Oblast techniky
Technické řešení se týká konstrukce a nastavovacího mechanismu světlometů automobilů, a to zejména jednotlivých komponent světlometů.
Dosavadní stav techniky
Každý světlomet musí splňovat požadavek na stranové a výškové nastavení reflektorů (či modulů Xenon/LED), a to na základě specifikace zákazníka (automobilky). Jedná se o ruční nastavení polohy vnitřních komponent. Tato specifikace zákazníka vychází ze zákonných požadavků, které musí být splněny.
V současné době je nastavování vnitřních dílů (sestavy reflektorů, ěi modulů Xenon/LED) řešeno pomocí pohyblivých jezdců, jejichž poloha je dána otáčením nastavovacích šroubů (obvykle přes kuželové soukolí). Tento princip umožňuje nastavit správnou polohu, například při výrobě, nebo na technické kontrole. Rotací kuželového soukolí dojde k otáčení horizontálního šroubu, který vyvodí posuvný pohyb jezdce, který určuje polohu reflektorů/modulů.
Nastavovací systémy (jezdec a nastavovací šrouby) musí jednak umožnit pohyb, ale také musí splňovat požadavek na maximální tuhost, a to z důvodu požadavku na stabilitu hranice „světlo stín“ na 25 metrové vzdálenosti. Pokud bude vůle v systému, projeví se to chvěním světelné stopy na vozovce. Povolený rozkmit - chvění je, v závislosti na výrobci, cca 0,2 %.
Mechanická zátěž - dynamické zatížení (vibrace, vnější buzení) a poloha těžiště modulů/reflektorů a poloha upínacích bodů generuje silové reakce/napěťové stavy v materiálech. Tyto reakce zachycují upínací body jezdců (jezdec představuje rozhraní mezi reflektory/moduly (pohyblivá část) a tělesem světlometů (pevná část). Veškeré silové reakce tedy zachycují - jsou přenášeny přes , jezdce“. Moduly/reflektory váží průměrně 750 g. Někdy může být generováno zrychlení až 10 G.
Současný systém užívaný pro nastavování polohy za pomoci samostatných dílců a k tomu určeného vedení v tělese světlometů, vyžaduje masivní těleso obsahující drážky, které slouží pro vedení jezdce, zasunutého do vodících drážek. Poloha jezdce je pak určena otáčením stavěcího šroubu, kdy pomocí metrického, či jiného závitu, dochází k posuvnému pohybu jezdce. Při tomto způsobu nastavování polohy a požadavku na přesnost nastavení dochází k nutnosti řešení, zejména axiální a radiální vůle sestavy (to je jezdce a stavěcího šroubu), přesného provedení drážek, tuhosti apod. Vlastní jezdec má odpružené prvky pro eliminaci vůle, nicméně příliš měkké pružné členy pak mají vliv na chvění hranice světlo - stín.
V některých případech je tento problém, to je kmitání světlometu, řešen dvojitým systémem uložení jezdce, aby se zvýšila tuhost. Toto řešení ovšem znamená další dílce a šrouby navíc.
Podstata technického řešení
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje nastavovací mechanismus světlometů automobilů podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že rám, jako nedílný celek, je tvořen pevnou částí rámu, spojenou s pohyblivou částí rámu pomocí dvou kinematických členů, které jsou v místě připojení zeslabeny. V pevné části rámu je vytvořena vodící drážka pevného rámu, v kinematickém členu, umístěném blíže k pevné části rámu, je zhotovena drážka kinematického členu a mezi oba kinematické členy je umístěna závitová objímka. V závitové objímce, stejně jako ve vodící drážce pevné části rámu, je uložen stavěči šroub.
Rám, jako nedílný celek, sestávající z pevné části rámu, pohyblivé části rámu a dvou kinematických členů, může být z elastického termoplastického materiálu.
