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Die Erfindung betrifft eine Führungs-Vorrichtung zum geführten Verlagern eines bezüglich einer Karosserie beweglichen Karosserieelements, eine Verlagerungs-Einrichtung umfassend eine derartige Führungs-Vorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Verlagerungs-Einrichtung.
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Angetriebene Karosserieelemente werden insbesondere verwendet, um das aerodynamische Verhalten eines Fahrzeugs, insbesondere eines Automobils, zu beeinflussen. Dazu kann das angetriebene Karosserieelement in verschiedene Positionen relativ zur Karosserie gebracht werden. Das angetriebene Karosserieelement ist eine verstellbare Luftleitvorrichtung. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Antriebs- und/oder Führungskonzepte für verstellbare Luftleitvorrichtungen bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verlagerung eines beweglichen Karosserieelements an einem Kraftfahrzeug zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 14 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass eine, insbesondere angetriebene, Relativbewegung zwischen einem, insbesondere verlagerbaren, Führungselement und einem, insbesondere karosseriefesten, Lagerkörper-Trägerelement an drehbar gelagerten Lagerkörpern geführt erfolgt. Es ist auch möglich, dass das Führungselement karosseriefest und das Lagerkörper-Trägerelement verlagerbar bezüglich der Karosserie angeordnet sind. Wesentlich ist, dass während einer Relativverlagerung zwischen dem Führungselement und dem Lagerkörper-Trägerelement dies mittels der Lagerkörper geführt erfolgt. Überraschend wurde gefunden, dass durch die Verwendung drehbar gelagerter Lagerkörper die Betätigung der Führungs-Vorrichtung durch das Verlagern des beweglichen Karosserieelements mit reduziertem Kraftaufwand möglich ist. Die erforderlichen Antriebskräfte zur Verlagerung des beweglichen Karosserieelements sind reduziert, da insbesondere auftretende Reibungskräfte reduziert sind. Während der Verlagerung des Führungselements werden die Lagerkörper abgewälzt. Dadurch ist eine Geräuschemission während des angetriebenen Verlagerns des Führungselements reduziert. Die erfindungsgemäße Führungs-Vorrichtung ermöglicht einen leisen Lauf. Die Lagerkörper ermöglichen eine Führung des Führungselements mit erhöhter Präzision. Die erfindungsgemäße Führungs-Vorrichtung weist eine reduzierte Empfindlichkeit bezüglich einer Position und/oder einer Winkelstellung des beweglichen Karosserieelements bei Toleranzabweichungen des Führungselements und/oder des Lagerkörper-Trägerelements auf. Die Führungs-Vorrichtung dient zum geführten Verlagern des beweglichen Karosserieelements relativ zu der Karosserie. Das bewegliche Karosserieelement ist eine verstellbare Luftleit-Vorrichtung, insbesondere ein Spoiler. Der Spoiler wird insbesondere bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Automobilen, zur Beeinflussung des aerodynamischen Verhaltens des Kraftfahrzeugs verwendet. An dem Lagerkörper-Trägerelement sind insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens sieben, insbesondere mindestens acht und insbesondere höchstens eintausend Lagerkörper drehbar gelagert angeordnet. Insbesondere sind genau drei Lagerkörper drehbar an dem Lagerkörper-Trägerelement gelagert angeordnet. Die Lagerkörper-Drehachsen sind insbesondere parallel zueinander angeordnet. Die Lagerkörper-Drehachsen sind insbesondere senkrecht zu einer Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse des Lagerkörper-Trägerelements orientiert. Das bewegliche Karosserieelement wird insbesondere mittels dem Führungselement verlagert. Das bewegliche Karosserieelement ist mit dem Führungselement insbesondere fest verbunden. Die feste Verbindung kann lösbar oder unlösbar sein. Das bewegliche Karosserieelement kann an dem Führungselement angeschraubt sein. Das bewegliche Karosserieelement kann an dem Führungselement einstückig angeformt oder damit verschweißt sein. Das bewegliche Karosserieelement kann auch relativ zu dem Führungselement beweglich angeordnet sein. Das bewegliche Karosserieelement kann beispielsweise bezüglich der Neigung gegenüber der Horizontalen und/oder der Vertikalen verstellbar an dem Führungselement befestigt sein. Das bewegliche Karosserieelement kann aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt sein. Das Führungselement ist insbesondere aus metallischem Werkstoff hergestellt, der hohe Führungs- und Verschleißeigenschaften aufweist. Das Führungselement kann auch aus Kunststoff hergestellt sein, der ein reduziertes Gewicht aufweist.
