DE102016112615A1

DE102016112615A1 - Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Kameraeinheit und ein Verfahren zum Betätigen der Vorrichtung

Info

Publication number: DE102016112615A1
Application number: DE102016112615.2A
Authority: DE
Inventors: Heiko Schütz
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kameraeinheit (10), einem Gehäuse (20), in welchem die Kameraeinheit (10) bewegbar aufgenommen ist, einem Schutzelement (11) für die Kameraeinheit (10), und einer Antriebseinheit (30), um die Kameraeinheit (10) in eine Ruheposition (A) und in eine aktive Position (B) sowie das Schutzelement (11) in eine Schließstellung (I) und in eine Offenstellung (II) zu überführen, wobei in der Schließstellung (I) des Schutzelementes (11) die Kameraeinheit (10) sich in ihrer Ruheposition (A) von außen unzugänglich hinter dem Schutzelement (11) befindet und in der Offenstellung (II) des Schutzelementes (11) die Kameraeinheit (10) in die aktive Position (B) zur Bilderfassung bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff vom Anspruch 1 für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kameraeinheit, einem Gehäuse, in welchem die Kameraeinheit bewegbar aufgenommen ist, einem Schutzelement für die Kameraeinheit, und einer Antriebseinheit, um die Kameraeinheit in eine Ruheposition und in eine aktive Position sowie das Schutzelement in eine Schließstellung und in eine Offenstellung zu überführen, wobei in der Schließstellung des Schutzelementes die Kameraeinheit sich in ihrer Ruheposition von außen unzugänglich hinter dem Schutzelement befindet und in der Offenstellung des Schutzelementes die Kameraeinheit in die aktive Position zur Bilderfassung bringbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff vom Anspruch 16 zum Betätigen einer derartigen Vorrichtung.
Vorrichtungen mit Kameraeinheiten sind zur Umfelderfassung von Kraftfahrzeugen grundsätzlich bekannt. Derartige Vorrichtungen kommen bspw. als Einpark- und/oder Rangierhilfen bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, um insbesondere die mit den konventionellen Spiegeln des Kraftfahrzeugs nicht einsehbaren Bereiche um das Auto herum zu erfassen. Eine beispielhafte Vorrichtung ist aus der DE 10 2010 001 108 bekannt.
Bei solchen Vorrichtungen stellt es sich immer wieder als Problem heraus, dass die Vorrichtungen strikten geometrischen Anforderungen und einem eingeschränkten Bauraum entsprechen müssen. Bei manchen bekannten Vorrichtungen wird nur die Kameraeinheit unmittelbar angetrieben, wobei die Antriebswirkung von der Kameraeinheit auf ein Schutzelement bzw. ein Deckelelement übertragen wird. Dabei muss die Kameraeinheit das Schutzelement meistens gegen die Wirkung einer Feder in die Offenstellung aufdrücken. Die Feder ist dabei vorgesehen, um das Schutzelement zurück in die Schließstellung zu belasten. Bei solchen Vorrichtungen sind nachteiligerweise hohe Antriebsleistungen erforderlich. Außerdem ist es bei solchen Vorrichtungen nachteilig, dass das Schutzelement in einer Offenstellung verharren kann und die Kameraeinheit schließlich nicht zuverlässig vor Umwelteinflüssen schützen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Kameraeinheit zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile zumindest zum Teil überwindet und vorzugsweise einfach, kompakt und kostengünstig aufgebaut ist. Insbesondere soll die Vorrichtung wenig Bauraum erfordern und einen wirksamen Schutz der Kameraeinheit ermöglichen. Ferner soll ein Verfahren zum Betätigen einer solchen Vorrichtung bereitgestellt werden. Das Verfahren soll insbesondere ermöglichen, dass die Kameraeinheit zuverlässig zwischen einer Ruheposition und einer aktiven Position und das Schutzelement zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verstellt werden können, bevorzugt ohne die Mitwirkung einer Feder.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Kameraeinheit mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch sowie durch ein Verfahren zum Betätigen einer derartigen Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Vorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere KFZ, gelöst, die mit einer Kameraeinheit, einem Gehäuse, in welchem die Kameraeinheit bewegbar aufgenommen ist, einem Schutzelement für die Kameraeinheit, und einer Antriebseinheit ausgeführt ist, um die Kameraeinheit in eine Ruheposition und in eine aktive Position sowie das Schutzelement in eine Schließstellung und in eine Offenstellung zu überführen, wobei in der Schließstellung des Schutzelementes die Kameraeinheit sich in ihrer Ruheposition von außen unzugänglich hinter dem Schutzelement befindet und in der Offenstellung des Schutzelementes die Kameraeinheit in die aktive Position zur Bilderfassung bringbar ist. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass das Gehäuse ein erstes Schwenkelement aufweist, an welchem die Kameraeinheit bewegbar gelagert ist, dass das Gehäuse ein zweites Schwenkelement aufweist, um die Antriebswirkung von der Antriebseinheit auf das erste Schwenkelement zu übertragen, und dass das Gehäuse ein drittes Schwenkelement aufweist, um die Antriebswirkung von der Kameraeinheit auf das Schutzelement zu übertragen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann am Kraftfahrzeug, insbesondere am vorderen oder hinteren Ende des Kraftfahrzeuges, angeordnet sein. Bspw. kann die Vorrichtung in dem Fahrzeugrahmen, in einem Verkleidungselement, wie einem Stoßfänger, oder in der Kofferraumklappe des Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Das erfindungsgemäße Gehäuse kann dabei ein- oder mehrteilig ausgeführt sein und bspw. ein Trägerelement (bspw. In Form eines Rahmens) mit ggf. einer Gehäusehaube und ggfs. einer Trennwand zwischen der Kameraeinheit und der Antriebseinheit umfassen. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Gehäuse jegliche in Bezug zum h Fahrzeug stehenden Teile zum Umschließen bzw. Aufnehmen der Vorrichtung bedeuten.
Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass die Antriebswirkung über einen Übertragungsmechanismus mit mindestens drei Schwenkelementen auf die Kameraeinheit und auf das Schutzelement übertragen wird. Somit erwächst ein erster Vorteil der Erfindung darin, dass der Bewegungsablauf der Kameraeinheit und des Schutzelementes flexibler ausgestaltet werden kann, und dass die Überführung der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position auf einem (sehr eingeschränkten) kleinen Bauraum, insbesondere was die Bautiefe angeht, realisiert werden kann. Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einfacher und flexibler an die strengen Bauraumerfordernisse in einem Kraftfahrzeug angepasst werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Antriebswirkung mit einem flexibleren Übertragungsmechanismus mittels zumindest dreier Schwenkelemente sowohl auf die Kameraeinheit als auch auf das Schutzelement übertragen werden kann. Die Antriebswirkung wird dabei zum Öffnen und zum Schließen des Schutzelementes sowie zum Überführen der Kameraeinheit zwischen ihren jeweiligen Positionen auf das Schutzelement und die Kameraeinheit übertragen. Somit muss nicht die Kameraeinheit das Schutzelement aufdrücken und das Schutzelement muss nicht die Kameraeinheit ziehen. Folglich muss das Schutzelement nicht mit einer Feder belastet sein, um in die Schließstellung zurückzufallen. Erfindungsgemäß wird zunächst das Schutzelement für die Kamera vollständig geöffnet und erst dann, wenn sich das Schutzelement bereits in seiner endgültigen Offenstellung befindet, die Kameraeinheit anschließend in die aktive Position überführt. Die Kameraeinheit wird dabei an einem ersten Schwenkelement schwenkbar gelagert, wobei die Antriebswirkung zuerst auf das erste Schwenkelement übertragen wird, um die Kameraeinheit in Bewegung zu versetzen. Das zweite Schwenkelement dient ferner dazu, die Antriebswirkung über eine relativ kleine Drehung einer Antriebswelle, vorzugsweise nicht mehr als 80°, auf das erste Schwenkelement zu übertragen. Außerdem ermöglichen die drei erfindungsgemäßen Schwenkelemente, dass die Kameraeinheit nicht direkt das Schutzelement aufdrücken muss. Dabei wird das Schutzelement vielmehr von einem dritten Schwenkelement aufgedrückt, das ebenfalls schwenkbar am Gehäuse gelagert ist und das mit der bewegbaren Kameraeinheit in Wirkverbindung steht. Somit kann sichergestellt werden, dass das Schutzelement sowohl die Offenstellung als auch die Schließstellung unabhängig von einer (Rückstell-)Feder erreichen kann. Die Kameraeinheit muss folglich das Schutzelement nicht gegen die Wirkung der Feder in die Offenstellung aufdrücken. Auch kann somit eine kleinere Antriebswirkung ausreichen, um die Kameraeinheit und das Schutzelement anzutreiben. Zudem kann dadurch ermöglicht werden, dass das Schutzelement sowohl die Offenstellung als auch die Schließstellung sicher erreichen kann, ohne in einer der Stellungen verharren zu können.