Vlivem navrhovaného řešení dochází k lokálnímu ztenčení části rámu za účelem vytvoření pohyblivého kloubu. Toto ztenčení je provedeno ve směru kolmém na směr pohybu. Osy lokálního ztenčení pak představují osy rotace. Geometrické provedení ztenčení splňuje podmínku rovnosti
- 1 CZ 30859 U1 protilehlých stran, a to vodorovných i svislých. Strany vodorovné a svislé jsou navzájem kolmé. Tímto řešením vzniká čtyřkloubový paralelogramový mechanismus. K uvedenému přispívá i elastický termoplastický materiál samotného rámu. V případě, že vzniklý paralelogram má nestejné délky ramen, využívá se kinematiky ke kompenzaci pohybu koncového bodu podle speci5 fických požadavků.
Výhodou uspořádání podle technického řešení je tuhý rám a vymezení jeho axiální vůle. Odpadá nutnost nastavování polohy jezdce a stavěcího šroubu, přesného provedení drážek a nastavení, zejména axiální vůle sestavy. ,
Uvedeným způsobem lze řešit, jak nastavování výškové, tak nastavování stranové.
Objasnění výkresu
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, kde na obrázku 1 je v nárysu, naznačeno navrhované řešení na principu paralelogramu pro výškové nastavení světlometů automobilů. Příklad uskutečnění technického řešení
Praktický příklad nastavovacího mechanismu světlometů automobilů podle technického řešení je patrný z přiloženého obrázku 1.
Na obr. 1 je naznačen rám, jako nedílný celek, který je tvořen pevnou částí 1 rámu, spojenou s pohyblivou částí 2 rámu pomocí dvou kinematických členů 3, které jsou v místě připojení zeslabeny. V pevné části rámu 1 je vytvořena vodící drážka 6 pevného rámu, v kinematickém členu 3, umístěném blíže k pevné části i rámu, je zhotovena drážka 7 kinematického členu a mezi oba kinematické členy 3 je umístěna závitová objímka 5. V závitové objímce 5, stejně jako ve vodící drážce 6 pevné části rámu, je uložen stavěči šroub 4. Pro pohyb stavěcího šroubu 4 slouží kuželové soukolí 8, ovládané servopohony. Kinematické členy 3 jsou stejně dlouhé a vzdálenost mezi nimi je v celé délce konstantní.
Obě části i a 2 rámu a oba kinematické členy 3, tvořící celkový rám, jsou z elastického termo25 plastického materiálu. Společně se ztenčením kinematických členů 3 v místě připojení k oběma částem rámu, které v našem konkrétním případě je 4 mm2 a pohybu na principu paralelogramu, je umožněn pohyb pohyblivé části rámu 2, ve směru osy stavěcího šroubu 4, plus/mínus 5 mm. Posuvně kyvný pohyb znamená výškové převýšení 0,05 mm.
Samotné lokální ztenčení jakoby vytvoří kinematický mechanismus - čtyřkloubový mechanismus o čtyřech tuhých členech, přičemž jednotlivé členy jsou stále jeden dílec, spojnice rámu vykonávají rovnoměrný otáčivý pohyb dle osy ztenčení, poslední pak vykonává zakřivený pohyb princip paralelogramu. Přirovnání k pohybu na principu paralelogramu vychází z délek jednotlivých členů, kdy oba kinematické členy jsou stejně dlouhé a vzdálenost mezi nimi je konstantní. Pohyblivá část 2 rámuje řízena pomocí nastavovacího šroubu 4.
Průmyslová využitelnost
Nastavovací mechanismus světlometů automobilů podle technického řešení lze s úspěchem využít jak pro horizontální, tak vertikální nastavování světlometů, modulů pomocných rámů a dalších zařízení. Na tuhý rám může být zavěšen i další polohovací prvek, na příklad motor.
Poloha tuhého rámu není nijak omezena a rám může být umístěn v jakékoliv poloze. V zásadě lze použitý princip využít pro jakýkoliv řízený pohyb polohy čepu, či jiného prvku.