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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildschirmverstelleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mittels welcher ein Bildschirm oder Bildschirmträger zwischen einer Parkstellung und einer Betriebsstellung bewegbar ist.
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In modernen Kraftfahrzeugen ist häufig im Bereich des Armaturenbretts ein Bildschirm vorgesehen, der als Ausgabeschnittstelle eines Bordcomputers zur Anzeige vielfältiger Umgebungs- und Betriebsgrößen, wie z. B. der Außentemperatur, des Kraftstoffverbrauchs, etc. dient. Zusätzlich oder alternativ dient ein solcher Bildschirm häufig auch als Ausgabegerät eines Navigationssystems, Autoradios, oder ähnlichem. Bei Verwendung eines berührungssensitiven Bildschirms (Touch-Screen) oder bei Zuordnung von separaten Bedienelementen zu einem an sich nicht berührungsempfindlichen Display kann ein solcher Bildschirm ferner auch als Eingabeschnittstelle für den Bordcomputer, das Navigationssystem oder das Autoradio dienen.
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Bildschirme werden in einem Kraftfahrzeug zudem auch im rückwärtigen Bereich des Fahrzeuginnenraums eingesetzt. Hier bilden diese Bildschirme hauptsächlich Teile eines multimedialen Unterhaltungssystems (rear seat entertainment).
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Aus Platzgründen, zum Schutz vor Beschädigung und Verschmutzung und nicht zuletzt auch als Diebstahlschutzmaßnahme sind solche Bildschirme häufig derart verstellbar, dass sie nur dann vom Fahrzeuginnenraum aus zugänglich (und damit auch sichtbar) sind, wenn sie tatsächlich gebraucht werden. Ansonsten können solche Bildschirme in eine gegenüber dem Fahrzeuginnenraum verborgene Ruhe- oder Parkstellung gefahren werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kompakt bauende Bildschirmverstelleinrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bildschirmverstelleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Die Bildschirmverstelleinrichtung umfasst einen Bildschirm und/oder einen Bildschirmträger, an dem der Bildschirm halterbar ist. Der Bildschirm bzw. Bildschirmträger ist zwischen einer Parkstellung und einer Betriebsstellung reversibel bewegbar. Zur Erzeugung einer Stellkraft für eine Verstellung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers umfasst die Bildschirmverstelleinrichtung eine Antriebseinheit. Des Weiteren umfasst die Bildschirmverstelleinrichtung eine Stellmechanik, die zur – vorzugsweise linearen – Führung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers entlang einer Verstellrichtung zwischen der Betriebsstellung und der Parkstellung sowie zur Übertragung der Stellkraft dient.
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Sofern der Bildschirmträger nicht vorgesehen ist, greift die Stellmechanik unmittelbar an dem Bildschirm an, so dass der Bildschirm ein notwendiger Bestandteil der Bildschirmverstelleinrichtung ist. Andernfalls greift die Stellmechanik an dem Bildschirmträger an, an dem wiederum der Bildschirm befestigt wird. In letzterem Fall ist die Bildschirmverstelleinrichtung in zweckmäßiger Ausbildung auch ohne Bildschirm voll funktionsfähig, so dass der Bildschirm kein notwendiger Bestandteil der Bildschirmverstelleinrichtung ist.
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In beiden Fällen weist die Stellmechanik mindestens eine Gewindespindel auf, die in Verstellrichtung ausgerichtet und kraftübertragungstechnisch mit der Antriebseinheit gekoppelt ist. Zudem weist die Stellmechanik eine Spindelmutter auf, die auf der Gewindespindel in Verstellrichtung gleitend gelagert ist. Zur Verstellung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers ist die Spindelmutter mit dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger mittelbar oder unmittelbar verbunden. Mit anderen Worten ist die Spindelmutter starr oder über ein Zwischenglied beweglich mit dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger gekoppelt. In letzterem Fall wird die Stellkraft über das Zwischenglied auf den Bildschirm übertragen.