Mit Hilfe der Erfindung wird somit ein derartiger Übertragungsmechanismus gebildet, der auf einem kleinen Bauraum und mit einem kleinen Antrieb eine zuverlässige Überführung der Kameraeinheit zwischen der Ruheposition und der aktiven Position sowie des Schutzelementes zwischen der Schließstellung und der Offenstellung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerdem einfach und kostengünstig ausgebildet. Zudem gewährleistet die erfindungsgemäße Vorrichtung einen sicheren Schutz der Kameraeinheit in der Schließstellung des Schutzelementes.
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das erste Schwenkelement, das zweite Schwenkelement und das dritte Schwenkelement derart ausgebildet sein können, dass die Bewegung des Schutzelementes aus der Schließstellung in die Offenstellung der Bewegung der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position vorauseilen kann. Auch kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Schutzelement aus der Schließstellung in die Offenstellung einen längeren Weg und/oder schneller verfahren kann als die Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position. Mit anderen Worten kann der Öffnungsvorgang des Schutzelementes schneller vollendet werden als der Öffnungsvorgang der Kameraeinheit, wobei gleichzeitig das Schutzelement einen längeren Weg verfahren und dennoch schneller die Offenstellung erreichen kann als die Kameraeinheit die aktive Position. Somit kann sichergestellt werden, dass die Bewegungsabläufe der Kameraeinheit und des Schutzelementes derart mechanisch entkoppelt werden können, dass die Kameraeinheit und das Schutzelement einander nicht unmittelbar berühren müssen, um die Antriebswirkung zu übertragen. Dadurch lässt sich die erforderliche Antriebsleistung vom Antrieb deutlich reduzieren. Auch kann damit sichergestellt werden, dass die Kameraeinheit und das Schutzelement einander nicht im Weg stehen und ihre jeweiligen Endstellungen unabhängig voneinander und sicher erreichen können. Weiterhin ist es von Vorteil, dass das Schutzelement dabei federlos gelagert und geführt werden kann.
Weiterhin kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das erste Schwenkelement ein Schwenkhebel sein kann, der schwenkbar um eine erste feste Achse am Gehäuse gelagert sein kann. Somit kann die Kameraeinheit schwenkbar um zumindest eine erste feste Achse am Gehäuse geführt werden. Mithin kann vorteilhafterweise der Bewegungsablauf der Kameraeinheit zwischen der Ruheposition und der aktiven Position schwenkbar um zumindest eine erste feste Achse am Gehäuse bestimmt werden. Zudem kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das erste Schwenkelement eine Führungskulisse aufweisen kann, in welche ein Führungsnocken an einem kameraseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes eingreifen kann. Das zweite Schwenkelement wird dabei als erstes von der Antriebseinheit angetrieben. Durch die Führungskulisse kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Antriebswirkung mit einem veränderlichen Hebel übertragen werden kann, dass die Kameraeinheit störungsfreier und kollisionsfreier geführt werden kann, und dass Teile der Vorrichtung nicht miteinander verharren können. Anfangs, ausgehend aus der Ruheposition der Kameraeinheit, kann der Führungsnocken am kameraseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes zunächst in der Mitte der Führungskulisse eingreifen. Dadurch kann die Antriebswirkung anfangs mit einem mittleren Hebel auf das erste Schwenkelement übertragen werden. Danach, ungefähr in der ersten Hälfte des Bewegungsablaufes der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position, kann der Führungsnocken am kameraseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes zu einem Ende der Führungskulisse verfahren, welches einen kleineren Hebel ermöglicht. Dadurch kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Kameraeinheit zunächst reduziert werden, damit das Schutzelement schneller die Offenstellung erreichen kann als die Kameraeinheit die aktive Position, ohne mit der Kameraeinheit zu kollidieren. Danach, in der zweiten Hälfte des Bewegungsablaufes der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position, kann der Führungsnocken am kameraseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes in Richtung zu einem Ende der Führungskulisse verfahren, welches einen größeren Hebel ermöglicht. Dadurch kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Kameraeinheit wieder erhöht werden, wenn das Schutzelement die Offenstellung beinahe erreicht hat, sodass die Kameraeinheit nun schneller in die aktive Position verfahren kann, ohne die Bewegung des Schutzelementes zu beeinträchtigen.
Des Weiteren kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kameraeinheit schwenkbar um eine mit dem ersten Schwenkelement erste bewegbare Achse am ersten Schwenkelement gelagert sein kann. Damit lässt sich der Vorteil erreichen, dass der Bewegungsablauf der Kameraeinheit zwischen der Ruheposition und der aktiven Position schwenkbar um zumindest eine weitere mit dem ersten Schwenkelement bewegbare Achse bestimmt werden kann. Die Kameraeinheit kann folglich einerseits um eine erste feste Achse am Gehäuse und andererseits um eine mit dem ersten Schwenkhebel erste bewegbare Achse verschwenkt werden. Dadurch kann die Kameraeinheit eine wellenförmige Bewegung ausführen, die sich auf einem kleinen Bauraum leichter ausführen lässt als die Bewegung mit nur einem Freiheitsgrad. Die erfindungsgemäße Führungskulisse am ersten Schwenkelement lässt außerdem die Antriebswirkung mit veränderlicher Stärke auf die Kameraeinheit übertragen, wodurch sich die Bewegungsgeschwindigkeit der Kameraeinheit derart steuern lässt, dass das Schutzelement schneller die Offenstellung erreichen kann als die Kameraeinheit die aktive Position.
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das zweite Schwenkelement ein Schwenkwinkel ist, der an einem Scheitelpunkt schwenkbar um eine zweite feste Achse am Gehäuse gelagert sein kann. Dabei kann der Schwenkwinkel die Antriebswirkung auf einem kleinen Bauraum vorteilhafterweise verstärken. Hierzu kann der Schwenkwinkel eine Art Übersetzung zwischen einer Drehung einer Antriebswelle der Antriebseinheit und einer Drehung des Schwenkwinkels selbst um die zweite feste Achse am Gehäuse herstellen.
