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Die
Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Lagersystem, insbesondere
für einen Personenluftanströmer eines Kraftwagens,
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 11 angegebenen Art.
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Eine
derartige Lagereinrichtung bzw. ein derartiges Lagersystem sind
dabei beispielsweise bereits aus der
DE 100 61 030 B4 als bekannt zu entnehmen.
Die Lagereinrichtung dient dabei zum Koppeln eines ersten und eines
zweiten Bauteils und weist ein stopfenförmiges Gehäuse
auf, welches gegenüber einer kreisrunden Außenmantelfläche
verdrehbar ist. Dadurch bildet die Lagereinrichtung eine Achse,
um welche das erste und das zweite Bauteil relativ zueinander bewegbar
sind. Bei den miteinander koppelbaren Bauteilen handelt es sich
beispielsweise um Bedienradelemente, Drehknöpfe, Walzen oder
luftleitende Lamellen – oder Flügelelemente von Personenluftanströmern,
welche zur Klimatisierung eines Fahrgastinnenraums bei Pkws, Schienenfahrzeugen
oder Flugzeugen verwendet werden können. Die aus dem Personenluftanströmer
austretende Luft kann somit durch Verdrehen des ersten gegenüber dem
zweiten Bauteil umgelenkt und an die gewünschte Stelle
an oder um den Körper eines Fahrgastes geleitet werden.
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Als
nachteilig an der bekannten Lagereinrichtung bzw. dem bekannten
Lagersystem ist dabei der Umstand anzusehen, dass das erste und
das zweite Bauteil nur innerhalb eines vergleichsweise engen Einstellbereichs
relativ zueinander bewegbar sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lagereinrichtung sowie
ein Lagersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen
erweiterten Einstellbereich des ersten und zweiten Bauteils ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lagereinrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Lagersystem
mit dem Merkmal des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei
vorteilhafte Ausgestaltungen des Lagersystems – soweit
anwendbar – als vorteilhafte Ausgestaltungen der Lagereinrichtung
und umgekehrt anzusehen sind.
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Eine
Lagereinrichtung, welche einen erweiterten Einstellbereich des ersten
und zweiten Bauteils ermöglicht, ist erfindungsgemäß dadurch
geschaffen, dass die Lagereinrichtung derart mit dem ersten und
dem zweiten Bauteil koppelbar ist, dass diese um wenigstens eine
weitere Achse relativ zueinander bewegbar sind. Mit anderen Worten
stellt die erfindungsgemäße Lagereinrichtung wenigstens eine
weitere Achse zur Verfügung, um welche das erste und das
zweite Bauteil relativ zueinander bewegbar sind. Auf diese Weise
können das erste und das zweite Bauteil um zwei oder mehr
geometrische Achsen relativ zueinander bewegt werden, wodurch eine
optimal an die jeweiligen konstruktiven Bedingungen anpassbare Positionierbarkeit
und Kinematik erzielt wird. Neben den genannten funktionellen Vorteilen
ermöglicht die erfindungsgemäße Lagereinrichtung
zusätzlich eine verbesserte Haptik sowie eine erhöhte
Designfreiheit bei verbessertem Bedienkomfort.
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Dabei
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass die Lagereinrichtung wenigstens
ein vorzugsweise als Zapfen ausgebildetes Kopplungselement umfasst,
mittels welchem das erste und/oder das zweite Bauteil mit der Lagereinrichtung
koppelbar ist bzw. sind. Ein derartiges Kopplungselement stellt
dabei ein konstruktiv einfaches und kostengünstiges Mittel dar,
um eine schnelle, einfache und zuverlässige Kopplung des
ersten bzw. des zweiten Bauteils an die Lagereinrichtung sicherzustellen
und somit deren Montage entsprechend zu beschleunigen.