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In einer alternativen Ausführung ist die Gewindespindel drehfest und unmittelbar oder mittelbar über das Zwischenglied mit dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger verbunden. In diesem Fall ist die Spindelmutter insbesondere drehbar mit der Antriebseinheit zur Übertragung der Stellkraft auf die Gewindespindel gekoppelt. Mit anderen Worten ist die Spindelmutter von der Antriebseinheit angetrieben und die Gewindespindel ist entlang der Verstellrichtung in der Spindelmutter gleitend gelagert. Nachfolgend wird zum besseren Verständnis lediglich auf die vorhergehend beschriebene Ausführung mit der rotierenden Gewindespindel und der auf der Gewindespindel gleitenden Spindelmutter Bezug genommen.
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Bei der Antriebseinheit handelt es sich vorzugsweise um einen Elektromotor, insbesondere mit einem vorgeschalteten Drehgetriebe. Das Drehgetriebe dient zur Untersetzung der Drehzahl des Elektromotors, so dass ein vergleichsweise kleiner Elektromotor zur Erzeugung der für die Verstellung notwendigen Stellkraft verwendet werden kann.
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Ein Vorteil der Gewindespindel ist, auf einfache Weise eine kreisförmige Antriebsbewegung des Elektromotors in eine lineare Verstellbewegung umzuwandeln. Weiterhin kann die Gewindespindel als ein Getriebeelement des Drehgetriebes genutzt werden, um die Antriebsbewegung und die Stellkraft des Elektromotors auf jeweils vorgegebene Werte zu übersetzen. Zudem kann mittels der Gewindespindel eine vergleichsweise flache und kompakte Bauform der Bildschirmverstelleinrichtung realisiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung steht die Gewindespindel mit einem Zahnrad im Eingriff. Das Zahnrad ist zur Übertragung der Stellkraft mit dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger gekoppelt. Zudem ist das Zahnrad mittelbar oder unmittelbar an der Spindelmutter gelagert. Somit ist das Zahnrad entlang der Gewindespindel verschiebbar, insbesondere durch Drehung der Gewindespindel. Aufgrund der Verschiebbarkeit des Zahnrades entlang der Gewindespindel zusammen mit der Drehung des Zahnrads ist eine Übersetzung der linearen Antriebsbewegung der Spindelmutter in eine vergleichsweise große Verstellbewegung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers möglich.
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Um die Übersetzung des Zahnrads einstellen und auf verschiedene Bildschirmgrößen bzw. Bildschirmträgergrößen anpassen zu können, weist das Zahnrad zweckmäßigerweise einen insbesondere radial verstellbaren Mitnehmer auf. Dieser Mitnehmer ist vorzugsweise in Form eines Zapfens an einer Stirnfläche des Zahnrads angeordnet. Der Mitnehmer greift zur Umwandlung der Drehung des Zahnrads in eine lineare Verstellbewegung in eine Führungsnut in dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger ein. Die Führungsnut ist insbesondere senkrecht oder schräg zur Verstellrichtung ausgeführt.
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Somit kann die Stellmechanik als Baukastensystem ausgeführt werden, das mit verschiedenen Bildschirmen bzw. Bildschirmträgern verwendet werden kann.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in schematischer Darstellung eine Bildschirmverstelleinrichtung in einer Parkstellung in einer Rückansicht,
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2 die Bildschirmverstelleinrichtung in einer Ansicht von oben,
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3 die Bildschirmverstelleinrichtung in Ansicht gemäß 1 in einer Betriebsstellung,
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4 in Ansicht gemäß 1 eine alternative Bildschirmverstelleinrichtung,
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5 in Darstellung gemäß 4 die Bildschirmverstelleinrichtung in der Betriebsstellung,
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6 in Ansicht gemäß 1 eine wiederum alternative Bildschirmverstelleinrichtung,
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7 in Darstellung gemäß 6 die Bildschirmverstelleinrichtung in der Betriebsstellung,
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8 in Ansicht gemäß 1 eine weitere Bildschirmverstelleinrichtung, und
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9 in Darstellung gemäß 8 die Bildschirmverstelleinrichtung in der Betriebsstellung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 bis 3 ist eine (Bildschirm-)Verstelleinrichtung 1 gezeigt. Die Verstelleinrichtung 1 umfasst einen (in 1 und 3 angedeuteten) Einbaurahmen 2, der zum Einbau in ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet ist.
