
auf dem Schulterabschnitt 18A einrastet oder über den
Schulterabschnitt 18A geschoben wird, wobei ein Befestigungselement 27 (siehe 3)
eine axiale Haltekraft oder Klemmlast bereitstellt, sobald das Drehgelenk 10 vollständig zusammengebaut
ist.
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Sich 2B zuwendend
wird die mit einer Schulter versehene Unterlegscheibe 21 ausführlicher in
einer weggeschnittenen Seitenansicht entlang der Linie 2B von 2A gezeigt
und vergrößert gezeigt, um
weitere Einzelheiten zu zeigen. Die Nase 25 oder eine andere
geeignete Ausdehnung des Schulterabschnitts 18A ist einen
Abschnitt des drehbaren Elements 14 überragend oder überstehend
gezeigt, wodurch blockiert oder anderweitig verhindert wird, dass
sich das drehbare Element 14 in eine axiale Richtung, wie
durch Pfeil B dargestellt, bewegt. Der Basisabschnitt 18B ist
konstruiert, um eine axiale Bewegung des drehbaren Elements 14 in
die andere Richtung, d. h. die Richtung von Pfeil C, zu verhindern.
Der mittlere Abschnitt 18C ist mit einem Außendurchmesser 11 versehen,
der ausreichend kleiner als das Hauptloch 39 des drehbaren
Elements 14 ausgewählt
oder bemessen ist, um eine akzeptable Lücke oder Aussparung 37 dazwischen
bereitzustellen, wodurch ermöglicht
wird, dass sich das drehbare Element 14 frei rund um oder
um die Drehachse 12 herum dreht. Die Aussparung 37 ist
bevorzugt gewählt,
um eine freie Drehung, wie zuvor in dieser Beschreibung beschrieben,
zuzulassen, während
ebenfalls eine lose oder "wackelige" Passung minimiert oder
verhindert wird. Ähn lich
wird der Durchmesser 20 (siehe 2A) ebenfalls
bevorzugt gemäß der Größe der gewählten Schraube
oder des gewählten Befestigungselements 27 gewählt (siehe 3),
was dem Befestigungselement 27 erlaubt, ungehindert dort
hindurch zu passieren.
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Sich
nun 3 zuwendend, wird eine Drehgelenkanordnung 40 mit
dem Drehgelenk 10, wie zuvor beschrieben, und ferner ein
Befestigungselement 27 und eine mit einem Gewinde versehene
Aufnahme oder Gewindeaufnahme 30 aufweisend gezeigt. Das
Befestigungselement 27, bevorzugt eine standardmäßige, nicht
mit einer Schulter versehene Schraube, wie gezeigt, d. h. eine serienmäßig produzierte
Schraube, ein Ankerbolzen, eine Niete oder eine andere geeignete
Befestigung mit einem Kopf 26 und einem Schaft 28 mit
Gewinden 29, das, wenn mit einer Gewindeaufnahme 30 mit
einer Gewindeöffnung 35 zusammengepasst,
d. h. eine Mutter, wie gezeigt, oder eine andere derartige Gewindeaufnahme oder
eine andere derartige Gewindeöffnung,
für das Einklemmen
und/oder Befestigen des Drehgelenks 10 geeignet ist. Wird
das Befestigungselement 27 in die Gewindeöffnung 35 in
die von Pfeil D dargestellte Richtung eingeführt, und auf ein vorbestimmtes Drehmoment
festgezogen, wird eine Klemmkraft oder -last, von Pfeil E dargestellt
und von dem Kopf 26 bereitgestellt, nur zu dem Schulterabschnitt 18A der
mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 gelenkt,
wodurch eine Drehung der mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 verhindert wird.
Jedoch ist das drehbare Element 14, das in dem mittleren
Abschnitt 18C der mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 (siehe 2) aufsitzt oder von und/oder in dem mittleren
Abschnitt 18C der mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 eingefasst
ist, frei, sich in zwei Richtungen zu drehen (siehe Pfeil A von 1).
Entsprechend wird bevorzugt, geeignete Konstruktionsmaterialien
für die
mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 auszuwählen, um
ein Durchhängen,
eine plastische Verformung und/oder Materialmüdigkeit des Schulterabschnitts 18A zu
verhindern, was andernfalls ein unerwünschtes Zusammendrücken oder
eine unerwünschte
Einschränkung
des drehbaren Elements 14 hervorruft.