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Vorteilhaft ist eine Führungs-Vorrichtung, bei der die Lagerkörper jeweils als zylindrische Rolle ausgeführt sind. Zylindrische Rollen sind besonders robust und ermöglichen ein zuverlässiges Abwälzen des Führungselements an den Lagerkörpern. Zylindrische Rollen als Lagerkörper sind kostengünstig verfügbar. Es ist auch möglich, Kugeln, Nadeln oder tonnenförmige Elemente als Lagerkörper zu verwenden.
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Vorteilhaft ist eine Führungs-Vorrichtung, bei der die Lagerkörper zumindest abschnittsweise an dem Lagerkörper-Trägerelement vorstehen. Dadurch ist gewährleistet, dass eine Lagerkörper geführte Verlagerung des Führungselements gewährleistet ist. Ein unbeabsichtigtes, direktes Kontaktieren des Führungselements mit dem Lagerkörper-Trägerelement ist ausgeschlossen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lagerkörper-Drehachsen an einer Außenkontur des Lagerkörper-Trägerelements angeordnet sind. Das bedeutet, dass der Lagerkörper im Wesentlichen halbumfänglich an dem Lagerkörper-Trägerelement vorragt. Dadurch ist eine ausreichend große Abwälz-Oberfläche des Lagerkörpers zum Abwälzen an dem Führungselement gegeben. Die Lagerkörper-Drehachse kann vorteilhaft in die Außenkontur des Lagerkörper-Trägerelements integriert werden. Dadurch ist die Lagerkörper-Drehachse robust und fest mit dem Lagerkörper-Trägerelement verbunden. Die Befestigung des Lagerkörpers an dem Lagerkörper-Trägerelement ist zuverlässig und robust. Die Belastbarkeit der Führungs-Vorrichtung ist erhöht. Die Lagerkörper-Drehachsen können auch innerhalb oder außerhalb der Außenkontur angeordnet sein. Die Befestigung der Lagerkörper an dem Lagerkörper-Trägerelement ist umso robuster, je weiter die Lagerkörper-Drehachse an oder in dem Lagerkörper-Trägerelement angeordnet ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Lagerkörper entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Lagerkörper sind an dem Lagerkörper-Trägerelement insbesondere derart angeordnet, dass ein zuverlässiges und insbesondere kippfreies Verlagern des Führungselements gegenüber dem Lagerkörper-Trägerelement möglich ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Lagerkörper an Seitenflächen des Lagerkörper-Trägerelements angeordnet sind. Die Seitenflächen sind Teil der Außenkontur des Lagerkörper-Trägerelements. Insbesondere sind die Lagerkörper an bezüglich der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse zumindest abschnittsweise ungerade ist. Dadurch ist die Flexibilität bei der Gestaltung der Führungs-Vorrichtung erhöht. Insbesondere ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse ausschließlich gerade ausgeführt sein muss. Gleichwohl ist es möglich, dass die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse auch abschnittsweise gerade oder ausschließlich gerade ausgeführt ist. Es ist auch möglich, dass die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse ausschließlich ungerade ausgeführt ist. Ungerade bedeutet, dass die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse zumindest abschnittsweise nicht linear ist und insbesondere einen gekrümmten oder gebogenen, kreisabschnittsförmigen oder potenziellen Linienverlauf aufweist. Ungerade kann auch bedeuten, dass jeweils abschnittsweise gerade ausgeführte Linienverläufe unstetig miteinander verbunden sind, sodass der Gesamtlinienverlauf an der Unstetigkeitsstelle einen Knick aufweist.