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Die Verstelleinrichtung 1 umfasst des Weiteren einen Bildschirmträger 4 zur Halterung eines Bildschirms 6. Der Bildschirmträger 4 ist zusammen mit dem daran fixierten Bildschirm 6 reversibel zwischen einer in 1 dargestellten Parkstellung 8 und einer in 3 dargestellten Betriebsstellung 10 beweglich. Die Verstelleinrichtung 1 ist auch ohne den Bildschirm 6 voll funktionsfähig.
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Dem Bildschirm 6 bzw. Bildschirmträger 4 ist eine Frontseite oder Vorderseite 12 (2) zugeordnet, die bei einem bestimmungsgemäßen Einbau in der Betriebsstellung 10 in den Fahrzeuginnenraum weist. An der Vorderseite 12 ist eine Bildschirmfläche des Bildschirms 4 ausgebildet, innerhalb der Information in Bild- und/oder Textform anzeigbar ist. Der Bildschirm 6 bzw. Bildschirmträger 4 weist entgegengesetzt zu der Vorderseite 12 eine Rückseite 14 auf, die von dem Fahrzeuginnenraum abgewandt ist. Die bestimmungsgemäß nach oben weisende Seite des Bildschirmträgers 4 und des Bildschirms 6 ist als Oberseite 16 bezeichnet. Die hierzu entgegengesetzte Seite ist als Unterseite 18 bezeichnet.
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Bei der Verstellung zwischen der Parkstellung 8 und der Betriebsstellung 10 bewegen sich der Bildschirmträger 4 und der gegebenenfalls daran befestigte Bildschirm 6 entlang einer linearen Bahn in einer Verstellrichtung 19.
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Die Verstelleinrichtung 1 umfasst weiterhin eine rückseitig an dem Bildschirmträger 4 angeordnete Antriebseinheit 20 (2). Die Antriebseinheit 20 ist aus einem Elektromotor 22 mit einem Vorschaltgetriebe gebildet. Von dem Vorschaltgetriebe ist lediglich ein (Riemen-)Triebrad 24 dargestellt. Die Antriebseinheit 20 erzeugt und überträgt eine Stellkraft über das Triebrad 24 auf eine Stellmechanik 30 der Verstelleinrichtung 1. Die Stellmechanik 30 ist einerseits mit dem Einbaurahmen 2 und andererseits mit dem Bildschirmträger 4 verbunden.
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Die Stellmechanik 30 umfasst zwei Gewindespindeln 32, auf denen jeweils eine Spindelmutter 34 aufgefädelt ist. Die Gewindespindeln 32 werden über einen Riemen 36 von der Antriebseinheit 20 angetrieben bzw. in Rotation versetzt. Der Riemen 36 bildet zusammen mit dem Triebrad 24 einen Riementrieb. Die Spindelmuttern 34 gleiten bei Drehung der Gewindespindeln 32 auf diesen entlang der Verstellrichtung 19. Zudem sind die Spindelmuttern 34 jeweils mit dem Bildschirmträger 4 starr verbunden. Somit wird der Bildschirmträger 4 bei einer Drehung der Gewindespindeln 32 von den Spindelmuttern 36 zwischen der Betriebsstellung 10 und der Parkstellung 8 bewegt.
