CN111706824A - 车辆前照灯中的光源承载框架和调平马达之间的铰接元件 - Google Patents

车辆前照灯中的光源承载框架和调平马达之间的铰接元件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在机动车辆的前照灯中在光源承载框架和调平马达之间的铰接元件，该铰接元件用于将调平马达的驱动轴的线性运动转换成承载框架的一定角度的转动。具有一个或多个光源的光源承载框架可枢转地安装到前照灯壳体，该前照灯壳体随后固定在汽车结构上。带有驱动轴的调平马达固定在前照灯壳体上，并且可以沿基本线性方向将其驱动轴推入或推出。作用在驱动轴上的不期望的径向力通过使用根据本发明的铰接元件被最小化或消除最小化。铰接元件包括中空柱体和铰链，在中空柱体中适于插入固定附接到调平马达的驱动轴的头部，铰链包括固定地附接在中空柱体上的第一铰链元件和固定在卡口基座上或形成为承载框架的一体部分的第二铰链元件。

Description

车辆前照灯中的光源承载框架和调平马达之间的铰接元件
技术领域
本发明涉及一种铰接元件，该铰接元件用于在光源承载框架和调平马达之间的力传递，以便调节机动车辆中的前照灯的光束角度。具有一个或多个光源的光源承载框架可枢转地安装到前照灯壳体，该前照灯壳体随后固定在汽车结构上。带有驱动轴的调平马达固定在前照灯壳体上，并且可以沿基本线性的方向推入或推出驱动轴。调平马达用于驱动所述承载框架，即，使所述承载框架围绕承载框架轴线枢转一定角度，从而将光束的角度改变所述一定角度。例如，由于承载框架的转动，光源光束的方向是向下的，因此光不会干扰正在接近的驾驶员。
驱动轴至承载框架的连接点在承载框架轴线的上方或下方，因此驱动轴的线性运动转化为承载框架转动一定角度。假设承载框架枢转地安装到前照灯壳体，并且调平马达固定安装在同一壳体上，那么当驱动轴的这种线性运动转化为承载框架的转动运动时，就会有不期望有的径向力作用在驱动轴上，这是因为运动的路径有差异。为了最小化或消除所述径向力，使用根据本发明的铰接元件。
背景技术
如果驱动轴在不带任何铰接元件的情况下直接连接到承载框架，并且调平马达的驱动轴从其标称位置线性移动，则驱动轴和承载框架将由于驱动轴的线性运动和承载框架的转动运动之间的所述差异而在承受不希望的径向拉力。在这种情况下，如果承载框架轴线是水平的，并且驱动轴轴线是水平的并且垂直于穿过承载框架轴线的竖直平面，则作用在驱动轴上的径向力将仅在竖直方向上。如果承载框架轴线是竖直的，并且驱动轴的轴线是水平的，则作用在驱动轴上的径向力将仅在水平方向上。在本文中，水平是指基本上平行于路面的方向，而竖直是指基本上垂直于路面的方向。
实际上，驱动轴轴线和承载框架轴线之间的关系不像上述两个假设示例中那么规则(regular)。因此，在每种这样的情况下，我们将基本上具有作用在驱动轴上的径向力的两个分量，例如在水平方向和竖直方向上。
因此，当驱动轴的线性运动转化为承载框架围绕承载框架轴线的转动运动时，驱动轴会受到径向力的影响，这会对调平马达的功能和使用寿命产生负面影响，因为调平马达的生产商保证了它们只能在一定量的径向力以下才能正常工作。
为了最小化所述径向力，引入了铰接元件，该铰接元件连接承载框架和调平马达。
目前可用的驱动承载框架的调平马达具有带头部的驱动轴，该头部基本上呈固定地附接至驱动轴的球形。因此，在本申请的上下文中，当在下文中提到作用在驱动轴上的径向力时，这也适用于头部，反之，当提到作用在头部上的径向力时，这也适用于驱动轴。