Weiterhin kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das zweite Schwenkelement einen antriebsseitigen Schenkel und einen kameraseitigen Schenkel aufweisen kann. Dabei kann der antriebsseitige Schenkel eine Antriebskulisse aufweisen, in welche ein Antriebsnocken an einer Antriebskurbel der Antriebseinheit eingreifen kann, wobei der kameraseitige Schenkel einen Führungsnocken aufweisen kann, welcher in eine Führungskulisse am ersten Schwenkelement eingreifen kann. Mit Hilfe der Antriebskulisse am antriebsseitigen Schenkel kann vorteilhafterweise, die Antriebswirkung zwischen dem zweiten Schenkelelement und dem ersten Schenkelelement mit einem veränderlichen Übersetzungsverhältnis verstärken. Die Antriebskulisse und die Führungskulisse können vorteilhafterweise dazu beitragen, dass anfangs, ausgehend aus der Ruheposition der Kameraeinheit, die Antriebswirkung auf die Kameraeinheit kleiner ist als die Antriebswirkung in der Nähe der aktiven Position. Dabei kann die Antriebswirkung stärker werden, während sich die Kameraeinheit der aktiven Position nähert. Somit kann die Kameraeinheit ungefähr in der ersten Hälfte ihres Bewegungsablaufes aus der Ruheposition in die aktive Position langsamer angetrieben werden als in der zweiten Hälfte. Somit kann das Schutzelement als erstes die Offenstellung erreichen, während die Kameraeinheit noch in die aktive Position verfährt.
Zudem kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit eine Kurbel und einen Antriebsnocken aufweisen kann, welcher in eine Antriebskulisse an einem antriebsseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes eingreifen kann. Der Vorteil einer Kurbel liegt dabei darin, dass nur ein Schaft für die Kurbel durch das erfindungsgemäße Gehäuse geführt werden muss. Somit muss nur eine kleine Öffnung von der Antriebseinheit zum Gehäuse abgedichtet werden, um sicherzustellen, dass keine Feuchtigkeit oder Schmutz von außen zu der Antriebseinheit gelangt. Der Vorteil einer Antriebskulisse an einem antriebsseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes liegt ferner darin, dass die Antriebswirkung mit einer veränderlichen Übersetzung über das zweite Schwenkelement auf das erste Schwenkelement übertragen werden kann.
Des Weiteren kann die Erfindung vorsehen, dass das dritte Schwenkelement ein Schwenkwinkel sein kann, der an einem Schenkelende schwenkbar um eine dritte feste Achse am Gehäuse gelagert sein kann, wobei der Schwenkwinkel an einem Scheitelpunkt schwenkbar um eine mit der Kameraeinheit dritte bewegbare Achse an der Kameraeinheit gelagert sein kann. Somit kann einerseits der Vorteil erreicht werden, dass der Bewegungsablauf der Kameraeinheit zwischen der Ruheposition und der aktiven Position schwenkbar um noch eine, nämlich die dritte feste, Achse am Gehäuse bestimmt werden kann. Folglich kann der Bewegungsablauf der Kameraeinheit auf einem kleinen Bauraum flexibler ausgeführt werden, wobei die Kameraeinheit eine wellenförmige Bewegung einerseits um eine erste feste Achse am Gehäuse, andererseits um eine mit dem ersten Schwenkelement bewegbare, nämlich erste bewegbare, Achse sowie um eine weitere feste, nämlich dritte feste, Achse am Gehäuse ausführen kann. Andererseits kann das dritte Schwenkelement in Form eines Schwenkwinkels vorteilhafterweise sicherstellen, dass sich das dritte Schwenkelement mit einem Schenkelende am Gehäuse abstützen und mit dem anderen Schenkelende das Schutzelement betätigen kann. Lediglich der Scheitelpunkt des Schwenkwinkels kann somit mit der Kameraeinheit mitgeführt werden. Dadurch kann der Bewegungsablauf der Kameraeinheit vom Bewegungsablauf des Schutzelementes vorteilhafterweise entkoppelt werden.
Erfindungsgemäß kann es ferner vorgesehen sein, dass das dritte Schwenkelement einen gehäuseseitigen Schenkel und einen schutzelementseitigen Schenkel aufweisen kann, wobei der schutzelementseitige Schenkel einen Übertragungsnocken aufweisen kann, welcher in eine Übertragungskulisse an einem Übertragungselement des Schutzelementes eingreifen kann. Durch den gehäuseseitigen Schenkel, der um eine dritte feste Achse am Gehäuse nahe einer Öffnungskante schwenkbar gelagert sein kann, lässt sich sicherstellen, dass die Öffnung im Gehäuse für die Kameraeinheit klein ausgeführt sein kann, bspw. etwas größer als der Durchmesser der Kameraeinheit. Hierbei kann die Kameraeinheit um die Öffnungskante im Gehäuse nach außen um die dritte feste Achse verschwenken, ohne mit der Öffnungskante zu kollidieren. Der schutzelementseitige Schenkel zwischen der Kameraeinheit und dem Schutzelement kann dazu beitragen, dass die Kameraeinheit stets beabstandet zum Schutzelement geführt werden kann. Ein Abstand zwischen der dritten festen Achse am Gehäuse und dem Übertragungsnocken am schutzelementseitigen Schenkel des dritten Schwenkelementes kann eine vergrößerte Übersetzung der Antriebswirkung auf das Schutzelement im Vergleich zur Antriebswirkung auf die Kameraeinheit herstellen, zumindest in der ersten Bewegungshälfte der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position. Die Übertragungskulisse am Übertragungselement des Schutzelementes kann weiterhin vorteilhafterweise ermöglichen, dass in der zweiten Bewegungshälfte der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position ein Nachlauf für die Kameraeinheit realisiert werden kann, nachdem das Schutzelement die Offenstellung bereits erreicht hat und in der Offenstellung ruht.
Weiterhin kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Schutzelement ein Übertragungselement, insbesondere in Form eines Armes, aufweisen kann, an welchem eine Übertragungskulisse ausgebildet sein kann, in welche ein Übertragungsnocken an einem schutzelementseitigen Schenkel des dritten Schwenkelementes eingreifen kann. Das Übertragungselement kann dabei vorteilhafterweise dazu beitragen, dass die Kameraeinheit und das Schutzelement sich nicht berühren. Auch kann das Übertragungselement vorteilhafterweise dafür sorgen, dass der Bewegungsablauf der Kameraeinheit in der zweiten Hälfte der Bewegung aus der Ruheposition in die aktive Position stabilisiert werden kann. Das Übertragungselement kann erfindungsgemäß derart ausgebildet sein und die Übertragungskulisse kann eine derartige abfallende Neigung aufweisen, dass anfangs, wenn das Schutzelement gerade die Schließstellung verlässt, der Übertragungsnocken am schutzelementseitigen Schenkel des dritten Schwenkelementes zunächst mittig in der Übertragungskulisse eingreift und in der ersten Bewegungshälfte der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position nach oben bezgl. des Schutzelementes in der Übertragungskulisse wandelt, wodurch die Antriebswirkung vom dritten Schwenkelement auf das Schutzelement größer werden kann und das Schutzelement schnell die Offenstellung erreichen kann. In der zweiten Bewegungshälfte der Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position kann der Übertragungsnocken am schutzelementseitigen Schenkel des dritten Schwenkelementes von oben bis nach unten in der Übertragungskulisse verfahren, ohne eine Antriebswirkung auf das Schutzelement auszuüben, was lediglich einem Nachlauf der Kamera in die aktive Position dienen kann.
