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Die
Erfindung betrifft einen Außenrückspiegel
für Kraftfahrzeuge
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gattungsgemäße Außenrückspiegel
weisen einen Spiegelfuß auf,
der am Kraftfahrzeug befestigt werden kann. Auf dem Spiegelfuß ist der
Spiegelkopf mit der Glasbaugruppe derart gelenkig gelagert angeordnet,
dass der Spiegelkopf um eine Schwenkachse verschwenkt werden kann.
Dadurch kann der Spiegelkopf relativ zum Spiegelfuß und damit
relativ zur Karosserie des Fahrzeuges beigeklappt werden, um so
die Verletzungsgefahr beim Aufprall eines Objekts, beispielsweise
eines Kinderkopfes, an den Außenrückspiegel
zu vermindern.
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Um
den Spiegelkopf in der Normalstellung fixieren zu können, sind
gattungsgemäß Rastmittel vorgesehen.
Zum Verschwenken des Spiegelkopfes muss der Spiegelkopf in einer
Ausrastbewegung aus der Rastkontur ausrasten, wobei ein bestimmter Kraftwiderstand überwunden
werden muss. Dieser Widerstand wird von einem Federorgan bewirkt, durch
das der Spiegelfuß und
der Spiegelkopf gegeneinander verspannt werden. Soll der Spiegelkopf
relativ zum Spiegelfuß verschwenkt
werden, erfordert dies eine Ausrastbewegung in Richtung der Rotationsachse,
so dass die Federkraft des Federorgans dieser Ausrastbewegung entgegen
wirkt.
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Beispielsweise
aus der
DE 198 33
672 A1 ist ein gattungsgemäßer Außenrückspiegel mit Beiklappantrieb
bekannt. Das Federorgan zur Verspannung des Spiegelkopfes mit dem
Spiegelfuß ist
dabei in der Art einer Druckfeder ausgebildet. Diese als Schraubenfeder
konstruierte Druckfeder weist eine lineare Federkennlinie auf, so
dass sich die von dem Federorgan aufgebrachte Federkraft proportional
mit dem Stellweg in Richtung der Ausrastbewegung verändert.
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Die
für das
Verschwenken des Spiegelkopfes relativ zum Spiegelfuß erforderlichen
Kräfte
nach dem Ausrasten werden im Wesentlichen davon bestimmt, mit welcher
Federkraft das Federorgan den Spiegelfuß mit dem Spiegelkopf nach
dem Ausrasten miteinander verspannt. Nachteilig an den bekannten Außenrückspiegeln
ist es, dass das Abklappmoment, im Ergebnis also die zum Ausrasten
erforderliche Kraft, nicht erhöht
werden kann ohne zugleich auch den Reibwiderstand zwischen Spiegelfuß und Spiegelkopf
nach dem Ausrasten zu erhöhen.
Wird nämlich
das Federorgan mit einer höheren
Vorspannung eingebaut beziehungsweise ein Federorgan mit steilerer
Federkennlinie gewählt,
ergeben sich aufgrund des linearen Verlaufs der Federkennlinie immer
entsprechend höhere
Werte für
die vom Federorgan aufgebrachte Spannkraft nach dem Ausrasten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Außenrückspiegel
vorzuschlagen, bei dem die vom Federorgan aufgebrachte Federkraft abhängig vom
jeweiligen Betriebszustand eingestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Außenrückspiegel
nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Außenrückspiegels
liegt insbesondere darin, dass durch den nichtlinearen Verlauf der
Federkennlinie des Federorgans im Stellbereich zwischen erstem und
zweitem Niveau die vom Federorgan aufgebrachten Spannkräfte abhängig vom
jeweiligen Betriebszustand, das heißt insbesondere abhängig von
der Stellung im Stellbereich eingestellt werden kann. Das heißt der Konstrukteur
hat bei der Auslegung des Federorgans nicht nur die Vorspannkraft
beziehungsweise die Steigung der Federkennlinie als Einflussparameter
zur Verfügung.
Vielmehr kann er durch die geeignete Auswahl eines Federorgans mit
einer nichtlinearen Federkennlinie in einem geeigneten Stellbereich
die vom Federorgan aufgebrachten Spannkräfte optimal auf die verschiedenen
Betriebszustände
einstellen.