考虑到带有头部的驱动轴只能沿其轴线在线性方向上移动的事实(驱动轴不沿径向方向移动)，为了尽可能减小径向力，最好消除作用在驱动轴上的径向力，当承载框架围绕承载框架轴线枢转时，必须在驱动轴和承载框架之间插入铰接元件。这意味着，铰接元件的构造使得驱动轴和承载框架之间的先前的一个连接点能够分成两个连接点，即铰接元件的一侧与驱动轴之间的第一连接点和在铰接元件的另一侧和承载框架之间的第二连接点。铰接元件允许第一连接点相对于第二连接点在相对于驱动轴轴线的所有径向方向上进行位移运动，从而消除或最小化驱动轴上的任何径向力。
在现有技术中，存在已知的解决方案，其中通过施加铰接元件来最小化驱动轴上的径向力，该铰接元件包括适于容纳头部的中空柱体、固定地附接到承载框架的卡口基座以及在中空柱体和卡口基座之间的柔性连接元件。头部位于中空柱体的内部，其中中空柱体和头部的尺寸使得头部不会从中空柱体中掉出来，并且中空柱体仍然可以沿着柱体轴线相对于驱动轴轴线自由滑动。
由于其柔性，连接元件允许中空柱体相对于卡口基座枢转运动。中空柱体相对于卡口基座移动的平面基本上垂直于中空柱体轴线。
通过铰接元件的这种构造，使得第一连接点和第二连接点之间在所有方向上相对于彼此的位移运动成为可能，并且减小了作用在驱动轴上的径向力的两个分量，即在中空柱体轴线的方向上以及基本垂直于该轴线的方向上的分量。然而，由于中空柱体沿其轴线的滑动，实际上消除了沿中空柱体轴线方向的径向力的分量，而没有充分消除垂直于中空柱体轴线的径向力的分量。该分量沿连接元件的运动方向从其中性位置发展，并且取决于所述连接元件与其中性位置的偏离角以及所述连接元件的材料特性。结果，在该方向上仍然存在不希望的径向力，因此，调平马达的性能下降并且其寿命缩短。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种克服上述问题的、用于铰接元件的改进方案。
附图说明
下面进一步描述并在附图中示出根据本发明的铰接元件：
图1示出了连接到调平马达的铰接元件的中性位置。
图2示出了铰接元件。
图3a和3b示出了当调平马达的驱动轴沿线性方向向后移动时的铰接元件的位置(俯视图和侧视图)。
图4示出了由中空柱体相对于驱动轴头部的运动所限定的调节范围。
具体实施方式
在图1至图4中示出的根据本发明的机动车辆的前照灯中的光源承载框架与调平马达之间的铰接元件包括：
具有柱体轴线X的中空柱体1，其中，在所述中空柱体1中适于插入固定地附接至调平马达4的驱动轴3的头部2，以及
具有铰链轴线Y的铰链5，其中铰链5包括固定地附接到中空柱体1的第一铰链元件5a和固定地附接到卡口基座6上或形成为承载框架7的一体部分的第二铰链元件5b，以使中空柱体能够相对于驱动轴3的头部2绕所述铰链轴线Y转动。
在优选的实施例中，柱体轴线X基本上平行于铰链轴线Y。
调平马达4仅沿线性方向移动驱动轴3，即，沿驱动轴轴线Z来回推动带有附接的头部2的驱动轴3，所述附接的头部基本为球形。头部2在中心固定地连接到驱动轴3。
中空柱体被设计为C形接收几何形状，即，所述中空柱体1的横截面形状为字母C，沿着中空柱体轴线X具有侧开口1a。头部2位于中空柱体1内部，其中中空柱体1(即其空腔)的尺寸、头部2的尺寸和侧开口1a的高度H，使得头部2不能从中空柱体1中掉出，但是中空柱体1仍然可以沿中空柱体轴线X相对于驱动轴轴线Z的方向自由滑动。中空柱体1在垂直于柱体轴线X的横截面中的尺寸因此略大于头部2在垂直于柱体轴线X的横截面中的尺寸，并且侧开口1a的高度H小于头部2的直径。
侧开口1a对于使中空柱体1能够沿其轴线X相对于驱动轴轴线Z滑动是必需的。此外，侧开口1a的高度H还限定了中空柱体1相对于头部2所允许的转动角度，并且与铰链5的构造所允许的转动角度相关，即与中空柱体1围绕铰链轴线Y的转动角度相关，如下文将详细解释的那样。在该方向上侧开口1a越大，允许的转动角度越大。