Erfindungsgemäß kann das Gehäuse weiterhin ein viertes Schwenkelement aufweisen, an welchem das Schutzelement, insbesondere starr, gelagert sein kann, wobei das Schwenkelement schwenkbar um eine vierte feste Achse am Gehäuse gelagert sein kann. Das vierte Schwenkelement kann den Vorteil ermöglichen, dass das Schutzelement schwenkbar um die vierte feste Achse am Gehäuse aus der Schließstellung in die Offenstellung überführt werden kann. Ein Wirkungsabgriff der Antriebswirkung am Übertragungselement kann zudem einen vergrößerten Betätigungshebel des dritten Schwenkelementes auf das Schutzelement ermöglichen, der die erforderliche Antriebsleistung reduzieren kann. Somit kann die Antriebswirkung gemäß der Erfindung einfach und wirkungsvoll auf das Schutzelement übertragen werden. Hierzu kann erfindungsgemäß ein kleinerer Antrieb ausreichen als in herkömmlichen Vorrichtungen.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass in der Offenstellung des Schutzelementes das vierte Schwenkelement für einen kameraseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes einen Anschlag bilden kann, um das Schutzelement in der Offenstellung zu arretieren, und dass in der Schließstellung des Schutzelementes das vierte Schwenkelement von dem kameraseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes beabstandet sein kann. Folglich kann der Vorteil erreicht werden, dass das Schutzelement in der Offenstellung gesichert sein kann, wenn die Kameraeinheit vollständig die aktive Position erreicht hat, wobei während der Bewegung der Kameraeinheit von der Ruheposition in die aktive Position das vierte Schwenkelement den kameraseitigen Schenkel des zweiten Schwenkelementes nicht behindert, die Antriebswirkung von der Antriebseinheit auf das erste Schwenkelement und danach auf die Kameraeinheit zu übertragen.
Des Weiteren kann die Erfindung vorsehen, dass die Führungskulisse des ersten Schwenkelementes, die Antriebskulisse des zweiten Schwenkelementes und die Übertragungskulisse des Schutzelementes geradlinig und/oder gebogen ausgebildet sein können. Mit der Ausgestaltung der Führungskulisse, der Antriebskulisse und der Übertragungskulisse kann dabei vorteilhafterweise beliebiger Geometrie und beliebigen Bauraumerfordernissen flexibel entsprochen werden. Die Führungskulisse und die Übertragungskulisse können bspw. geradlinig ausgeführt sein, um die Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes möglichst stabil zu halten. Auch ist es im Sinne der Erfindung denkbar, dass ein antriebsseitiger Schenkel des zweiten Schwenkelementes gebogen ausgebildet sein kann. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass der für die Vorrichtung erforderliche Bauraum in die Fahrzeuglängsrichtung reduziert werden kann. Die Antriebskulisse kann dabei vorzugsweise gebogen ausgeführt sein, um dem gebogenen zweiten Schwenkelement zu entsprechen und die Antriebswirkung gleichmäßig über eine Drehung der Antriebskurbel abzugreifen.
Ferner kann die Erfindung vorsehen, dass das erste Schwenkelement und/oder das dritte Schwenkelement schaukelartig und/oder U-förmig ausgebildet sein können/kann, und/oder dass das erste Schwenkelement einen doppelten Schwenkhebel und einen ersten Verbindungssteg und/oder das dritte Schwenkelement einen doppelten Schwenkwinkel und einen dritten Verbindungssteg aufweisen können/kann. Somit kann der Vorteil erreicht werden, dass das erste Schwenkelement und/oder das dritte Schwenkelement die Kameraeinheit beidseitig umschließen und quasi einen Schlitten für die Kameraeinheit bilden können/kann. Dadurch kann der Bewegungsablauf der Kameraeinheit, insbesondere in der ersten Hälfte des Bewegungsablaufes aus der Ruheposition in die aktive Position, vergleichmäßigt und stabilisiert werden.
Zudem kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das vierte Schwenkelement und/oder das Übertragungselement doppelt ausgeführt sein können/kann, wobei das Schutzelement eine Platte bilden kann, und wobei das doppelte Schwenkelement und/oder das doppelte Übertragungselement, insbesondere vier, Beine bilden, die an der Platte angeordnet sind und sich in Richtung zur Kameraeinheit erstrecken. Dadurch kann der Vorteil erreicht werden, dass das vierte Schwenkelement und/oder das Übertragungselement die Kameraeinheit beidseitig umschließen können/kann, um den Bewegungsablauf der Kameraeinheit, insbesondere in der zweiten Hälfte des Bewegungsablaufes aus der Ruheposition in die aktive Position zu vergleichmäßigen und zu stabilisieren.
Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Betätigen einer Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, wobei die Vorrichtung mit einer Kameraeinheit, einem Gehäuse, in welchem die Kameraeinheit bewegbar aufgenommen ist, einem Schutzelement für die Kameraeinheit, und einer Antriebseinheit, um die Kameraeinheit in eine Ruheposition und in eine aktive Position sowie das Schutzelement in eine Schließstellung und in eine Offenstellung zu überführen, ausgebildet ist, wobei in der Schließstellung des Schutzelementes die Kameraeinheit sich in ihrer Ruheposition von außen unzugänglich hinter dem Schutzelement und in der Offenstellung des Schutzelementes die Kameraeinheit sich in der aktiven Position zur Bilderfassung befindet. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schutzelement die Offenstellung schneller erreicht als die Kameraeinheit die aktive Position, wobei die Kameraeinheit sich immer noch in die aktive Position bewegt, wenn das Schutzelement die Offenstellung bereits erreicht hat. Mit anderen Worten eilt der Öffnungsvorgang des Schutzelementes deutlich dem Öffnungsvorgang der Kamera voraus. Somit kann sichergestellt werden, dass die Bewegungsabläufe der Kameraeinheit und des Schutzelementes soweit entkoppelt werden können, dass die Kameraeinheit und das Schutzelement einander nicht unmittelbar berühren müssen. Dadurch lässt sich die erforderliche Antriebsleistung deutlich reduzieren. Auch kann damit sichergestellt werden, dass die Kameraeinheit und das Schutzelement einander nicht im Weg stehen und ihre jeweiligen Endstellungen unabhängig voneinander und sicher erreichen können. Weiterhin ist es von Vorteil, dass das Schutzelement dabei federlos gelagert und geführt werden kann. Ein Verharren von Elementen der Vorrichtung wird durch Antreiben sowohl der Kameraeinheit als auch des Schutzelementes vorteilhafterweise reduziert.
Im Rahmen der Erfindung kann es ferner vorgesehen sein, dass die Kameraeinheit die Antriebswirkung, zumindest mittelbar, an das Schutzelement übertragen kann.
Erfindungsgemäß kann die Kameraeinheit als ein Übertragungsglied in einem Übertragungsmechanismus der Erfindung mit mindestens drei Schwenkelementen sein. Vorteilhafterweise ist dabei, dass die Kameraeinheit in diesem Übertragungsmechanismus zwischen der Antriebseinheit und dem Schutzelement steht und dennoch das Schutzelement schneller seine Offenstellung erreicht als die Kameraeinheit die aktive Position. Auch ist es vorteilhaft, dass die Kameraeinheit das Schutzelement nicht aufdrücken muss, wodurch die Gefahr eines Verharrens des Schutzelementes in der Offenstellung vermindert werden kann.