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Unter
einem Federorgan im Sinne der vorliegenden Erfindung soll dabei
jedes Federorgan beziehungsweise jede Kombination von ein Federorgan bildenden
Bauteilen verstanden werden, bei dem die vom Federorgan aufgebrachte
Gegenkraft in einem funktionellen und erfindungsgemäß über den
Stellbereich nichtlinearen Funktionszusammenhang mit der Verformung
des Federorgans steht. Insbesondere durch Kombination von verschiedenen
Federelementen mit unterschiedlicher Federcharakteristik können Federorgane
realisiert werden, die insgesamt einen erfindungsgemäßen nichtlinearen
Funktionszusammenhang aufweisen.
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Um
einerseits besonders hohe Abklappmomente mit entsprechend hohen
Ausrastkräften
und zugleich relativ geringen Reibwiderständen nach dem Ausrasten realisieren
zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Federkennlinie des Federorgans derart
gewählt
ist, dass die vom Federorgan aufgebrachte Federkraft im Stellbereich
zwischen erstem und zweitem Niveau zumindest an einer Stelle um
einen geringfügigen
Betrag abnimmt. Daraus folgt im Ergebnis, dass mit dem Federorgan
ein Spannkraftmaxi mum realisiert werden kann, das zum Ausrasten des
Spiegelkopfes überwunden
werden muss. Ist das Spannkraftmaximum überschritten, fällt die
vom Federorgan aufgebrachte Spannkraft nach unten ab, so dass der
nach dem Ausrasten auftretende Reibwiderstand entsprechend gering
ist. Dies ist insbesondere bei motorisch antreibbaren Beiklappantrieben von
Vorteil, da aufgrund der geringeren Reibwiderstände die von den Motoren aufgebrachten
Stellkräfte
zum Antrieb des ausgerasteten Spiegelkopfs geringer sind und damit
die Motoren geringer belastet werden. Außerdem kann auf diese Weise
das Abklappmoment erhöht
werden, ohne die Reibwiderstände
bereits vorhandener Beiklappantriebe zu verändern, so dass bereits vorhandene
Blockstromerkennungssysteme trotz Erhöhung des Abklappmoments weiterhin
genutzt werden können.
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In
welcher Art das Federorgan konstruktiv ausgebildet ist, um die erfindungsgemäße nichtlineare
Federkennlinie zu realisieren, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer
bevorzugten Ausführungsform
ist an dem Federorgan ein Federelement mit zumindest einem Spreizarm
vorgesehen, dessen freies Ende an einer Kontaktfläche zur
Anlage bringbar ist. Spreizarm und Kontaktfläche sind dabei so angeordnet, dass
sie bei der Ausrastbewegung des Spiegelkopfes eine Relativbewegung
zueinander ausführen, durch
die der Spreizarm aufgrund des Kontaktes an der Kontaktfläche aufgespreizt
wird. Die zum Aufspreizen des Spreizarms erforderliche Kraft hängt dabei
zum einen von den Materialeigenschaften des Spreizarms beziehungsweise
dessen Geometrie ab und wird außerdem
von der Neigung des Spreizarms beziehungsweise der Kontaktfläche im Berührungspunkt
beziehungsweise in der Anlagefläche
bestimmt. Denn die den Spreizarm nach außen beziehungsweise innen spreizende
Kraft ist lediglich ein Kraftanteil der in der Kontaktfläche übertragenen Normalkraft,
wobei dieser Kraftanteil um so größer ist, je steiler die Kontaktfläche geneigt
ist. Steht die Kontaktfläche
im Extremfall genau senkrecht zur Richtung der Stellbewegung, kann
der Spreizarm überhaupt
nicht auseinandergespreizt werden, da eine nach innen beziehungsweise
außen
gerichtete Kraftkomponente gänzlich
fehlt.
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Dadurch,
dass an der Kontaktfläche und/oder
am Spreizarm zumindest zwei unterschiedlich geneigte Flächenabschnitte
vorgesehen sind, ändert
sich die für
das Aufspreizen des Spreizarms erforderliche Kraft beim durch das
Aufspreizen verursachten Übergang
zwischen den Flächenabschnitten.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
beispielhaft näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
der Erfindung in einem schematisch dargestellten Querschnitt;
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2 eine
Detailansicht der Ausführungsform
gemäß 1;
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3 die
Federkennlinie des Federorgans der Ausführungsform gemäß 1;
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4 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung in einem schematisch dargestellten Querschnitt;
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5 eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung in einem schematisch dargestellten Querschnitt;
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6 eine
vierte Ausführungsform
der Erfindung in perspektivischer Ansicht.