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In der Betriebsstellung 10 ragt der Bildschirm 6 bzw. der Bildschirmträger 4 zumindest teilweise aus dem Einbaurahmen 2 und damit aus dem Armaturenbrett hervor, so dass die Bildschirmfläche des Bildschirms 6 vom Fahrzeuginnenraum her zugänglich und einsehbar ist. In der Parkstellung 8 ist der Bildschirm 6 bzw. der Bildschirmträger 4 vollständig in den Einbaurahmen 2 bzw. das Armaturenbrett zurückgezogen.
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Um beispielsweise den Einbau in einen eng begrenzten Bauraum in dem Armaturenbrett zu erleichtern, kann es notwendig sein, die Antriebseinheit 20, wie in 4 und 5 gezeigt, im Bereich der Oberseite 16 der Verstelleinrichtung 1 anzuordnen. Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhafterweise zwischen der Gewindespindel 32 und dem Bildschirmträger 4 ein Stellhebel 40 angeordnet. Über den Stellhebel 40 ist es möglich, die Antriebsbewegung der Gewindespindel 32 in eine gegenläufige Verstellbewegung des Bildschirmträgers 6 umzuwandeln. Der Stellhebel 40 ist dazu im Bereich eines ersten Endes 42 an der Spindelmutter 34 drehbar angelenkt. Die Spindelmutter 34 weist zur Anlenkung des Stellhebels 40 einen Pin 44 auf, der in eine Nut 46 des Stellhebels 40 eingreift und in dieser Nut 46 drehbar und gleitend gelagert ist. Die Nut 46 ist im Bereich des ersten Endes 42 des Stellhebels 40 ausgeformt. Der Stellhebel 40 ist um eine mittig an dem Stellhebel 40 angeordnete Drehachse 48 drehbar an dem Einbaurahmen 2 gelagert. Im Bereich eines zweiten Endes 50 ist der Stellhebel 40 über eine Nut 52 und einen Pin 54 drehbar und verschiebbar mit dem Bildschirmträger 4 gekoppelt.
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Im Rahmen der Erfindung kann die Drehachse 48 des Stellhebels 40 auch außermittig angeordnet sein. Dadurch ist über den Stellhebel 40 eine Übersetzung der Antriebsbewegung möglich.
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Wie in 6 und 7 dargestellt, ist in einer weiteren alternativen Ausführung der Erfindung der Stellhebel 40 mittels der Drehachse 48 an der Spindelmutter 34 drehbar angelenkt. Weiterhin ist der Stellhebel 40 asymmetrisch, das heißt, mit einem kurzen Hebelarm 60 und einem langen Hebelarm 62 ausgeführt, die unter einem stumpfen Winkel an der Drehachse 48 miteinander verbunden sind. Der kurze Hebelarm 60 ist über einen an dem zweiten Ende 50 ausgeformten Nutenstein 64 in einer senkrecht zur Verstellrichtung 19 verlaufenden und rückseitig in dem Bildschirmträger 4 ausgeformten Nut 66 gelagert. Der lange Hebelarm 62 ist ebenfalls über einen, an dem ersten Ende 42 ausgeformten, Nutenstein 68 in einer Kulissenführung in Form einer Steuernut 70 gelagert. Die Steuernut 70 ist schräg zur Verstellrichtung 19 in dem Einbaurahmen 2 ausgeformt.