Weiterhin kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Schutzelement aus der Schließstellung in die Offenstellung einen längeren Weg verfahren kann als die Kameraeinheit aus der Ruheposition in die aktive Position. Gemeint ist damit, dass das Schutzelement um einen größeren Winkel um eine vierte feste Achse am Gehäuse verschwenkt werden kann als die Kameraeinheit um eine erste feste Achse am Gehäuse und/oder um eine dritte feste Achse am Gehäuse. Vorteilhaft ist dabei, dass das Schutzelement einen breiteren Winkel freigeben kann, als es für die Bewegung der Kameraeinheit mindestens notwendig wäre. Auch kann damit sichergestellt werden, dass das Schutzelement eine Bilderfassung durch die Kameraeinheit nicht beeinträchtigt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1: eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2a: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes,
2b: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 2a,
2c: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 2b,
2d: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 2c,
2e: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 2d,
3a: eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 mit einem offenen Gehäuse während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes,
3b: eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 mit einem offenen Gehäuse während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 3a,
3c: eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 mit einem offenen Gehäuse während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 3b,
3d: eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 mit einem offenen Gehäuse während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 3c,
3e: eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 mit einem offenen Gehäuse während der Bewegung der Kameraeinheit und des Schutzelementes und fortlaufend nach der 3d,
4a: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung im zusammengebauten Zustand,
4b: eine Frontsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung im zusammengebauten Zustand, und
4c: eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung im zusammengebauten Zustand.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 4c jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, die eine Kameraeinheit 10, ein Gehäuse 20, in welchem die Kameraeinheit 10 bewegbar aufgenommen ist, ein Schutzelement 11 für die Kameraeinheit 10 und eine Antriebseinheit 30 umfasst. Das erfindungsgemäße Gehäuse 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung zweiteilig ausgeführt, mit einer Gehäusehaube 20.2 und einer Trennwand 20.1 zur Antriebseinheit 30. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Gehäuse 20 noch mehr Teile umfassen, wie z. B. ein Trägerelement zum Befestigen der Vorrichtung 1 am Kraftfahrzeug. Vorderseitig weist das Gehäuse 20, insbesondere die Gehäusehaube 20.2 oder das Trägerelement, eine Öffnung für die Kameraeinheit 10 auf, durch welche die Kameraeinheit 10 Bilder von der Umgebung des Kraftfahrzeuges aufnehmen kann. Diese Öffnung wird durch das Schutzelement 11 verschlossen und bei Bedarf geöffnet. Die Antriebseinheit 30 ist dabei dafür ausgebildet, um die Kameraeinheit 10 in eine Ruheposition A (s. die 2a und 3a) und in eine aktive Position B (s. die 2e und 3e) sowie das Schutzelement 11 in eine Schließstellung I (s. die 2a und 3a) und in eine Offenstellung II (s. die 2d und 2e sowie die 3d und 3e) zu überführen. In der Schließstellung I des Schutzelementes 11 befindet sich die Kameraeinheit 10 in ihrer Ruheposition A, d. h. von außen unzugänglich hinter dem Schutzelement 11. In der Offenstellung II des Schutzelementes 11, die bereits in den Stellungen gemäß den 2d bzw. 3d erreicht ist, kann die Kameraeinheit 10 ihre Bewegung in die aktive Position B gemäß den 2e und 3e zur Bilderfassung vervollständigen.
Erfindungsgemäß sind am Gehäuse 20 mehrere, jedoch mindestens drei, Schwenkelemente vorgesehen, die die Bewegung der Kameraeinheit 10 aus der geschützten Ruheposition A in die aktive Position B auf einem kleinen Bauraum im Gehäuseinneren ermöglichen.
Ein erstes Schwenkelement 21 ist vorgesehen, das in Form eines doppelten Schwenkhebels 21.1, 21.2 ausgebildet ist, um die Kameraeinheit 10 einerseits schwenkbar um eine erste feste Achse F1 am Gehäuse 20 und andererseits schwenkbar um eine erste bewegbare Achse K1 zu lagern, wobei die bewegbare Achse K1 mit einem kameraseitigen Ende des ersten Schwenkelementes 21 und mit der Kameraeinheit 10 bewegbar ist.
Ein zweites Schwenkelement 22 ist vorgesehen, das in Form eines Schwenkwinkels ausgebildet ist, um die Antriebswirkung von der Antriebseinheit 30 auf das erste Schwenkelement 21 zu übertragen. Das zweite Schwenkelement 22 ist dabei schwenkbar an eine zweite feste Achse F2 am Gehäuse 20 gelagert.
Ein drittes Schwenkelement 23 ist vorgesehen, das in Form eines doppelten Schwenkwinkels 23.1, 23.2 ausgebildet ist, um die Antriebswirkung von der Kameraeinheit 10 auf das Schutzelement 11 zu übertragen. Das dritte Schwenkelement 23 ist schwenkbar um eine dritte feste Achse F3 am Gehäuse 20 gelagert. Ferner ist das dritte Schwenkelement 23 schwenkbar um eine dritte bewegbare Achse K3 mit der Kameraeinheit 10 verbunden, die sich mit der Kameraeinheit 10 bewegen kann. Am äußersten Ende des dritten Schwenkelementes 23 ist es mit einem Übertragungselement 11b des Schutzelementes 11 wirkverbunden.
Ein viertes Schwenkelement 24 ist vorgesehen, das in Form eines doppelten Schwenkhebels 24.1, 24.2 ausgebildet ist, um das Schutzelement 11 schwenkbar um eine vierte feste Achse F4 am Gehäuse 20 zu lagern.
Wie es aus der 1 ersichtlich ist, sind das erste Schwenkelement 21 und das dritte Schwenkelement 23 schaukelartig bzw. U-förmig ausgebildet, wobei das erste Schwenkelement 21 einen doppelten Schwenkhebel 21.1, 21.2 und einen ersten Verbindungssteg 21.3 und das dritte Schwenkelement 23 einen doppelten Schwenkwinkel 23.1, 23.2 und einen dritten Verbindungssteg 23.3 aufweisen. Somit nehmen das erste Schwenkelement 21 und das dritte Schwenkelement 23 die Kameraeinheit 10 schaukelartig auf und führen die Kameraeinheit 10 für mehr Stabilität beidseitig.
Ferner zeigt die 1, dass das vierte Schwenkelement 24 und das Übertragungselement 11b ebenfalls doppelt ausgeführt sind, wobei das Schutzelement 11 eine Art Platte bzw. einen Boden bildet, an welcher bzw. an welchem das doppelte Schwenkelement 24.1, 24.2 und das doppelte Übertragungselement 11b wie vier Beine eines Tisches angeordnet sind und sich ins Innere des Gehäuses 20 erstrecken. Das doppelte Schwenkelement 24.1, 24.2 und das doppelte Übertragungselement 11b umschließen die Kameraeinheit 10 ebenfalls beidseitig, um für eine bessere Stabilität beim Antreiben der Kameraeinheit 10 zu sorgen.