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Die
in 1 dargestellte Ausführungsform zeigt lediglich
die zum Verständnis
der Erfindung notwendigen Bestandteile eines Außenrückspiegels. Am Spiegelfuß 01,
der mit der Karosserie eines Fahrzeuges verbunden werden kann, ist
ein Hohlniet 02 starr befestigt. Statt eines Hohlniet kann
auch beispielsweise ein Zapfen an den Spiegelfuss angeformt sein.
Der Hohlniet 02 dient als Gelenk zur schwenkbaren Lagerung
eines teilweise dargestellten Spiegelkopfs 03, an dem eine
nicht dargestellte Glasbaugruppe und ein nicht dargestelltes Spiegelgehäuse befestigt
werden können.
Der Spiegelkopf 03 kann um die Schwenkachse 04 verschwenkt
werden, wobei die Schwenkbewegung auch motorisch durch einen in 1 nicht
dargestellten Beiklappantrieb ausgeführt werden kann.
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Um
den Spiegelkopf 03 in seiner Gebrauchsstellung, in der
er im Wesentlichen seitlich von der Fahrzeugkarosserie absteht,
fixieren zu können,
ist am Spiegelfuß 01 eine
in der Art einer Vertiefung ausgebildete Rastkontur 05 vorgesehen,
in die ein am Spiegelkopf angeformtes Rastmittel 06, das
in der Art eines Vorsprungs ausgebildet ist, einrasten kann. An den
seitlichen Enden der Rastkontur beziehungsweise des Rastmittels
sind jeweils geneigt verlaufende Gleitflächen 07 beziehungsweise 08 vorgesehen. Wird
der Spiegelkopf 03 um die Schwenkachse 04 schwenkend
relativ zum Spiegelfuß 01 verschwenkt, so
wird der Spiegelkopf 03 durch Auflaufen der Gleitfläche 07 auf
der Gleitfläche 08 von
einem ersten Niveau, das der Gebrauchsstellung entspricht, auf ein zweites
Niveau, das der ausgerasteten Stellung entspricht, in Z-Richtung,
das heißt
in Richtung der Rotationsachse 04 angehoben.
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Damit
das Ausrasten des Spiegelkopfes 03 relativ zum Spiegelfuß 01 erst
beim Überschreiten
eines bestimmten Beiklappmoments erfolgt, werden Spiegelfuß 01 und
Spiegelkopf 03 durch ein Federorgan 09 gegeneinander
verspannt. Das Federorgan 09 wird von einer unter Vorspannung
eingebauten Druckfeder 10 und einem in der Art einer Rastkrone ausgebildeten
Federelement 11 gebildet. Am oberen Ende des Hohlniets 02 ist
eine Befestigungsscheibe 12 fixiert. Zwischen dem Spiegelfuß 01 und
der Befestigungsscheibe 12 sind der Spiegelkopf 03,
die Druckfeder 10 und das Federelement 11 angeordnet, so
dass in der Gebrauchsstellung des Spiegelkopfes 03 die
Vorspannung der Druckfeder 10 für eine im Fahrbetrieb ausreichende
Verspannung des Spiegelkopfes 03 auf dem Spiegelfuß 01 sorgt.
In der Gebrauchsstellung, das heißt in der in Z-Richtung tiefsten
Stellung des Spiegelkopfes 03 übt das Federelement 11 keine
Kraft auf den Spiegelkopf 03 aus.
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Wird
der Spiegelkopf 03 um die Schwenkachse 04 schwenkend
verdreht und dadurch unter Eingriff des Rastmittels 06 an
der Rastkontur 05 in Z-Richtung
angehoben, wird dadurch die von der Druckfeder 10 auf den
Spiegelkopf 03 ausgeübte
Federkraft zunächst
proportional zur Auslenkung in Z-Richtung erhöht. Sobald der Spiegelkopf 03 soweit in
Z-Richtung angehoben
ist, dass zwischen Spiegelkopf und Federelement 11 kein
Spiel mehr vorhanden ist, gelangt der Spiegelkopf 03 mit
einer kreisringförmig
angeformten Kontaktfläche 13 an
den freien Ende 14 von vier am Federelement 11 angelenkten
Spreizarmen 15 zur Anlage.
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In 2 ist
das Aufspreizen der Spreizarme 15 beim Anheben des Spiegelkopfs 03 in
Z-Richtung vergrößert dargestellt.