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Dabei
hat es sich insbesondere als vorteilhaft gezeigt, dass die Lagereinrichtung
wenigstens zwei Kopplungselemente umfasst, welche vorzugsweise auf
einander gegenüberliegenden Seiten der Lagereinrichtung
entlang einer Achse angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine konstruktiv
einfache Möglichkeit geschaffen, sowohl eine vorteilhafte
Anbindung des ersten bzw. des zweiten Bauteils an die Lagereinrichtung
zu ermöglichen und zudem zumindest eine der Achsen, um
welche die relative Bewegung des ersten und des zweiten Bauteils
zueinander erfolgen kann, mittels der Kopplungselemente zu definieren.
Dabei kann ebenfalls vorgesehen sein, dass ein Kopplungselement
mit jeweils einem der Bauteile gekoppelt wird. Alternativ können
auch zwei oder mehr Kopplungselemente vorgesehen sein, über welche
das erste bzw. das zweite Bauteil mit der Lagereinrichtung koppelbar
sind. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfache Definition
der Achsen, so dass ein gleichmäßiger haptischer
Bedieneindruck beim relativen Bewegen der Bauteile erzeugt wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens
ein Reibelement vorgesehen, mittels welchem eine Reibung zwischen
dem ersten bzw. dem zweiten Bauteil und der Lagereinrichtung zu
erhöhen ist. Mit Hilfe eines derartigen Reibelements, welches
beispielsweise als Bremsbacke ausgebildet sein kann, kann eine weitere Verbesserung
der haptischen Eigenschaften der Lagereinrichtung erzielt werden,
indem aufgrund des eindeutig definierbaren Bewegungswiderstands
ein gleichmäßiger Eindruck beim relativen Bewegen
des ersten und des zweiten Bauteils zueinander darstellbar ist.
Zudem können das erste und das zweite Bauteil mit Hilfe
eines derartigen Reibelements nach dem relativen Bewegen zueinander
zuverlässig in der eingestellten Orientierung zueinander
gehalten werden.
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Indem
das wenigstens eine Reibelement zumindest abschnittsweise innerhalb
eines Aufnahmeraums der Lagereinrichtung angeordnet ist, ist eine bauraumsparende
und betriebssichere Anordnung erzielt. Zusätzlich kann
vorgesehen sein, dass der Aufnahmeraum durch Führungsbereiche
begrenzt ist, über welche eine geführte Bewegung
des Reibelements sichergestellt wird.
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Eine
konstruktiv besonders einfache und bauraumsparende Möglichkeit
zur weiteren Verbesserung der haptischen Eigenschaften der Lagereinrichtung
ist dadurch gegeben, dass wenigstens zwei Reibelemente vorgesehen
sind, welche einander gegenüberliegend angeordnet und mittels
eines Federelements gegeneinander beaufschlagt sind. Das Federelement
beaufschlagt die beiden Reibelemente dabei vorzugsweise mit einer
konstanten Federkraft, wodurch entsprechend gleichmäßige
Bedienkräfte beim Bewegen der Bauteile sichergestellt sind.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das wenigstens eine Reibelement senkrecht zu einer Achse angeordnet
ist. Auf diese Weise kann beim relativen Bewegen des ersten bzw.
des zweiten Bauteils um diese Achse eine möglichst große
Reibfläche zur Verfügung gestellt werden und somit
ein gleichmäßiger Bewegungseindruck erzeugt werden.
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Dabei
hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass jeder Achse
wenigstens ein Reibelement zugeordnet ist. Dies ermöglicht
es, unabhängig von der jeweiligen Achse, um welche das
erste und das zweite Bauteil relativ zueinander bewegt werden, einen
vorgegebenen Bewegungswiderstand und damit den gewünschten
haptischen Eindruck beim Benutzer zu erzeugen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das wenigstens eine Reibelement eine im Querschnitt gleichmäßig und/oder
ungleichmäßig gewölbte Reibfläche
umfasst. Durch eine im Querschnitt gleichmäßig
gewölbte Reibfläche, beispielsweise eine kreissegmentförmig
gewölbte Reibfläche wird vorteilhaft ein konstanter
Widerstand beim Bewegen des ersten bzw. des zweiten Bauteils zueinander
sichergestellt. Umgekehrt kann durch eine ungleichmäßig
gewölbte Reibfläche auf konstruktiv einfache Weise
ein variabler Widerstand dargestellt werden.
