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Die Erfindung betrifft eine Beschattungsvorrichtung für eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs mit einer fahrzeugseitig schwenkbeweglich gelagerten Klappe zum Schließen oder Freigeben eines fahrzeugseitigen Durchtritts für ein flexibles Beschattungsgebilde, sowie mit einer Antriebsvorrichtung zur Steuerung einer Schwenkbewegung der Klappe, die eine Zugmittelanordnung aufweist.
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Eine Beschattungsvorrichtung ist aus der
DE 10 2012 019 903 A1 bekannt. Die bekannte Beschattungsvorrichtung dient zur Beschattung einer Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs. Fahrzeugseitig ist im Bereich einer Türbrüstung eine schwenkbewegliche Klappe angeordnet, die einen Durchtritt im Bereich der Türbrüstung freigibt oder verschließt. Der Durchtritt ist Teil eines Kassettengehäuses, in dem eine Wickelwelle drehbar gelagert ist, auf der ein flexibles Beschattungsgebilde auf- und abwickelbar gehalten ist. Das Beschattungsgebilde ist in einer Ruheposition auf die Wickelwelle aufgewickelt. In einer Beschattungsposition ist das Beschattungsgebilde längs der Seitenscheibe nach oben erstreckt. Zum Öffnen und Schließen der Klappe abhängig von einer Bewegung des Beschattungsgebildes sind zwei Federvorrichtungen vorgesehen, die zwei unterschiedliche Drehmomente auf die Verschlussklappe ausüben.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2013 006 761 A1 ist eine Beschattungsanordnung für eine Kraftfahrzeugscheibe bekannt. Die Beschattungsanordnung weist eine verdeckt gelagerte Rollowelle auf, auf welcher ein Beschattungsrollo auf- und abwickelbar ist. Das Rollo durchtritt bei einem Abwickeln eine von einer Abdeckklappe verdeckbare Durchtrittsöffnung. Die Abdeckklappe verfügt über drei Stellungen, eine Geschlossenstellung, eine Geöffnetstellung und eine Zwischenstellung. In einem seitlichen Randbereich der Abdeckklappe weist die Abdeckklappe einen Achsenhebel auf, der von einem in einer Führungschiene geführten Gleitstein betätigbar ist. Der Gleitstein ist fest mit einem Seilzug verbunden und mittels einer Linearbetätigungsvorrichtung in der Führungsschiene verlagerbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschattungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine energiesparende und geräuscharme Verlagerung der Klappe ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Klappe ein Hebelarm zugeordnet ist, der in Abstand zu einer Schwenkachse der Klappe zwei Mitnahmeprofilierungen aufweist, durch die hindurch jeweils ein Zugmitteltrum der Zugmittelanordnung verläuft, und dass die Zugmittelanordnung zwei fest auf der Zugmittelanordnung angeordnete und zueinander beabstandete Mitnehmer aufweist, die derart mit den Mitnahmeprofilierungen des Hebelarms der Klappe zusammenwirken, dass die Klappe abhängig von einer Verlagerung der Zugmittelanordnung zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verlagerbar ist. Die Zugmittelanordnung wird lediglich auf Zug belastet. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine einfache Steuerung der Klappe erzielbar, die zudem energiesparend und geräuscharm durchführbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für eine Beschattung einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens. Die erfindungsgemäße Beschattungsvorrichtung ist in gleicher Weise für eine Heckscheibe wie auch für eine Seitenscheibe eines Personenkraftwagens einsetzbar. Als Zugmittelanordnung kann ein Seilzug, ein Riemenzug oder ähnliches vorgesehen sein.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist die Zugmittelanordnung als umlaufender Seilzug gestaltet. Die Seilsteuerung erfolgt platzsparend und geräuscharm. Zudem ist der umlaufende Seilzug durch einen entsprechenden Antrieb, insbesondere einen Elektromotor, besonders energiesparend durchführbar.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Seil des Seilzugs jeweils mehrfach um zwei koaxial drehbare und zueinander beabstandete Seilspulen gewickelt. Die entsprechende Mehrfachwindung des Seils auf jeder Seilspule ermöglicht einen relativ langen Seilweg des Seils, bis ein entsprechender Mitnehmer mit der zugehörigen Mitnahmeprofilierung des Hebelarms in Kontakt gelangt. Durch die Mehrfachumwicklung von jeder der beiden Seilspulen ist es möglich, die Seilspulen selbst in relativ geringem Abstand zueinander zu positionieren und dennoch eine gewünschte Steuerung der Klappe abhängig von einem Verlagerungsweg des Beschattungsgebildes zu schaffen. Die Ausgestaltung ermöglicht demzufolge eine platzsparende Anordnung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung greifen beide Mitnehmer