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Führungselement als Hohlprofil-Körper ausgeführt ist. Das Führungselement weist ein reduziertes Gewicht auf. Ein Hohlprofil-Körper kann materialsparend aus verschiedenen Materialien und mit hoher Flexibilität hergestellt werden. Insbesondere ist es möglich, dass an Innenwänden des Hohlprofil-Körpers die Lagerkörper abwälzen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Lagerkörper-Trägerelement zumindest abschnittsweise innerhalb des Führungselements angeordnet ist. Insbesondere sind Lagerkörper-Trägerelement und Führungselement konzentrisch zur Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse angeordnet. In einer beispielsweise vollständig eingefahrenen Position des Führungselements kann dieses das Lagerkörper-Trägerelement im Wesentlichen vollständig umgeben. In einer vollständig ausgefahrenen Position des Führungselements ist das Lagerkörper-Trägerelement lediglich zu einem geringen Anteil entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse innerhalb des Führungselements angeordnet. Das Lagerkörper-Trägerelement ist eine innere Säule, an der die Lagerkörper drehbar gelagert angeordnet sind. Das Lagerkörper-Trägerelement kann eine senkrecht zur Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse orientierte Querschnittsfläche mit rechteckförmigem, polygonförmigem, insbesondere sechseckigem, achteckigem, zehneckigem oder zwölfeckigem Querschnitt, rundem Querschnitt oder eine andere Querschnittsform aufweisen. Das Führungselement umgibt das Lagerkörper-Trägerelement und wird an den Lagerkörpern abgewälzt. Eine derartige Ausführung ermöglicht eine besonders platzsparende, leichtbauende und ästhetisch ansprechende Ausführung der Führungs-Vorrichtung. Insbesondere dient das Führungselement als Blickschutz für das darunter bzw. darin liegende Lagerkörper-Trägerelement. Die Führungs-Vorrichtung ermöglicht eine ästhetisch ansprechende Integration eines Spoilers in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs. Die Führungs-Vorrichtung weist zudem sicherheitstechnische Vorteile auf. Die Gefahr eines unbeabsichtigten Quetschens, insbesondere eines Körperteils, insbesondere einer Hand, ist reduziert. Es ist auch möglich, dass das Führungselement innenliegend und das Lagerkörper-Trägerelement mit den Lagerkörpern außenliegend ist. In diesem Fall sind die Lagerkörper an einer Innenwand des als Hohlprofil-Körper ausgebildeten Trägerelements angeordnet und rollen auf dem säulenartigen, innenliegend angeordneten Führungselement ab.
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Vorteilhaft ist eine Verlagerungs-Einrichtung zum angetriebenen Verlagern des beweglichen Karosserieelements mit einer Antriebs-Vorrichtung, die eine Antriebskraft bereitstellt, und mit einer Kinematik-Vorrichtung, die die kinematische Umsetzung der Antriebskraft zur Verlagerung der Führungs-Vorrichtung bereitstellt. Die Kinematik-Vorrichtung ist eine Kraftübertragungs-Vorrichtung. Die sich für die Verlagerungs-Einrichtung ergebenden Vorteile entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der Führungs-Vorrichtung, worauf hiermit verwiesen wird.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Kinematik-Vorrichtung ein Kniehebel-Gelenk aufweist. Ein Kniehebel-Gelenk ermöglicht eine robuste, effektive und präzise Umsetzung der Antriebskraft. Insbesondere ermöglicht ein Kniehebel-Gelenk eine zuverlässige Endlagenpositionierung. Das bedeutet, dass insbesondere eine eingefahrene Position des beweglichen Karosserieelements und eine ausgefahrene Position des beweglichen Karosserieelements jeweils stabile Endlagen darstellen, sodass ein unbeabsichtigtes Verlagern aus diesen Endlagenpositionen mittels des Kniehebel-Gelenks ausgeschlossen ist. Die Kinematik-Vorrichtung kann beispielsweise auch eine Kurvenscheibe, eine Exzenterscheibe, eine Hebelübersetzung im Sinne einer Mehrgelenkskinematik, einen Kurvenschieber, ein Zugkabel, ein Zug-/Druckkabel, einen Zahnstangentrieb und/oder einen Spindeltrieb aufweisen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Kinematik-Vorrichtung an dem Führungselement angelenkt ist. Insbesondere ist die Kinematik-Vorrichtung unmittelbar an dem Führungselement angelenkt.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Antriebs-Vorrichtung als Elektromotor ausgeführt ist. Dadurch ist eine geräuscharme, präzise Bereitstellung der erforderlichen Antriebskraft möglich. Die Antriebs-Vorrichtung kann insbesondere einen Motor mit Schneckenantrieb, einen Motor mit Vorgelegestufe, einen Motor mit Planetengetriebe, einen Spindelaktuator, einen Hydraulikzylinder, einen Pneumatikzylinder oder einen elektrischen Servoantrieb aufweisen.