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Indem
die Lagereinrichtung einen zumindest im Wesentlichen kugelförmigen
Grundkörper umfasst, wird eine besonders flexible räumliche
Positionierbarkeit des ersten und des zweiten Bauteils relativ zueinander
erzielt. Die Lagereinrichtung kann somit als Kugellagerung ausgebildet
werden, so dass das erste und das zweite Bauteil um einen definierten Punkt
frei um alle drei geometrischen Raumachsen zueinander gedreht werden
können.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Lagersystem, insbesondere
für einen Personenluftanströmer eines Kraftwagens,
wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die
Lagereinrichtung derart mit dem ersten und dem zweiten Bauteil gekoppelt
ist, dass diese um wenigstens eine weitere Achse relativ zueinander
bewegbar sind. Die sich daraus ergebenden Vorteile hinsichtlich
des erweiterten Einstellbereichs und der verbesserten räumlichen Positionierbarkeit
des ersten und des zweiten Bauteils zueinander sind bereits aus
den vorhergehenden Vorteilsbeschreibungen zu entnehmen.
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Dabei
kann ein gleichmäßiger Bedienungseindruck dadurch
erzeugt werden, dass die Lagereinrichtung ein erstes und ein zweites
Reibelement umfasst, mittels welchen eine Reibung zwischen dem ersten
Bauteil und der Lagereinrichtung bzw. zwischen dem zweiten Bauteil
und der Lagereinrichtung zu erhöhen ist. Die Reibelemente
können dabei beispielsweise als Bremsbacken oder Reibeinlagen ausgebildet
sein. Denkbar sind jedoch auch andere Bauformen zum Erhöhen
des Widerstands zwischen den betreffenden Kontaktstellen.
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Eine
weitere Verbesserung der haptischen und mechanischen Eigenschaften
des Lagersystems wird dadurch erzielt, dass das erste und/oder das zweite
Bauteil eine dem ersten bzw. dem zweiten Reibelement zugeordnete
Lauffläche umfasst. Dies ermöglicht eine optimale
Einstellbarkeit der Reibpaarung zwischen Reibelement und Lauffläche,
wodurch mit Hilfe unterschiedlicher Materialien und Reibgeometrien
auf konstruktiv einfache Weise sowohl konstante als auch über
die Bewegung variable Bewegungswiderstände erzeugt werden
können.
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Weitere
Vorteile ergeben sich dadurch, dass das erste und das zweite Bauteil
miteinander korrespondierende Anschläge umfassen, mittels
welchen ihre relative Bewegbarkeit zueinander zu begrenzen ist.
Dies stellt eine einfache und kostengünstige Möglichkeit
dar, um haptisch oder optisch vorgegebene Bewegungsgrenzen zu definieren.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur eine perspektivische
und teilgeschnittene Seitenansicht eines Lagersystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
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Die
einzige Figur zeigt in schematischer und teilgeschnittener Seitenansicht
ein Lagersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Das Lagersystem umfasst dabei ein erstes, als Gehäusestrebe
ausgebildetes Bauteil 10a sowie ein zweites, als luftableitende
Konstruktion eines Personenluftanströmers eines Kraftwagens
ausgebildetes zweites Bauteil 10b, welche über
eine Lagereinrichtung 12 miteinander gekoppelt sind. Sowohl
das erste Bauteil 10a als auch die Lagereinrichtung 12 sind
dabei vorliegend geschnitten dargestellt. Die Lagereinrichtung 12 umfasst
einen kugelförmigen Grundkörper 14 mit
vier zapfenförmigen Kopplungselementen 16, über
welche das erste Bauteil 10a und das zweite Bauteil 10b mit
der Lagereinrichtung 12 gekoppelt sind. Die Kopplungselemente 16 greifen
dazu in entsprechende Montageöffnungen 18 des
ersten bzw. des zweiten Bauteils 10a, 10b ein
und definieren somit eine erste Achse Ia bzw. eine zweite
Achse Ib, um welche das erste und das zweite Bauteil 10a, 10b relativ
zueinander bewegbar sind. Die beiden Achsen Ia, Ib stehen
dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel senkrecht aufeinander.