中空柱体1可以制成“开放式设计”，即中空柱体1在其两个基部端1b处敞开，或者制成“封闭式设计”，即中空柱体1在一端处用壁1c封闭，从而头部2通过开口端插入中空柱体1中。
可选地，中空柱体1的外表面1d可以包括加强部1e，加强部1e优选地是肋的形式。所述肋1e和中空柱体1在一个基部端处的壁1c用于加强中空柱体1的结构。
在一个优选实施例中，第一铰链元件5a通过刚性连接元件8固定地连接到中空柱体1，由此所述连接元件8连接到中空柱体1和第一铰链元件5a，从而柱体轴线X平行于铰链轴线Y。
所述连接元件8使中空柱体1与铰链5(即在柱体轴线X和铰链轴线Y之间)相距一定距离，通过该距离，中空柱体1在基本上垂直于柱体轴线X的方向上的位移运动的极限被限制。即，在铰链5的恒定的偏移角处，连接元件8越长，中空柱体1在基本垂直于柱体轴线X的方向上的位移运动越大。
优选地，所述连接元件8被制成为伸长的构件并且沿着中空柱体1和第一铰链元件5a的整个长度延伸。优选地，第一铰链元件5a为具有圆形横截面的柱体的形式。
优选地，第一铰链元件5a、连接元件8和中空柱体1制成为单件。
第二铰链元件5b固定地附接到卡口基座6或形成为承载框架7的一体部分。优选地，第二铰链元件5b设计为C形接收几何形状，即第二铰链元件5b具有为字母C的形式的横截面，其在连接元件8的方向上具有开口5c。第二铰链元件5b的开口5c的高度H1及其位置与中空柱体1的侧开口1a的高度H及其位置相关。开口5c被定位成使得能够实现第一铰链元件5a并且因此中空柱体1围绕铰链轴线Y的类似转动，即，相对于头部2向上或向下转动。开口5c的高度H1使得在第一铰链元件5a并且因此中空柱体1绕铰链轴线Y发生最大转动时，中空柱体1的侧开口1a的边缘1f不接触驱动轴3，因此中空柱体1仍然可以沿其轴线X相对于驱动轴轴线Z自由滑动。
所述第一铰链元件5a插入所述第二铰链元件5b中以形成铰链5，并且使得第一铰链元件5a能够在第二铰链元件5b内绕铰链轴线Y转动。
由于两个铰链元件5a、5b也、优选也由塑料制成，因此可以通过选择塑料来调节摩擦力。
图4所示的调节范围9代表头部2的中心相对于轴线Y的运动(范围)。由于本发明，调节范围9为在柱体表面上的矩形部分的形式。通过该范围9，本发明的铰接元件使作用在头部2上并因此作用在驱动轴3上的径向力最小。所述调节范围9大于当前已知和使用的铰接元件中的调节范围。
在一种可能的实施方式中，承载框架轴线W、中空柱体轴线X和驱动轴轴线Z基本上是水平的。在中性位置，即使没有铰接元件，也没有径向力作用在调平马达4的驱动轴3上。当要改变光源光束的方向时，例如向下，调平马达4将带有安装的头部2的驱动轴3沿线性方向向前推动。驱动轴3的线性运动被传递为承载框架7的转动，从而改变光源光束的角度为向下。在该实施例中，穿过承载框架轴线W的竖直平面和穿过驱动轴轴线Z的竖直平面彼此不垂直，而是彼此以一定角度定位，因此，径向力的竖向分量和水平分量两者均作用在驱动轴3上。当调平马达4向前推动带有附接的头部2的驱动轴3、并且从而使承载框架7向前枢转时，本发明的铰接元件通过允许位于铰接元件的一侧和驱动轴之间的第一连接点相对于位于铰接元件的另一侧和承载框架之间的第二连接点在驱动轴3的径向方向上的运动来消除驱动轴3上可能的径向力，而不对驱动轴3施加任何力。通过允许中空柱体1沿其轴线X相对于驱动轴轴线Z滑动，消除了作用在驱动轴3上的径向力的水平分量。同时，铰链5与中空柱体1绕着头部2的枢转允许第二连接点向上或向下移动，而不在竖直方向上对驱动轴3施加任何径向力。

Claims (11)

1.机动车辆的前照灯中的光源的承载框架(7)和调平马达(4)之间的铰接元件，其中，所述铰接元件通过头部(2)连接到调平马达(4)的驱动轴(3)并且所述铰接元件连接到承载框架(7)，以将所述调平马达(4)的驱动轴(3)的线性运动转换为所述承载框架(7)围绕承载框架轴线(W)的转动运动，所述铰接元件包括：