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Ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verlagerungs-Einrichtung ermöglicht ein präzises, leichtgängiges und geräuscharmes Verlagern eines beweglichen Karosserieelements, insbesondere in Form eines Spoilers. Ein Kraftfahrzeug ist insbesondere ein Personenkraftwagen, insbesondere ein Automobil. Grundsätzlich kann jedes Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verlagerungs-Einrichtung ausgestattet werden, um beispielsweise das aerodynamische Verhalten des Kraftfahrzeugs zu verbessern. Die Vorteile entsprechen den vorstehenden Vorteilen einer Verlagerungs-Einrichtung und einer Führungs-Vorrichtung, worauf hiermit verwiesen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine Ausschnittsdarstellung eines Längsschnitts durch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Führungs-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Führungselement in einer eingefahrenen Position,
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2 eine 1 entsprechende Darstellung mit dem Führungselement in einer ausgefahrenen Position,
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3 eine 2 entsprechende, um 90° gedrehte Seitenansicht der Führungs-Vorrichtung mit einer Antriebs-Vorrichtung und einer Kinematik-Vorrichtung,
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4 eine 1 entsprechende Darstellung einer Führungs-Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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5 eine 4 entsprechende Darstellung mit dem Führungselement in einer ausgefahrenen Position,
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6 eine 1 entsprechende Darstellung einer Führungs-Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
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7 eine 6 entsprechende Darstellung mit dem Führungselement in einer ausgefahrenen Position.
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1 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Führungs-Vorrichtung 1 an einer Karosserie 2 eines Kraftfahrzeugs 3. Das Kraftfahrzeug ist lediglich ausschnittsweise dargestellt und zeigt einen Heckbereich eines Kraftfahrzeugs 3. Die Führungs-Vorrichtung 1 kann beispielsweise auch an einer Dachkante, an einem Lufteinlass, an einer Frontschürze und/oder an seitlichen Karosserieteilen vorgesehen sein. Die erfindungsgemäße Führungs-Vorrichtung 1 ist an einer der Straße abgewandten Oberseite der Karosserie 2 angeordnet. Es ist auch möglich, die Führungs-Vorrichtung 1 an Seitenflächen der Karosserie 2 anzubringen. Die Führungs-Vorrichtung 1 dient zur geführten Verlagerung eines beweglichen Karosserieelements 4 bezüglich der Karosserie 2. Das bewegliche Karosserieelement 4 ist ein Spoiler.
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Die Führungs-Vorrichtung 1 umfasst ein karosseriefestes Lagerkörper-Trägerelement 5, drei drehbar an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 drehbar gelagerte Lagerkörper 6 sowie ein antreibbares Führungselement 7.
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Das Führungselement 7 ist entlang einer Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 des Lagerkörper-Trägerelements 5 verlagerbar. Eine Längsführung des Führungselements 7 erfolgt durch die Lagerkörper 6, die an einer Innenwand 9 des als Hohlprofil-Körpers ausgeführten Führungselements 7 abrollen bzw. abwälzen. Es ist auch möglich, dass das Lagerkörper-Trägerelement 5 als verschiebbare Hülse, also nicht karosseriefest, ausgeführt ist. In diesem Fall ist das Führungselement 7, an dem die Lagerkörper 6 geführt gelagert abrollen, karosseriefest ausgeführt. Wesentlich ist also, dass entweder das Lagerkörper-Trägerelement 5 oder das Führungselement 7 karosseriefest und das jeweils andere Element bezüglich des karosseriefesten Elements verlagerbar ausgeführt sind. Die Lagerkörper 6 werden auch als Rollkörper oder Wälzkörper bezeichnet. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lagerkörper 6 als Zylinderrollen ausgeführt.
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Das Lagerkörper-Trägerelement 5 ist in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung 10 der Karosserie 2 angeordnet. Die Ausnehmung 10 weist in der Schnittebene gemäß 1 im Wesentlichen eine T-Form auf. Die Ausnehmung 10 ist derart ausgeführt, dass das Lagerkörper-Trägerelement 5, das Führungselement 7 und das daran befestigte Karosserieelement 4 in der 1 gezeigten eingefahrenen Position innerhalb der Ausnehmung 10 anordenbar sind. Das bedeutet, dass insbesondere das Karosserieelement 4 bündig mit einer Karosserieoberfläche abschließt. Insbesondere soll in der eingefahrenen Position gemäß 1 das bewegliche Karosserieelement 4 an der Karosserie 2 nicht vorstehen.