Man erkennt, dass am freien Ende 14 der Spreizarme 15 zwei
Flächenabschnitte 16 und 17 mit
unterschiedlichem Neigungswinkel angeformt sind. Da die Neigung
des Flächenabschnitts 16 relativ
gering ist, wird eine relativ hohe Kraft in Z-Richtung benötigt, um den Spreizarm 15 beim
Anheben des Spiegelkopfs 03 nach außen zu spreizen. Außerdem wirken
die Reibkräfte
der Aufspreizung entgegen. Ist der Spreizarm 15, wie in 2 strichliniert
angedeutet, soweit nach außen
gedrückt
worden, dass der Flächenabschnitt 17 mit
der Außenkante
der Kontaktfläche 13 in
Eingriff gelangt, verringert sich die zum weiteren Aufspreizen der
Spreizarme 15 erforderlichen Kraft in Z-Richtung erheblich, da
der Flächenabschnitt 17 stärker geneigt
ist und somit die im Flächenabschnitt 17 wirkende
Normalkraft eine größere nach
außen
gerichtete Kraftkomponente aufweist. Außerdem werden von den Kanten der
Kontaktfläche 13 nur
geringe Reibkräfte übertragen.
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Durch
Kombination des Federelements 11 mit den Spreizarmen 15 und
der Druckfeder 10 kann im Ergebnis eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Federorgans
mit nicht linearer Federkennlinie realisiert werden. Die Federkennlinie 18 der Kombination
der Druckfeder 10 mit dem Federelement 11, das
zwei Funktionsstellungen, gekennzeichnet nämlich durch die Flächenabschnitte 16 und 17,
einnehmen kann, ist in
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3 schematisch
dargestellt. Auf dem niedrigsten Niveau Z0 des
Spiegelkopfes 03, das der Gebrauchsstellung des Spiegelkopfes 03 entspricht, wirkt
auf den Spiegelkopf 03 eine Federkraft F01,
die ihn gegen den Spiegelfuß 01 spannt
und dadurch mit dem Rastmittel 06 in der Rastkontur 05 fixiert.
Wird der Spiegelkopf 03 verdreht, so wird er durch Auflaufen
der Gleitfläche 07 auf
der Gleitfläche 08 in Z-Richtung
angehoben, wobei die auf den Spiegelkopf 03 wirkende Federkraft
zunächst
entsprechend der Federkennlinie der Druckfeder 10 proportional der
Stellbewegung in Z-Richtung ansteigt.
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Ist
der Spiegelkopf 03 bis zum Niveau Z1 angehoben,
ist zwischen dem Spiegelkopf 03 und dem Federelement 11 kein
Spiel mehr vorhanden. Daraus folgt im Ergebnis, dass eine weitere
Anhebung des Spiegelkopfes 03 in Z-Richtung nur noch möglich ist, wenn
die Spreizarme 15 des Federelements 11 nach außen gespreizt
werden. Da somit ab dem Niveau Z1 sowohl
die von der Druckfeder 10 aufgebrachte Federkraft als auch
die von den Spreizarmen 15 aufgebrachte Federkraft überwunden
werden muss, steigt die insgesamt auf den Spiegelkopf 03 wirkende
Federkraft nach passieren des Niveaus Z1 stark
an.
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Wird
der Spiegelkopf 03 noch weiter angehoben, bis er das Niveau
Z2 erreicht, erfolgt am freien Ende der
Spreizarme 15 der Übergang
von den Flächenabschnitten 16 auf
die Flächenabschnitte 17. Aufgrund
der stärkeren
Neigung der Flächenabschnitte 17 ist
eine erheblich geringere Kraft in Z-Richtung erforderlich, um die
Spreizarme 15 auseinander zu spreizen. Im Ergebnis folgt
daraus, dass die auf den Spiegelkopf 03 wirkende Federkraft
nach überschreiten
des Niveaus Z2 abhängig von der Neigung des Flächenabschnitts 17 stark
abnimmt.