Die 2a bis 2e zeigen einen Bewegungsablauf der Kameraeinheit 10 zwischen der Ruheposition A gemäß der 2a und der aktiven Position gemäß der 2e sowie den Bewegungsablauf des Schutzelementes 11 zwischen der Schließposition I gemäß der 2a und der Offenposition II gemäß der 2d oder der 2e. Die 2a bis 2e sind dabei Schnittdarstellungen der Vorrichtung 1 entlang der Linie S-S, die in der 4a angedeutet ist. Erfindungsgemäß sorgen das erste Schwenkelement 21, das zweite Schwenkelement 22 und das dritte Schwenkelement 23 dafür, dass die Bewegung des Schutzelementes 11 aus der Schließstellung I in die Offenstellung II der Bewegung der Kameraeinheit 10 aus der Ruheposition A in die aktive Position B vorauseilt. Dies geschieht obwohl das Schutzelement 11 aus der Schließstellung I in die Offenstellung II einen längeren Weg verfährt als die Kameraeinheit 10 aus der Ruheposition A in die aktive Position B, und obwohl die Kameraeinheit 10 in der Antriebskette vor dem Schutzelement 11 steht. Wie insbesondere die 2d zeigt, wird der Öffnungsvorgang des Schutzelementes 11 schneller vollendet als der Öffnungsvorgang der Kameraeinheit 11, die erst in der Position gemäß der 2e die aktive Position B erreicht. Dabei ist es ersichtlich, dass das Schutzelement 11 zuerst seine Offenstellung II erreicht. Wenn sich das Schutzelement 11 bereits in der Stellung gemäß der 2d befindet, bewegt sich die Kameraeinheit 10 immer noch aus der Ruheposition A in die aktive Position B. Somit können die Kameraeinheit 10 und das Schutzelement 11 derart voneinander entkoppelt bzw. beabstandet werden, dass die Kameraeinheit 10 und das Schutzelement 11 in keiner der Stellungen oder Positionen miteinander kollidieren müssen. Die Antriebswirkung wird dabei über die mindestens drei Schwenkelemente 21, 22, 23 übertragen, wobei die Kameraeinheit 10 nur ein Koppelglied eines erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus bildet und das Schutzelement 11 nicht unmittelbar aufdrücken muss. Dadurch kann die Antriebsleistung deutlich reduzieren werden und das Schutzelement 11 ohne eine Feder sowohl aus der Schließstellung I in die Offenstellung II als auch aus der Offenstellung II in die Schließstellung I angetrieben werden.
Die 3a bis 3e zeigen einen Bewegungsablauf der Kameraeinheit 10 zwischen der Ruheposition A gemäß der 3a und der aktiven Position gemäß der 3e sowie den Bewegungsablauf des Schutzelementes 11 zwischen der Schließposition I gemäß der 3a und der Offenposition II gemäß der 3d oder der 3e. Die 3a bis 3e sind dabei Seitenansichten der Vorrichtung 1 ohne die Gehäusehaube 20.2. Die 3a bis 3e zeigen weiterhin, dass das erste Schwenkelement 21 ein Schwenkhebel ist, der schwenkbar um die erste feste Achse F1 am Gehäuse 20 gelagert ist. Somit wird der Bewegungsablauf der Kameraeinheit 10 zwischen der Ruheposition A und der aktiven Position B zunächst schwenkbar um die erste feste Achse F1 am Gehäuse 20 dargestellt. Am äußersten Ende bzw. am kameraseitigen Ende des ersten Schwenkelementes 21 ist eine geradlinige Führungskulisse 21B ausgebildet, in welche ein Führungsnocken 22B an einem kameraseitigen Schenkel 22b des zweiten Schwenkelementes 22 eingreift. Das zweite Schwenkelement 22 nimmt erfindungsgemäß als erstes von allen Schwenkelementen 21, 22, 23, 24 die Antriebswirkung von der Antriebseinheit 30 auf. Hierzu weist die Antriebseinheit 30 eine Kurbel 31 und einen Antriebsnocken 31A auf, welcher in eine bogenförmige Antriebskulisse 22A an einem antriebsseitigen Schenkel 22a des zweiten Schwenkelementes 22 eingreift. Dabei muss nur ein dünner Schaft für die Kurbel 31 durch eine kleine Öffnung in der Trennwand 20.1 des Gehäuses 20 geführt werden und nur diese kleine Öffnung muss abgedichtet werden, um die Antriebseinheit 30 vor Witterungseinflüssen von außerhalb des Kraftfahrzeuges zu schützen. Das zweite Schwenkelement 22 weist dabei einen antriebsseitigen Schenkel 22a und einen kameraseitigen Schenkel 22b auf. Der antriebsseitige Schenkel 22a ist bodenförmig ausgebildet, um die Antriebswirkung auf einem begrenzten Bauraum im Hinterraum des Gehäuses 20 durch das winkelförmige zweite Schwenkelement 22 abgreifen zu können. Der kameraseitige Schenkel 22b weist den Führungsnocken 22B auf, der in die Führungskulisse 21B am ersten Schwenkelement 21 eingreift.
Durch die Führungskulisse 21B kann die Antriebswirkung vom zweiten Schwenkelement 22 auf das erste Schwenkelement 21 mit einem veränderlichen Hebel übertragen werden. Anfangs in der Ruheposition A der Kameraeinheit 10 gemäß der 3a kann der Führungsnocken 22B am kameraseitigen Schenkel 22b des zweiten Schwenkelementes 22 zunächst in der Mitte der Führungskulisse 21B eingreifen. Dadurch kann die Antriebswirkung anfangs mit einem mittleren Hebel vom zweiten Schwenkelement 22 auf das erste Schwenkelement 21 übertragen werden. Zwischen der Position der Kameraeinheit 10 gemäß der 2a und der Position gemäß der 3c verfährt der Führungsnocken 22B aus der Mitte der Führungskulisse 21B bis zu einem Ende der Führungskulisse 21B, welches den kleinsten Hebel ermöglicht. Dabei wird die Geschwindigkeit der Bewegung der Kameraeinheit 10 in der ersten Bewegungshälfte aus der Ruheposition A in die aktive Position B zunächst reduziert. In den Positionen zwischen den 3a und 3c kann sich das Schutzelement 11 deswegen schneller bewegen als die Kameraeinheit 10. In der Position gemäß der 3d hat das Schutzelement 11 die Offenstellung II bereits erreicht, wobei die Kameraeinheit 10 noch nicht die aktive Position B erreicht hat.
Nach der Position gemäß der 3c und bis zur Position gemäß der 3e, ungefähr in der zweiten Hälfte des Bewegungsablaufes der Kameraeinheit 10 aus der Ruheposition A in die aktive Position B, verfährt der Führungsnocken 22B in Richtung zum kameraseitigen Ende der Führungskulisse 21B, welches einen größeren Hebel ermöglicht. Dadurch kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Kameraeinheit 10 in der zweiten Bewegungshälfte nach der Position der 2c wieder erhöht werden. Zwischen den Positionen gemäß der 3c und 3e kann die Kameraeinheit 10 sich nun schneller bewegen als das Schutzelement 11, welches in den Stellungen gemäß den 3d und 3e bereits in der Offenstellung II ruht.
Das dritte Schwenkelement 23 ist ebenfalls ein Schwenkwinkel, der an einem äußersten Ende eines gehäuseseitigen Schenkels 23a schwenkbar um die dritte feste Achse F3 am Gehäuse 20 gelagert ist, und der an einem Scheitelpunkt schwenkbar um eine mit der Kameraeinheit 10 dritte bewegbare Achse K3 an der Kameraeinheit 10 gelagert ist. Somit kann der Bewegungsablauf der Kameraeinheit 10 zwischen der Ruheposition A und der aktiven Position B schwenkbar um noch eine dritte feste Achse F3 am Gehäuse 20 mitbestimmt werden. Folglich kann der Bewegungsablauf der Kameraeinheit 10 wellenförmig zunächst um die erste feste Achse F1 am Gehäuse 20, danach um die mit dem ersten Schwenkelement 21 erste bewegbare Achse K1 und anschließend um die weitere feste, nämlich die dritte feste, Achse F3 am Gehäuse 20 ausgeführt werden.