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Es ist auch denkbar, dass das bewegliche Karosserieelement 4 in der maximal eingefahrenen Position gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform an der Oberfläche 13 der Karosserie 2 vorsteht. In dieser weiteren Ausführungsform bildet das bewegliche Karosserieelement 4 einen freistehenden Flügel.
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Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann das bewegliche Karosserieelement 4 derart ausgeführt sein, dass es in der eingefahrenen Position an der Karosserie 2 vorsteht. In dieser weiteren Ausführungsform ist das bewegliche Karosserieelement ein überstehendes Element. Dieses überstehende Karosserieelement ist aber nicht freistehend angeordnet.
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Die Form der Ausnehmung 10 in der Schnittebene gemäß 1 kann in Abhängigkeit der Geometrie des Lagerkörper-Trägerelements 5, des Führungselements 7 und/oder des beweglichen Karosserieelements 4 eine abweichende Form, insbesondere eine I-Form, aufweisen. An einem Boden 11 der Ausnehmung 10 ist das Lagerkörper-Trägerelement 5 fest mit der Karosserie 2 verbunden. Das Lagerkörper-Trägerelement 5 kann auch an einem Heckdeckel, an einem Stoßfänger, an einem Dachelement, an einem Kotflügel und/oder an einem Seitenelement befestigt sein. Das Lagerkörper-Trägerelement 5 ist karosseriefest. Die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 ist gerade.
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Das Lagerkörper-Trägerelement 5 ist säulenartig oder stegartig ausgeführt und im Wesentlichen innerhalb des Führungselements 7 angeordnet. Das Karosserieelement 4 kann sich im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite erstrecken. Die Fahrzeugbreite ist senkrecht zur Zeichenebene gemäß 1, 2 orientiert. Es ist denkbar, dass das Lagerkörper-Trägerelement 5 in einer stegartigen Ausführung eine im Wesentlichen identische Breite aufweist wie das bewegliche Karosserieelement 4. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Lagerkörper-Trägerelement 5 in einer säulenartigen Ausführung eine gegenüber der Fahrzeugbreite reduzierte Säulenbreite auf. Die Säulenbreite beträgt insbesondere höchstens 20% der Breite des Karosserieelements 4, insbesondere höchstens 10% der Breite des Karosserieelements 4 und insbesondere höchstens 5% der Breite des Karosserieelements 4. Entlang der Fahrzeugbreite sind mehrere identisch und/oder verschieden ausgeführte Lagerkörper-Trägerelemente 5 angeordnet. Das Lagerkörper-Trägerelement 5 weist eine entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 orientierte Länge LL auf, die kleiner oder gleich ist wie die Höhe HA der Ausnehmung 10.
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An einer dem Boden 11 abgewandten Oberseite des Führungselements 7 ist das bewegliche Karosserieelement 4 befestigt. Das Karosserieelement 4 und das Führungselement 7 sind fest verbunden, insbesondere verschraubt. Eine Verlagerung des Führungselements 7 bewirkt unmittelbar eine Verlagerung des Karosserieelements 4. In der in 1 gezeigten eingefahrenen Position des Führungselements 7 weist die Führungs-Vorrichtung entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 eine Gesamtlänge Lges auf, die im Wesentlichen identisch und insbesondere identisch mit der Höhe HA der Ausnehmung 10 ist. Das bedeutet, dass in der maximal eingefahrenen Position des Führungselements 7 gemäß 1 eine erste Oberfläche 12 des beweglichen Karosserieelements 4 und eine die erste Oberfläche 12 umgebende zweite Oberfläche 13 der Karosserie 2 fluchtend angeordnet sind. Die Oberflächen 12, 13 sind durch eine umlaufende Nut 14, die als Sichtkante dient, voneinander getrennt.
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Die Lagerkörper 6 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als zylindrische Rolle ausgeführt. Jeder Lagerkörper 6 ist um eine Lagerkörper-Drehachse 15 drehbar an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 angeordnet. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Lagerkörper-Trägerelement 5 senkrecht zur Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 eine im Wesentlichen rechteckförmige Kontur auf. Die Lagerkörper 6 sind an paarweise gegenüber liegenden Seitenflächen 18, 19 des Lagerkörper-Trägerelements 5 angeordnet. Die Lagerkörper-Drehachsen 15 sind parallel zueinander angeordnet. Die Lagerkörper-Drehachsen 15 sind senkrecht zur Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 orientiert.