relativ zu dem Hebelarm jeweils auf der gleichen Seite an der jeweiligen Mitnahmeprofilierung an, und der Hebelarm ist in entgegengesetzter Schwenkrichtung durch eine Federeinrichtung drehmomentbeaufschlagt. Der Hebelarm und demzufolge die Klappe sind mittels der Federeinrichtung permanent in Öffnungsrichtung drehmomentbeaufschlagt, so dass die Mitnehmer und der Seilzug lediglich dazu dienen, die Klappe in Richtung der Schließstellung zu steuern oder in der Schließstellung zu halten. Die Klappe kann unterschiedliche Schließstellungen einnehmen, vorzugsweise eine vollständig geschlossene Schließstellung, wenn sich das Beschattungsgebilde in seiner Ruheposition befindet, und eine teilweise geschlossene Schließstellung, wenn das Beschattungsgebilde vollständig in seine Beschattungsposition ausgefahren ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung greifen die Mitnehmer relativ zu der Schwenkachse in unterschiedlichen Abständen an der jeweiligen Mitnahmeprofilierung an. Die Mitnehmer sind niemals gemeinsam, sondern immer alternativ mit dem Hebelarm der Klappe in Wirkverbindung. Dadurch, dass die beiden Mitnehmer in unterschiedlichen Abständen an dem Hebelarm angreifen, ergeben sich bei gleichbleibender Seilzuggeschwindigkeit unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten für eine entsprechende Verschwenkung der Klappe in Richtung der Schließstellung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine der beiden Seilspulen durch einen Antrieb der Antriebsvorrichtung angetrieben, und die andere Seilspule ist durch den Seilzug in Drehrichtung geschleppt. Als Antrieb ist ein Elektromotor vorgesehen. Der Antrieb der einen Seilspule, die als angetriebene Seilspule bezeichnet wird, mittels des Elektromotors führt zwangsläufig zu einer Drehung der anderen Seilspule, die über eine entsprechende Verlagerung des Seilzugs mitgenommen und demzufolge geschleppt wird. Die andere Seilspule wird auch als geschleppte Seilspule bezeichnet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die geschleppte Seilspule in Zugrichtung des Seilzugs elastisch nachgiebig gelagert. Dadurch ist es möglich, Toleranzen und unterschiedliche Seilspannungen des Seilzugs, insbesondere abhängig von unterschiedlichen Umgebungsparametern, auszugleichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Mitnahmeprofilierungen als radial zur Schwenkachse erstreckte Schlitze in dem Hebelarm gestaltet, deren Breite größer ist als eine Dicke des Seils und geringer als ein Durchmesser des jeweiligen Mitnehmers. Vorzugsweise sind die Schlitze zu einem Ende hin offen, um ein einfaches Einfädeln des Seils des Seilzugs bei der betriebsfertigen Montage der Beschattungsvorrichtung zu ermöglichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Mitnehmer als Kugeln gestaltet. Die beiden Kugeln sind fest auf dem Seil angeordnet, wobei das Seil die jeweilige Kugel konzentrisch durchdringt.
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Die Erfindung betrifft zudem eine Antriebsvorrichtung zur Steuerung einer Schwenkbewegung einer Klappe einer Beschattungsvorrichtung gemäß Anspruch 10. Diese Merkmale betreffen die Klappe und die Steuerung der Klappe mittels einer Zugmittelanordnung über einen Hebelarm und einen Antrieb der Antriebsvorrichtung.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
- 1 zeigt schematisch einen Teilbereich eines Fahrzeuginnenraums eines Personenkraftwagens mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschattungsvorrichtung,
- 2 eine Antriebsvorrichtung für eine Klappe der Beschattungsvorrichtung nach 1 in schematischer Darstellung,
- 3 in vergrößerter perspektivischer Darstellung einen Seilzug der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 2 für die Beschattungsvorrichtung nach 1 und
- 4 den Seilzug nach 3 in anderer Funktionsstellung.
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Ein Personenkraftwagen weist gemäß 1 einen Fahrzeuginnenraum F auf, der rückseitig mit einer Fondsitzbank versehen ist. Hinter einer Rückenlehnenanordnung der Fondsitzbank erstreckt sich etwa horizontal eine Ablagestruktur 1, die rückseitig im Bereich einer nicht dargestellten Heckscheibe endet. Beidseitig der Ablagestruktur 1 erstreckt sich jeweils eine Karosseriesäulenverkleidung 2 schräg nach oben zu einem nicht dargestellten Dachbereich. In der Karosseriesäulenverkleidung 2 ist jeweils eine Führungsschiene 3 einer Beschattungsvorrichtung für die Heckscheibe integriert. Die Führungsschiene 3 im Bereich der jeweiligen Karosseriesäulenverkleidung 2 erstreckt sich von einer Höhe der Ablagestruktur 1 ausgehend in Richtung des Dachbereichs längs der Karosseriesäulenverkleidung 2 bis zu dem Dachbereich schräg nach oben.