Die 3a bis 3e zeigen ferner, dass sich das dritte Schwenkelement 23 mit einem gehäuseseitigen Schenkel 23a am Gehäuse 20 abstützt und mit dem anderen schutzelementseitigen Schenkel 23b das Schutzelement 11 über das Übertragungselement 11b betätigt. Dabei steht nur der Scheitelpunkt des Schwenkelementes 23 mit der Kameraeinheit 10 in Verbindung. Somit betätigt das dritte Schwenkelement 23 und nicht unmittelbar die Kameraeinheit 10 das Schutzelement 11. Der schutzelementseitige Schenkel 23b des dritten Schwenkelementes 23 weist dabei einen Übertragungsnocken auf, welcher in eine Übertragungskulisse 11B am Übertragungselement 11b des Schutzelementes 11 eingreift. Durch den gehäuseseitigen Schenkel 23a, der schwenkbar um die dritte feste Achse F3 am Gehäuse 20 gelagert ist, kann die Kameraeinheit 10, wie gezeigt in der 2e, um die Öffnungskante im Gehäuse 20 nach außen verschwenken, ohne mit der Öffnungskante zu kollidieren. Der schutzelementseitige Schenkel 23b des dritten Schwenkelementes 23 befindet sich zwischen der Kameraeinheit 10 und dem Schutzelement 11 und trägt zusammen mit dem Übertragungselement 11a tragen dazu bei, dass die Kameraeinheit 10 stets beabstandet zum Schutzelement 11 geführt wird. Ein Abstand zwischen der dritten festen Achse F3 am Gehäuse 20 und dem Übertragungsnocken 23B am schutzelementseitigen Schenkel 23b des dritten Schwenkelementes 23 ermöglicht in der ersten Bewegungshälfte der Kameraeinheit 10 gemäß den 3a bis 3c eine vergrößerte Übersetzung der Antriebswirkung auf das Schutzelement 11 im Vergleich zur Antriebswirkung auf die Kameraeinheit 10.
Die Übertragungskulisse 11B weist nach außen hin einen abfallenden Abstand zum Schutzelement 11 auf, wie die 3a bis 3e es zeigen. In der Stellung gemäß der 3a, in der das Schutzelement 11 gerade die Schließstellung I verlässt, greift der Übertragungsnocken 23B zunächst mittig in der Übertragungskulisse 11B ein. In der ersten Bewegungshälfte der Kameraeinheit 10 aus der Ruheposition A in die aktive Position B wandert der Übertragungsnocken 23B in der Übertragungskulisse 11B nach oben bezgl. des Schutzelementes 11. Dadurch kann die Antriebswirkung vom dritten Schwenkelement 23 auf das Schutzelement 11 erhöht werden, sodass das Schutzelement 11 schnell die Offenstellung II erreichen kann.
In der zweiten Bewegungshälfte der Kameraeinheit 10 aus der Ruheposition A in die aktive Position B bewegt sich der Übertragungsnocken 23B von oben nach unten in der Übertragungskulisse 11B. Dabei wird in den Stellungen gemäß den 3d und 3e keine Antriebswirkung mehr auf das Schutzelement 11 ausgeübt. Die Übertragungskulisse 11B kann somit in der zweiten Bewegungshälfte der Kameraeinheit 10 aus der Ruheposition A in die aktive Position B gemäß den 3d bis 3e einen Nachlauf für die Kameraeinheit 10 ermöglichen, insbesondere nachdem das Schutzelement 11 die Offenstellung II in der 3d bereits erreicht hat.
Das vierte Schwenkelement 24 dient zum schwenkbaren Lagern des Schutzelementes 11 um die vierte feste Achse F4 am Gehäuse 20, wobei das vierte Schwenkelement 24 einteilig bzw. monolithisch mit dem Schutzelement 11 ausgebildet sein kann. Das vierte Schwenkelement 24 ist derart gebogen ausgebildet, dass das Schutzelement 11 um eine Öffnungskante im Gehäuse 20 nach außen verschwenken kann, ohne mit der Öffnungskante zu kollidieren. Das vierte Schwenkelement 24 bildet außerdem, wie es in den 2e und 3e gezeigt ist, einen Anschlag 24a für den kameraseitigen Schenkel 22b des zweiten Schwenkelementes 22, um das Schutzelement 11 in der Offenstellung II zu arretieren. In der Schließstellung I des Schutzelementes 11, die in den 2a und 3a gezeigt ist, sowie in den Stellungen der 2a bis 2d sowie 3a bis 3d, ist das vierte Schwenkelement 24 vom kameraseitigen Schenkel 22b des zweiten Schwenkelementes 22 beabstandet, um die Bewegung des Schutzelementes 11 nicht zu beeinträchtigen.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch die Ausformung der erfindungsgemäßen Schwenkelemente 21, 22, 23, 24, der Führungskulisse 21B des ersten Schwenkelementes 21, der Antriebskulisse 22A des zweiten Schwenkelementes 22 und der Übertragungskulisse 11B des Schutzelementes 11 beinahe beliebiger Geometrie und beliebigen Bauraumerfordernissen in unterschiedlichen Kraftfahrzeugen flexibel entsprochen werden kann. Mit Hilfe der Erfindung können folglich Bewegungsabläufe der Kameraeinheit 10 und des Schutzelementes 11 flexibel an verschiedene Bauraumerfordernisse angepasst werden, wobei die Überführung der Kameraeinheit 10 aus der Ruheposition A in die aktive Position B sogar auf einem begrenzten Bauraum realisiert werden. Erfindungsgemäß wird somit ein derartiger Übertragungsmechanismus gebildet, der auf einem kleinen Bauraum und mit einem kleinen Antrieb eine dennoch zuverlässige Überführung der Kameraeinheit 10 zwischen der Ruheposition A und der aktiven Position B sowie des Schutzelementes 11 zwischen der Schließstellung I und der Offenstellung II und umgekehrt ermöglicht. Damit gewährleistet die erfindungsgemäße Vorrichtung einen sicheren Schutz der Kameraeinheit 10 in der Schließstellung des Schutzelementes 11. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach und kostengünstig ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
10: Kameraeinheit
11: Schutzelement
11b: Übertragungselement
11B: Übertragungskulisse
20: Gehäuse
20.1: Gehäusehaube
20.2: Trennwand
21: erstes Schwenkelement
21.1, 21.2: doppelter Schwenkhebel
21.3: erster Verbindungssteg
21B: Führungskulisse
22: zweites Schwenkelement
22a: antriebsseitiger Schenkel des zweiten Schwenkelementes
22b: kameraseitiger Schenkel des zweiten Schwenkelementes
22A: Antriebskulisse
22B: Führungsnocken
23: drittes Schwenkelement
23.1, 23.2: doppelter Schwenkwinkel
23.3: dritter Verbindungssteg
23a: gehäuseseitiger Schenkel des dritten Schwenkelementes
23b: schutzelementseitiger Schenkel des dritten Schwenkelementes
23B: Übertragungsnocken
24: viertes Schwenkelement
24.1, 24.2: doppelter Schwenkhebel
24a: Anschlag
30: Antriebseinheit
31: Kurbel
31A: Antriebsnocken
A: Ruheposition der Kameraeinheit
B: aktive Position der Kameraeinheit
F1: erste feste Achse
F2: zweite feste Achse
F3: dritte feste Achse
F4: vierte feste Achse
K1: erste bewegbare Achse
K3: dritte bewegbare Achse
I: Schließstellung des Schutzelementes 11
II: Offenstellung des Schutzelementes 11