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Das Lagerkörper-Trägerelement 5 kann eine senkrecht zur Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 orientierte Querschnittsfläche aufweisen, die beispielsweise rund, dreieckig oder andersartig geformt ist. Es ist insbesondere denkbar, dass die Lagerkörper 6 bezogen auf einen äußeren Umfang der Querschnittsfläche des Lagerkörper-Trägerelements 5 derart angeordnet sind, dass die Lagerkörper-Drehachsen nicht parallel zueinander angeordnet sind. Bei einem beispielsweise kreisförmigen Querschnitt des Lagerkörper-Trägerelements 5 senkrecht zur Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 können die Lagerkörper 6 entlang des äußeren Umfangs gleich beabstandet, also in einem Umfangswinkelabstand von 120° bei drei Lagerkörpern 6 oder 90° bei vier Lagerkörpern 6, angeordnet sein. Die Lagerkörper-Drehachsen 15 sind an einer Außenkontur 16 des Lagerkörper-Trägerelements 5 angeordnet. Das bedeutet, dass sich ausgehend von der Außenkontur 16 für jeden Lagerkörper 6 an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 eine Nut mit im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt als Lagerkörper-Ausnehmung 17 erstreckt. Die Lagerkörper-Drehachsen 15 sind insbesondere durch Haltezapfen 21 vorgegeben. Die Haltezapfen 21 sind insbesondere einstückig an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 angeformt. Die Haltezapfen 21 können auch als separate Bauteile ausgeführt und an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 montiert sein. Die Haltezapfen 21 können beispielsweise als zusätzliche Achse und/oder Stift ausgeführt sein. Die Lagerkörper 6 sind abschnittsweise innerhalb der Lagerkörper-Ausnehmung 17 angeordnet. Zumindest abschnittsweise stehen die Lagerkörper 6 an Seitenflächen 18, 19 des Lagerkörper-Trägerelements 5 vor. Die Lagerkörper 6 stehen derart an den Seitenflächen 18, 19 vor, dass sie die Innenwand 9 des Führungselements 7 berühren. Der Kontakt zwischen den Lagerkörpern 6 und dem Führungselement 7 besteht also jeweils durch eine linienförmige Auflage. Durch die drei Lagerkörper 6 an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 ist eine Drei-Linien-Auflage zwischen dem Führungselement 7 und dem karosseriefesten Lagerkörper-Trägerelement 5 gewährleistet. Entsprechend wird eine Mehr-Linien-Auflage erzeugt, wenn mehr als drei Lagerkörper 6 verwendet werden. Dadurch ist ein zuverlässiges, robustes und insbesondere kippfreies Verlagern des Führungselements 7 entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 gewährleistet.
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Die Lagerkörper 6 stehen an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 auch an einer die Seitenflächen 18, 19 verbindenden Deckfläche 22, also entlang den jeweiligen Lagerkörper-Drehachsen 15 vor. Das Lagerkörper-Trägerelement 5 kann beispielsweise mehrteilig ausgeführt sein und insbesondere aus zwei Schalenteilen bestehen, die miteinander zu dem Lagerkörper-Trägerelement 5 verbindbar sind. Beispielsweise können die schalenartigen Teilkörper miteinander verrastet, verklipst, gesteckt und/oder verschraubt sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Teilkörper derart ausgeführt sind, dass durch deren Montage die Lagerkörper 6 vorteilhaft integriert werden können. Dazu ist die Lagerkörper-Drehachse 15 vorzugsweise senkrecht zur Trennebene der schalenartigen Teilkörper orientiert, sodass im unmontierten Zustand der schalenartigen Teilkörper die Lagerkörper 6 entlang der Lagerkörper-Drehachse 15 auf den Haltezapfen 21 aufgeschoben werden können. Die Lagerkörper-Ausnehmungen 17 sind insbesondere entlang der Lagerkörper-Drehachsen 15 nicht durchgehend angeordnet. Das bedeutet, dass die Lagerkörper-Ausnehmung 17 entlang der Lagerkörper-Drehachse 15 eine Sackbohrung oder gabelförmig ausgeführt ist. An einem Stegabschnitt, der gemäß der Darstellung in 1 hinter den Lagerkörpern 6 angeordnet ist, ist der jeweilige Haltezapfen 21 einstückig oder durch ein zusätzliches Bauelement angeformt. Dadurch ist die Montage und Lagerung der Lagerkörper 6 an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 vereinfacht und insbesondere robust möglich.