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Am
Ende der Gleitflächen 07 und 08 ist
der Spiegelkopf 03 bis auf das Niveau Z3 angehoben
und damit die Ausrastbewegung abgeschlossen. Die von der Kombination
der Druckfeder 10 und dem Federelement 11 ausge übte Federkraft
beim Niveau Z3 ist erheblich geringer als
das Federkraftmaximum beim Niveau Z2.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform 20 eines
erfindungsgemäßen Federorgans,
wobei der Spiegelfuß 01 mit
der Hohlniete 02 und der Spiegelkopf 03 lediglich
auf einer Hälfte
der Schwenkachse 04 zeichnerisch dargestellt sind. Das
als Rastkrone ausgebildete Federorgan 20 kann durch Selbstverkrimmung
formschlüssig
auf dem Hohlniet 02 befestigt werden. Dabei wird das Federorgan 20 soweit nach
unten gedrückt,
dass durch die Spreizarme 21 in der Gebrauchsstellung eine
bestimmte Vorspannung aufgebracht werden kann. Im Ergebnis kann dadurch
eine zusätzliche
Druckfeder zur Aufbringung der Vorspannung entfallen. Sowohl an
den freien Enden 22 der Spreizarme 21 als auch
an der Kontaktfläche 23 des
Spiegelkopfes 03 sind jeweils zwei Flächenabschnitte vorgesehen,
so dass im Ergebnis je nach Spreizwinkel der Spreizarme 21 das
Federorgan 22 zwei unterschiedliche Funktionsstellungen mit
jeweils unterschiedlicher Federcharakteristik einnehmen kann. Dadurch,
dass das Federorgan 20 spielfrei montiert ist, wird aufgrund
des steilen Anstiegs der Federkennlinie in der Grundstellung eine gute
Vibrationsdämpfung
erreicht.
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In 5 ist
eine dritte Ausführungsform 25 eines
erfindungsgemäßen Federorgans
dargestellt. Das Federorgan 25 wird durch eine Kombination
einer Druckfeder 26 und einem in der Art einer Rastkrone
ausgebildeten Federelements 27 gebildet. Am Spiegelfuß 03 ist
ein hülsenförmiger Fortsatz 28 angeformt,
in den das Federelement 27 unter Vorspannung der Druckfeder 26 von
oben eingesteckt werden kann. Am einen Ende des Federelements 27 sind
Rastmittel 29 vorgesehen, die in eine am Fortsatz 28 eingearbeitete
Rastkontur 30 einrasten können, so dass im Ergebnis die
Druckfeder 26 zusammen mit dem Federelement 27 am
Spiegelkopf 03 vormontiert werden kann. Bei der Endmontage
des Spiegelkopfes am Spiegelfuß 01 wird
der Spiegelkopf 03 auf die Hohlniete 02 von oben aufgesteckt und
mit einem selbst verkrimmenden Schnellbefestiger 31 fixiert.
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Beim
Hochdrücken
des Spiegelkopfes 03 in Z-Richtung gelangen die freien
Enden 32 der Spreizarme 33 derart an der Kontaktfläche 34 des
Spiegelkopfes 03 in Eingriff, dass sie durch die Relativbewegung
in Z-Richtung nach
innen gedrückt
werden und dadurch der Stellbewegung in Z-Richtung entgegenwirkende
Kraft stark erhöhen.
Ist das freie Ende 32 der Spreizarme 33 soweit
nach innen gedrückt,
dass zwischen den freien Enden 32 und der Kontaktfläche 34 keine Überdeckung
mehr vorhanden ist, wird von dem Federelement 27 der weiteren
Stellbewegung keine Kraft mehr entgegengesetzt und die vom Federorgan
aufgebrachte Federkraft allein noch von der Druckfeder 26 bestimmt.
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6 stellt
eine dritte Ausführungsform
eines Federorgans 35 in perspektivischer Ansicht dar. Der
Spiegelfuß 01 mit
der Hohlniete 02 trägt
den Spiegelkopf 03, wobei die Rastmittel 06 am
Spiegelkopf 03 zusammen mit der gegenüberliegenden Rastkontur 05 ein
Anheben des Spiegelkopfs 03 beim Verschwenken bewirken.
Im Gehäuseabschnitt 36 ist
eine Antriebseinrichtung zum motorischen Beiklappen des Spiegelkopfs 03 relativ
zum Spiegelfuß 01 angeordnet.
Das in der Art einer Rastkrone ausgebildete Federelement 37 mit
den Spreizarmen 38 wird von einem Schnellbefestiger 39 auf
dem Hohlniet 02 fixiert.
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Der
Schnellbefestiger 39 ist dabei so angeordnet, dass durch
die Spreizarme 38 in der untersten Stellung des Spiegelkopfes 03 eine
bestimmte Vorspannung auf den Spiegelkopf 03 ausgeübt wird.
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Wird
der Spiegelkopf 03 durch Verschwenken um die Rotationsachse
zugleich in Z-Richtung angehoben, werden die Spreizarme 38 durch
die kreisringförmige
Kontaktfläche 40 nach
außen
gespreizt. Durch die Anschläge 41 und 42 wird
das Federelement 37 gegen ein Verdrehen relativ zum Spiegelkopf 03 gesichert.
Das Federelement 37 kann entwe der aus einem Kunststoff
mit ausreichender Steifigkeit oder aus einem entsprechend elastischen
Metall hergestellt sein.