Innerhalb des Grundkörpers 14 der Lagereinrichtung 12 befindet
sich ein Aufnahmeraum 20 innerhalb welchem zumindest abschnittsweise
zwei Reibelemente 22a, 22b einander gegenüberliegend
angeordnet und mittels eines Federelements 24 gegeneinander
beaufschlagt sind. Dabei ist das Reibelement 22a der Achse Ib und
das Reibelement 22b der Achse Ia zugeordnet. Die
als Bremsbacken ausgebildeten Reibelemente 22a, 22b erstrecken
sich somit jeweils senkrecht zu ihrer zugeordneten Achse Ib bzw. Ia und
wirken mit zugeordneten Laufflächen 26a bzw. 26b zusammen.
Die Laufflächen 26a, 26b besitzen dabei
eine korrespondierend mit den Reibelementen 22a bzw. 22b ausgebildete
Geometrie, so dass in Verbindung mit der konstanten Federkraft des
Federelements 24 ein konstanter Drehwiderstand sowohl beim
Bewegen der Bauteile 10a, 10b um die Achse Ia als
auch um die Achse Ib sichergestellt wird. Alternativ kann
auch vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Reibelemente 22a, 22b im
Gegensatz zu der gezeigten, im Querschnitt kreissegmentförmigen
Reibfläche eine ungleichmäßig gewölbte
Reibfläche aufweist, wodurch ein variabler Widerstand beim
relativen Bewegen des ersten und des zweiten Bauteils 10a, 10b zueinander
darstellbar ist. Das zweite Bauteil 10b umfasst seinerseits
eine kugelförmige und an eine Außenkontur der
Lagereinrichtung 12 angepasste Abdeckung 28, welche
ihrerseits die Lauffläche 26b umfasst. Das erste
und das zweite Bauteil 10a, 10b weisen darüber
hinaus miteinander korrespondierende Anschläge 30a, 30b auf,
mittels welchen ihre relative Bewegbarkeit zueinander definiert
zu begrenzen ist. Das gezeigte Lagersystem ermöglicht es
dabei, das zweite Bauteil 10b relativ gegenüber
dem karosseriefesten ersten Bauteil 10a entlang den Achsen Ia und Ib um
einen durch die Lagereinrichtung 12 definierten Drehpunkt
zu bewegen. In der hier gezeigten Ausführungsform des Lagersystems
als Luftleitelement eines Personenluftanströmers kann somit
die austretende Luft sowohl links oder rechts als auch zum Kopf-
oder Fußbereich eines Fahrgastraumes gerichtet werden.
Die Bewegung des zweiten Bauteils 10b erfolgt dabei aufgrund
der durch die Kopplungselemente 16 eindeutig definierten
Achsen Ia, Ib sowie der durch die Reibelemente 22a, 22b und
die Laufflächen 26a, 26b definierten
Reibwiderstände besonders gleichmäßig
und weist daher eine optimale Haptik auf. Zudem lassen sich konstruktiv
oder durch ein gewünschtes Design vorgegebene Kinematiken
einfach abbilden, so dass sowohl funktionell als auch optisch vorgegebene
Bewegungsbereiche besonders einfach und kostengünstig darstellbar
sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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