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Entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 sind die Lagerkörper 6 beabstandet zueinander angeordnet. Der dem Boden 11 zugewandte und der dem Boden 11 abgewandte Lagerkörper 6 sind an einer ersten Seitenfläche 18 des Lagerkörper-Trägerelements 5 angeordnet. An einer der ersten Seitenfläche 18 gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 19 des Lagerkörper-Trägerelements 5 ist der dritte Lagerkörper 6 angeordnet. Der an der zweiten Seitenfläche 19 angeordnete Lagerkörper 6 ist bezogen auf eine Richtung entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 zwischen den beiden Lagerkörpern 6, die an der ersten Seitenfläche 18 angeordnet sind, angeordnet. Die erste Seitenfläche 18, die zweite Seitenfläche 19 und weitere, nicht dargestellte Seitenflächen bilden die Außenkontur 16 des Lagerkörper-Trägerelements 5. Bezogen auf die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 sind die Seitenflächen 18 und 19 gegenüberliegend angeordnet.
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Die Führungs-Vorrichtung 1 wirkt mit einer rein schematisch dargestellten Antriebs-Vorrichtung 23 und einer rein schematisch dargestellten Kinematik-Vorrichtung 24 zusammen. Die Antriebs-Vorrichtung 23 und die Kinematik-Vorrichtung 24 sind in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene gemäß 1 und 2 angeordnet. Die genannten Komponenten sind schematisiert in 3 dargestellt, die eine um 90° um die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8 gedrehte, ausschnittsweise Seitenansicht gemäß 1 darstellt. Die Führungs-Vorrichtung 1, die Antriebs-Vorrichtung 23 und die Kinematik-Vorrichtung 24 bilden eine Verlagerungs-Einrichtung zum angetriebenen Verlagern des bezüglich der Karosserie 2 beweglichen Karosserieelements 4. Die Antriebs-Vorrichtung 23 ist insbesondere als Elektromotor ausgeführt. Die Antriebs-Vorrichtung 23 ist karosseriefest, also relativ zur Karosserie 2 fest, also nicht verlagerbar angeordnet. Die Antriebs-Vorrichtung 23 ist mit der Kinematik-Vorrichtung 24 unmittelbar verbunden. Die Kinematik-Vorrichtung 24 ist an der Führungs-Vorrichtung 1, insbesondere an dem Führungselement 7 an einem gestrichelt dargestellten Kraftangriffspunkt 20, unmittelbar angelenkt. Die Antriebs-Vorrichtung 23 stellt eine Antriebskraft bereit, die zur angetriebenen Verlagerung des beweglichen Karosserieelements 4 erforderlich ist. Die Kinematik-Vorrichtung 24 setzt die Antriebskraft der Antriebs-Vorrichtung zum Verlagern der Führungs-Vorrichtung kinematisch um. Insbesondere ist die Kinematik-Vorrichtung 24 in der Kraftwirkungskette zwischen der Antriebs-Vorrichtung und der Führungs-Vorrichtung 1 angeordnet. Die Kinematik-Vorrichtung 24 ist insbesondere als Kniehebel-Gelenk ausgeführt.
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Nachfolgend wird anhand von 1 bis 3 ein Verfahren zur Betätigung der erfindungsgemäßen Führungs-Vorrichtung 1 näher erläutert. Ausgehend von einer eingefahrenen Position des Führungselements 7 in 1 wird die Antriebs-Vorrichtung 23 beispielsweise mittels eines Schalters oder eines Steuergeräts elektrisch aktiviert. Von der Antriebs-Vorrichtung 23 wird eine Antriebskraft bereitgestellt, die über die Kinematik-Vorrichtung 24 am Kraftangriffspunkt 20 am Führungselement 7 eingeleitet wird. Die eingeleitete Kraft bewirkt eine Verlagerung des Führungselements 7 mit dem daran befestigten Karosserieelement 4 entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8. Dazu wälzen die Lagerkörper 6 jeweils an der Innenwand 9 des Führungselements 7 ab. Das Führungselement 7 mit dem daran befestigten beweglichen Karosserieelement 4 ist durch die Form des Hohlprofil-Körpers des Führungselements 7 und die Lagerkörper 6 entlang einer Bewegungsbahn zwangsgeführt. Die Bewegungsbahn ist identisch mit der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8. Dadurch, dass die Bewegungsbahn durch die Form des Hohlprofil-Körpers und die Anzahl und/oder Anordnung der Lagerkörper 6 an dem Lagerkörper-Trägerelement 5 eindeutig festgelegt ist, ist eine Auswahl eines Antriebskonzepts für die Antriebs-Vorrichtung 24 flexibel möglich. Wesentlich ist, dass die Antriebs-Vorrichtung 24 – insbesondere durch die Kinematik-Vorrichtung 23 rotatorisch entkoppelt – das Führungselement 7 durch Einleitung der Antriebskraft am Kraftangriffspunkt 20 verschiebt.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten „a“.