具有柱体轴线(X)的中空柱体(1)，其中，所述中空柱体(1)适于让固定地附接到所述调平马达(4)的驱动轴(3)上的头部(2)插入，和
具有铰链轴线(Y)的铰链(5)，其中，所述铰链(5)包括：固定地附接到所述中空柱体(1)的第一铰链元件(5a)；和第二铰链元件(5b)，所述第二铰链元件固定地附接至卡口基座(6)或形成为所述承载框架(7)的一体部分，以使所述中空柱体(1)能够围绕所述铰链轴线(Y)相对于所述驱动轴(3)的头部(2)转动。
2.根据权利要求1所述的铰接元件，其中，所述柱体轴线(X)基本平行于所述铰链轴线(Y)。
3.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述中空柱体(1)被设计为C形接收几何形状，并且在其横截面中被成形为具有侧开口(1a)的字母C，所述侧开口沿着所述柱体轴线(X)具有高度(H)。
4.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述头部(2)在其垂直于所述柱体轴线(X)的横截面中的尺寸和所述侧开口(1a)的高度(H)使得所述头部(2)不能从所述中空柱体(1)掉出，但所述中空柱体(1)仍然能够沿所述中空柱体的柱体轴线(X)自由滑动。
5.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述中空柱体(1)被制成为开放式设计并且在其两个基部端(1b)处敞开，或者被制成为封闭式设计并且在一端处通过壁(1c)被封闭。
6.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述第一铰链元件(5a)通过刚性的连接元件(8)固定地连接到所述中空柱体(1)，其中，所述连接元件(8)连接到所述中空柱体(1)和所述第一铰链元件(5a)，以使所述柱体轴线(X)基本上平行于所述铰链轴线(Y)。
7.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述第一铰链元件(5a)为具有圆形横截面的柱体的形式。
8.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述第二铰链元件(5b)被设计为C形接收几何形状，并且在横截面中具有字母C的形式，并且在所述连接元件(8)的方向上具有开口(5c)。
9.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述开口(5c)被定位成使得所述第一铰链元件(5a)、并且因此所述中空柱体(1)能够绕所述铰链轴线(Y)相似地转动，即相对于所述头部(2)向上或向下转动。
10.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，所述开口(5c)的高度(H1)使得在所述第一铰链元件(5a)、并且因此所述中空柱体(1)绕所述铰链轴线(Y)发生最大转动时，所述中空柱体(1)的侧开口(1a)的边缘(1f)不接触所述驱动轴(3)，并且因此所述中空柱体(1)仍能够沿所述柱体轴线(X)相对于所述驱动轴轴线(Z)自由地滑动。
11.根据前述权利要求所述的铰接元件，其中，调节范围(9)呈柱形表面上的矩形部分的形式，并且表示所述头部(2)的中心相对于所述铰链轴线(Y)的运动，并且其中，在所述调节范围(9)中，作用在所述头部(2)上并因此作用在所述驱动轴(3)上的径向力得到最小化。
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