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Über die Steuernut 70 und insbesondere deren Schrägstellung wird der Stellhebel während seiner Bewegung entlang der Gewindespindel verkippt. Durch den Grad der Verkippung des Stellhebels 40 wird wiederum die Antriebsbewegung übersetzt. Mit anderen Worten ist der Verstellweg, den der Bildschirmträger 4 zwischen der Parkstellung 8 und der Betriebsstellung 10 zurücklegt, größer als der Antriebsweg der Spindelmutter 34 entlang der Gewindespindel 32. Über die Form des Stellhebels 40, insbesondere durch den Winkel zwischen dem kurzen Hebelarm 60 und dem langen Hebelarm 62, und die Schrägstellung der Steuernut 70 kann die Übersetzung der Antriebsbewegung beeinflusst oder eingestellt werden. Zudem ist durch den gewinkelten Stellhebel 40 eine besonders kompakte Bauform der Stellmechanik 30 möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die zur Übersetzung der Antriebsbewegung in eine dieser gegenüber vergrößerten Stellbewegung ausgelegt ist, umfasst die Stellmechanik gemäß 8 und 9 ein Zahnrad 74. Das Zahnrad 74 ist um seine Mittelachse 75 drehbar in einem Gehäuse 76 gelagert. Das Gehäuse 76 ist wiederum an zwei Spindelmuttern 34 geführt, so dass das Gehäuse 76 bei Drehung der Gewindespindel 32 entlang derselben verschoben wird. Das Zahnrad 74 ist dabei derart in dem Gehäuse 76 gelagert, dass es mit der Gewindespindel 32 im Eingriff steht und bei Verschiebung des Gehäuses 76 bzw. Drehung der Gewindespindel 32 in Rotation versetzt wird. An dem Zahnrad 74 ist zudem ein Mitnehmer 78 angeordnet, der mit einer Führungsnut 80, die in der Rückseite 14 des Bildschirmträgers 4 senkrecht zur Verstellrichtung 19 ausgeformt ist, im Eingriff steht.
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Das Zahnrad 74 ist zusammen mit der Gewindespindel 32 derart übersetzt, dass das Zahnrad 74 über den gesamten Verstellweg der Gewindespindel 32 um eine halbe Umdrehung rotiert. Der Mitnehmer 78 hebt somit den Bildschirmträger 4 zusätzlich zu dem Antriebsweg der Spindelmuttern 34 um den doppelten Abstand des Mitnehmers 78 zu der Mittelachse 75 des Zahnrads 74 an.
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Um die Stellmechanik 30 auf unterschiedliche Bildschirmträger 4 und insbesondere unterschiedliche Größen von Bildschirmen 4 anpassen zu können, ist der Mitnehmer 78 verstellbar an dem Zahnrad 74 gehaltert. Beispielsweise ist der Mitnehmer 78 durch einen Zapfen gebildet, der durch eine radial in dem Zahnrad 74 ausgeformte Verstellnut 82 gesteckt und auf der Gegenseite mit einer Mutter befestigt wird. Somit kann das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebsweg und Verstellweg variiert werden.
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Im Rahmen der Erfindung ist es bei der Ausführungsform mit dem Zahnrad 74 auch denkbar, die Antriebseinheit 20 im Bereich der Oberseite 16 der Verstelleinrichtung 1 anzuordnen.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (Bildschirm-)Verstelleinrichtung
- 2
- Einbaurahmen
- 4
- Bildschirmträger
- 6
- Bildschirm
- 8
- Parkstellung
- 10
- Betriebsstellung
- 12
- Vorderseite
- 14
- Rückseite
- 16
- Oberseite
- 18
- Unterseite
- 19
- Verstellrichtung
- 20
- Antriebseinheit
- 22
- Elektromotor
- 24
- (Riemen-)Triebrad
- 30
- Stellmechanik
- 32
- Gewindespindel
- 34
- Spindelmutter
- 36
- Riemen
- 40
- Stellhebel
- 42
- erstes Ende
- 44
- Pin
- 46
- Nut
- 48
- Drehachse
- 50
- zweites Ende
- 52
- Nut
- 54
- Pin
- 60
- kurzer Hebelarm
- 62
- langer Hebelarm
- 64
- Nutenstein
- 66
- Nut
- 68
- Nutenstein
- 70
- Steuernut
- 74
- Zahnrad
- 75
- Mittelachse
- 76
- Gehäuse
- 78
- Mitnehmer
- 80
- Führungsnut
- 82
- Verstellnut