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Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8a gekrümmt ist. Entsprechend weisen das Lagerkörper-Trägerelement 5a, die Ausnehmung 10a und das Führungselement 7a eine gekrümmte Form auf. Dadurch, dass das Führungselement 7a die Bewegungsbahn mit definiert, ist es bei dem gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel möglich, eine zumindest abschnittsweise ungerade Bewegungsbahn für das bewegte Karosserieelement 4 zu ermöglichen. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Flexibilität für die Verwendung der Führungs-Vorrichtung 1a und insbesondere des Karosserieelements 4. Beispielsweise ist es möglich, dass das Führungselement 7a entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8a einen abschnittsweise unterschiedlichen Querschnittsverlauf aufweist.
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Im Folgenden wir unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie die bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten „b“.
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Die Führungs-Vorrichtung 1b stellt eine Kombination der ersten beiden Ausführungsbeispiele dar, indem die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8b abschnittsweise gerade und ungerade ausgeführt ist. In einem ersten, dem beweglichen Karosserieelement 4 abgewandten, innen liegenden Abschnitt ist die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8b gerade ausgeführt. In einem zweiten, dem ersten Abschnitt anschließenden Abschnitt, der dem Karosserieelement zugewandt ist, ist die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8b ungerade ausgeführt. Ungerade kann bedeuten, dass die Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8b gekrümmt oder einen anders gearteten, nicht geraden Verlauf aufweist. Bei einer Betätigung der Führungs-Vorrichtung 1b wird das Führungselement 7b zunächst mit einem oberen, ungerade ausgeführten Abschnitt an den Lagerkörpern 6 geführt verlagert. Die geführte Verlagerung entspricht gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen einer Drehung um einen virtuellen Drehpunkt. In Abhängigkeit der Geometrie des Führungselements 7b und der Anordnung der Lagerkörper 6 kann die Bewegung auch anders ausgeführt sein. Das Führungselement 7b weist ferner einen geraden, unten angeordneten Abschnitt auf. Sobald eine Verlagerung des Führungselements 7b entlang des geraden Verlaufs erfolgt, wird das Führungselement 7b mit dem daran befestigten Karosserieelement 4 entlang des geraden Abschnitts linear ausgefahren und verlagert. Um eine stabile, geführte Verlagerung zwischen dem Führungselement 7b und dem Lagerkörper-Trägerelement 5b in beiden Abschnitten zu ermöglichen, weist die Führungs-Vorrichtung 1b vier Lagerkörper 6 auf. Während der Verlagerung entlang des ungeraden Abschnitts sind die drei oberen, dem Karosserieelement 4 zugewandten Lagerkörper 6 mit der Innenwand 9 des Führungselements 7b in Kontakt. Der untere, dem Karosserieelement 4 abgewandte Lagerkörper 6 ist von der Innenwand 9 des Führungselements 7b beabstandet. Während der Verlagerung entlang des zweiten, geraden Abschnitts sind die unteren drei Lagerkörper 6, die dem Karosserieelement 4 abgewandt sind, mit der Innenwand 9 des Führungselements 7b in Kontakt. Dagegen ist der obere, dem Karosserieelement 4 zugewandte Lagerkörper 6, während dieser geradlinigen Verlagerung von der Innenwand 9 des Führungselements 7b beabstandet.
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Es ist auch denkbar, dass die Reihenfolge von geradem und ungeradem Abschnitt bezüglich des Karosserieelements 4 vertauscht ist. Es ist insbesondere möglich, dass mehr als zwei verschieden ausgeführte, gerade und/oder ungerade Abschnitte entlang der Lagerkörper-Trägerelement-Längsachse 8b angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Führungs-Vorrichtung ermöglicht eine variable Anpassung an eine Ausfahr-Charakteristik für das Karosserieelement 4 an dem Kraftfahrzeug 3.