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010001108 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kameraeinheit (10), einem Gehäuse (20), in welchem die Kameraeinheit (10) bewegbar aufgenommen ist, einem Schutzelement (11) für die Kameraeinheit (10), und einer Antriebseinheit (30), um die Kameraeinheit (10) in eine Ruheposition (A) und in eine aktive Position (B) sowie das Schutzelement (11) in eine Schließstellung (I) und in eine Offenstellung (II) zu überführen, wobei in der Schließstellung (I) des Schutzelementes (11) die Kameraeinheit (10) sich in ihrer Ruheposition (A) von außen unzugänglich hinter dem Schutzelement (11) befindet und in der Offenstellung (II) des Schutzelementes (11) die Kameraeinheit (10) in die aktive Position (B) zur Bilderfassung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) ein erstes Schwenkelement (21) aufweist, an welchem die Kameraeinheit (10) bewegbar gelagert ist, dass das Gehäuse (20) ein zweites Schwenkelement (22) aufweist, um die Antriebswirkung von der Antriebseinheit (11) auf das erste Schwenkelement (21) zu übertragen, und dass das Gehäuse (20) ein drittes Schwenkelement (23) aufweist, um die Antriebswirkung von der Kameraeinheit (10) auf das Schutzelement (11) zu übertragen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwenkelement (21), das zweite Schwenkelement (22) und das dritte Schwenkelement (23) derart ausgebildet sind, dass die Bewegung des Schutzelementes (11) aus der Schließstellung (I) in die Offenstellung (II) der Bewegung der Kameraeinheit (10) aus der Ruheposition (A) in die aktive Position (B) vorauseilt, insbesondere dass das Schutzelement (11) aus der Schließstellung (I) in die Offenstellung (II) einen längeren Weg und/oder schneller verfährt als die Kameraeinheit (10) aus der Ruheposition (A) in die aktive Position (B).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwenkelement (21) ein Schwenkhebel ist, der schwenkbar um eine erste feste Achse (F1) am Gehäuse (20) gelagert ist, wobei insbesondere das erste Schwenkelement (21) eine Führungskulisse (21B) aufweist, in welche ein Führungsnocken (22B) an einem kameraseitigen Schenkel (22b) des zweiten Schwenkelementes (22) eingreift.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (10) schwenkbar um eine mit dem ersten Schwenkelement (21) erste bewegbare Achse (K1) am ersten Schwenkelement (21) gelagert ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schwenkelement (22) ein Schwenkwinkel ist, der an einem Scheitelpunkt schwenkbar um eine zweite feste Achse (F2) am Gehäuse (20) gelagert ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schwenkelement (22) einen antriebsseitigen Schenkel (22a) und einen kameraseitigen Schenkel (22b) aufweist, wobei der antriebsseitige Schenkel (22a) eine Antriebskulisse (22A) aufweist, in welche ein Antriebsnocken (31A) an einer Antriebskurbel (31) der Antriebseinheit (30) eingreift, und wobei der kameraseitige Schenkel (22b) einen Führungsnocken (22B) aufweist, welcher in eine Führungskulisse (21B) am ersten Schwenkelement (21) eingreift.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (30) eine Kurbel (31) und einen Antriebsnocken (31A) aufweist, welcher in eine Antriebskulisse (22A) an einem antriebsseitigen Schenkel (22a) des zweiten Schwenkelementes (22) eingreift.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schwenkelement (23) ein Schwenkwinkel ist, der an einem Schenkelende schwenkbar um eine dritte feste Achse (F3) am Gehäuse (20) gelagert ist, wobei der Schwenkwinkel an einem Scheitelpunkt schwenkbar um eine mit der Kameraeinheit (10) dritte bewegbare Achse (K3) an der Kameraeinheit (10) gelagert ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schwenkelement (23) einen gehäuseseitigen Schenkel (23a) und einen schutzelementseitigen Schenkel (23b) aufweist, wobei der schutzelementseitige Schenkel (23b) einen Übertragungsnocken (23B) aufweist, welcher in eine Übertragungskulisse (11B) an einem Übertragungselement (11b) des Schutzelementes (11) eingreift.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (11) ein Übertragungselement (11b), insbesondere in Form eines Armes, aufweist, an welchem eine Übertragungskulisse (11B) ausgebildet ist, in welche ein Übertragungsnocken (23B) an einem schutzelementseitigen Schenkel (23b) des dritten Schwenkelementes (23) eingreift.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) ein viertes Schwenkelement (24) aufweist, an welchem das Schutzelement (11), insbesondere starr, gelagert ist, wobei das Schwenkelement (24) schwenkbar um eine vierte feste Achse (F4) am Gehäuse (20) gelagert ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Offenstellung (II) des Schutzelementes (11) das vierte Schwenkelement (24) für einen kameraseitigen Schenkel (22b) des zweiten Schwenkelementes (22) einen Anschlag (24a) bildet, um das Schutzelement (11) in der Offenstellung (II) zu arretieren, und dass in der Schließstellung (I) des Schutzelementes (11) das vierte Schwenkelement (24) von dem kameraseitigen Schenkel (22b) des zweiten Schwenkelementes (22) beabstandet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskulisse (21B) des ersten Schwenkelementes (21), die Antriebskulisse (22A) des zweiten Schwenkelementes (22) und die Übertragungskulisse (11B) des Schutzelementes (11) geradlinig und/oder gebogen ausgebildet sind/ist, und/oder dass ein antriebsseitiger Schenkel (22a) des zweiten Schwenkelementes (22) gebogen ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwenkelement (21) und/oder das dritte Schwenkelement (23) schaukelartig und/oder U-förmig ausgebildet sind/ist, und/oder dass das erste Schwenkelement (21) einen doppelten Schwenkhebel (21.1, 21.2) und einen ersten Verbindungssteg (21.3) und/oder das dritte Schwenkelement (23) einen doppelten Schwenkwinkel (23.1, 23.2) und einen dritten Verbindungssteg (23.3) aufweisen/aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Schwenkelement (24) und/oder das Übertragungselement (11b) doppelt ausgeführt sind/ist, wobei das Schutzelement (11) eine Platte bildet, und wobei das doppelte Schwenkelement (24.1, 24.2) und/oder das doppelte Übertragungselement (11b) Beine bilden, die an der Platte angeordnet sind und sich in Richtung zur Kameraeinheit (10) erstrecken.
Verfahren zum Betätigen einer Vorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die mit einer Kameraeinheit (10), einem Gehäuse (20), in welchem die Kameraeinheit (10) bewegbar aufgenommen ist, einem Schutzelement (11) für die Kameraeinheit (10), und einer Antriebseinheit (30), um die Kameraeinheit (10) in eine Ruheposition (A) und in eine aktive Position (B) sowie das Schutzelement (11) in eine Schließstellung (I) und in eine Offenstellung (II) zu überführen, ausgebildet ist, wobei in der Schließstellung (I) des Schutzelementes (11) die Kameraeinheit (10) sich in ihrer Ruheposition von außen unzugänglich hinter dem Schutzelement (11) und in der Offenstellung (II) des Schutzelementes (11) die Kameraeinheit (10) sich in der aktiven Position zur Bilderfassung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (11) die Offenstellung (II) schneller erreicht als die Kameraeinheit (10) die aktive Position (B), wobei die Kameraeinheit (10) sich immer noch in die aktive Position (B) bewegt, wenn das Schutzelement (11) die Offenstellung (II) erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (10) die Antriebswirkung, zumindest mittelbar, an das Schutzelement (11) überträgt.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (11) aus der Schließstellung (I) in die Offenstellung (II) einen längeren Weg verfährt als die Kameraeinheit (10) aus der Ruheposition (A) in die aktive Position (B).