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Sich 4 zuwendend
wird eine Fahrgastzelle 50 mit einem Sitz 47 gezeigt,
der benachbart zu einer Seitensäule
oder B-Säule 57 positioniert
ist. Eine Sicherheitsgurtanordnung 67 weist eine Länge eines
einziehbaren Sicherheitsgurtbandes 64 und ein Gurtschloss 63 auf,
das in einen Schlitz 55 einer Gurtschlosszunge 51 eingeführt werden
kann und darin befestigbar ist. Die Sicherheitsgurtanordnung 67 weist
auch eine Drehgelenkanordnung 40 auf, die als Sicherheitsgurtanker
konfiguriert ist, wie zuvor in dieser Beschreibung beschrieben und
in 1 gezeigt. Die Drehgelenkanordnung 40 ist
bevorzugt direkt an der B-Säule 57 befestigt,
wobei das drehbare Element 14 frei gelegt ist, und wobei
der Schulterabschnitt 18A der mit einer Schulter versehenen
Unterlegscheibe 21 (siehe 1 und 2) ein Befestigungselement 27 darin
aufgenommen hat. Ist das Befestigungselement 27 zur Ansicht
frei gelegt, ist der Kopf 26 (siehe 3) bevorzugt
aus einem ästhetisch
gefälligen
Material, wie zum Beispiel ein poliertes oder lackiertes Metal,
konstruiert, das mit der Fahrgastzelle 50 abgestimmt ist.
Alternativ kann das Befestigungselement 27 hinter einer
angebrachten Verkleidungsplatte (nicht gezeigt) für ein ästhetisch vollendetes
Erscheinungsbild versteckt werden.
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Wird
die Drehgelenkanordnung 40 der Erfindung verwendet, wird
der Bedarf nach komplexen Anordnungen reduziert. Des Weiteren erleichtert
die Beseitigung von mit einer Schulter versehenen Schrauben und/oder
anderen Spezialbefestigungselementen zugunsten von standardmäßigen, serienmäßig produzierten
Komponenten den Materialkauf, während
die Komplexität
der Drehgelenkanordnung 40 reduziert wird, wodurch die
Herstellung vereinfacht und die Gesamtherstellungskosten reduziert wer den.
Schließlich
wird auch der Bedarf nach verschiedenen Lastverteilungs-Unterlegscheiben und/oder
Abstandhaltern, die gewöhnlich
mit typischen Drehgelenken verwendet werden, die mit einer Schulter
versehene Befestigungselemente einsetzen, beseitigt.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Anbringen eines
mechanischen Gelenkes, d. h des Drehgelenkes 10, an einem
Fahrzeug oder einer anderen Konstruktion. Das Verfahren umfasst
das Konfigurieren oder Formen einer mit einer Schulter versehenen
Unterlegscheibe 21 mit einem ausreichenden Schulterabschnitt 18A,
um ein drehbares Element 14, wie zum Beispiel den in 1 gezeigten
Sicherheitsgurtanker, darin aufzunehmen, um ein Drehgelenk 10 zu
bilden. Das Verfahren umfasst ferner das Aufbringen einer ausreichenden Klemmlast
(Pfeil E) auf den Schulterabschnitt 18A der Unterlegscheibe 21 mittels
eines nicht mit einer Schulter versehenen Befestigungselements 27,
wobei die Klemmlast dem drehbaren Element 14 erlaubt, sich
zu drehen, wie durch Pfeile A von 1 dargestellt,
während
das Drehgelenk 10 in einer axialen Richtung auf der Konstruktion
immer noch festgehalten oder gehalten wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
werden das Konfigurieren des Schulterabschnitts 18A der
mit einer Schulter versehenen Unterlegscheibe 21 und das
Anbringen oder Aufnehmen des drehbaren Elements 14 als
separate vorbereitende Schritte für das Aufbringen der Klemmlast
derart durchgeführt,
dass das Drehgelenk 10 als eine kombinierte Einheit, wie
in 1 gezeigt, zur fertigen Verwendung in der Drehgelenkanordnung 40 von 3 und 4 bereitgestellt
wird.
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Obwohl
die besten Methoden zur Ausführung
der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute verschiedene alternative Ausgestaltungen
und Ausführungsformen
zur Ausführung
der Erfindung im Umfang der beigefügten Patentansprüche erkennen.