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Die Ablagestruktur 1 ist mit einem Durchtritt 4 versehen, durch den hindurch eine flexible Beschattungsbahn 6, die als Beschattungsgebilde im Sinne der Erfindung zu verstehen ist, aus einer unter der Ablagestruktur 1 abgelegten Ruhestellung in eine Beschattungsstellung nach oben ausfahrbar ist. Die Beschattungsbahn 6 ist auf einer Wickelwelle 5 auf- und abwickelbar gelagert, die unterhalb der Ablagestruktur 1 fahrzeugfest drehbar gelagert ist. Die Beschattungsbahn 6 weist an ihrem in Auszugrichtung vorderen Stirnendbereich ein formstabiles Auszugprofil 7 auf, das an seinen gegenüberliegenden Stirnendbereichen mit jeweils einem Führungsglied 8 verbunden ist, das in der jeweiligen Führungsschiene 3 längsverfahrbar geführt ist. Die beiden Führungsglieder 8 werden über Gewindesteigungskabel oder flexible Zahnstangen mittels einer Antriebseinheit in den Führungsschienen 3 nach oben und nach unten verfahren. Die Antriebseinheit treibt die als Antriebsübertragungsglieder dienenden Gewindesteigungskabel oder flexiblen Zahnstangen synchron an, so dass das Auszugprofil 7 entlang der Führungsschienen 3 parallel verlagert wird. Das Auszugprofil 7 kann ein- oder mehrteilig gestaltet sein. Bei mehrteiliger Gestaltung ist das Auszugprofil 7 teleskopförmig in seiner Länge veränderbar, um sich an sich verändernde Abstände der gegenüberliegenden Führungsschienen 3 im Lauf des Verfahrwegs anpassen zu können.
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Der Durchtritt 4 ist durch eine Klappe 9 verschließbar und freiggebbar, die um eine Schwenkachse S fahrzeugseitig zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung verschwenkbar ist.
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Wie anhand der 2 erkennbar ist, wird die Klappe 9 in ihrer den Durchtritt 4 freigebenden Freigabestellung permanent durch eine Federeinrichtung 26 gehalten. Solange daher auf die Klappe 9 keine andere externe Kraft wirkt, bleibt die Klappe 9 durch die Federeinrichtung 26 in ihrer offenen Freigabestellung. Die Klappe 9 ist mithilfe von zwei Trägerarmen 11 auf einer Steuerwelle 10 drehfest gehalten, die um die Schwenkachse S begrenzt drehbar gelagert ist. Die Trägerarme 11 ragen von der Steuerwelle 10 radial ab und tragen die Klappe 9.
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Die Steuerung der Klappe 9 zwischen einer Schließstellung und ihrer Freigabestellung erfolgt in Abhängigkeit von einer Verlagerung des Auszugprofils 7 und der Beschattungsbahn 6 zwischen der Ruhestellung und der Beschattungsstellung. Um das Auszugprofil 7 und die Beschattungsbahn 6 aus der Ruhestellung, in der die Beschattungsbahn 6 auf die Wickelwelle 5 aufgewickelt ist, in eine Beschattungsstellung zu überführen, wird die Klappe 9 geöffnet, um den Durchtritt 4 freizugeben. Sobald die Beschattungsbahn 6 ihre Beschattungsstellung erreicht hat, in der die Beschattungsbahn 6 entlang der Heckscheibe aufgespannt ist, wird die Klappe wieder in eine Schließstellung zurückgeschwenkt, die einer noch teilweise geöffneten Schließstellung entspricht, um die Beschattungsbahn 6 nicht einzuklemmen, um aber dennoch den Durchtritt 4 zumindest weitgehend zu verschließen. Um die Beschattungsbahn 6 wieder aus der Beschattungsstellung in die Ruhestellung zurückzuführen, muss die Klappe 9 wieder in ihre Freigabestellung aufgeschwenkt werden, so dass die Beschattungsbahn und das Auszugprofil 7 durch den Durchtritt 4 hindurch wieder unter die Ablagestruktur 1 verfahren können. Anschließend wird die Klappe 9 verschlossen, so dass die Klappe 9 bündig mit einer Oberfläche der Ablagestruktur 1 abschließt.
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Die Steuerung der Klappe 9 zwischen der Freigabestellung und der Schließstellung erfolgt durch eine Antriebsvorrichtung, die anhand der Fig. 1 bis 4 näher dargestellt ist. Dabei sind in 2 sowohl eine perspektivische schematische Darstellung als auch eine schematische Draufsicht integriert, wobei entsprechende Funktionsteile der Draufsicht und der perspektivischen Darstellung über strichpunktierte Zuordnungspfeile gekennzeichnet sind.
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Die Antriebsvorrichtung weist einen Hebelarm 12 auf, der fest mit der Steuerwelle 10 verbunden ist und radial von der Steuerwelle 10 abragt. Der Hebelarm 12 ist als formstabiler Stegfortsatz gestaltet, der mit zwei radial erstreckten Schlitzen 13a und 13b versehen ist. Die Schlitze 13a und 13b erstrecken sich radial zur Schwenkachse S und sind zu ihrer von der Steuerwelle 10 abgewandten Seite hin offen. Die Schlitze 13a und 13b bilden schlitzförmige Durchtritte durch den Hebelarm 12. Durch die Schlitze 13a und 13b sind zwei Zugmitteltrums 14a und 14b einer Zugmittelanordnung -hier als Seiltrums eines Seilzugs dargestellt- hindurchgeführt, die jeweils über die offene Seite des jeweiligen Schlitzes 13a, 13b eingefädelt sind. Der Seilzug mit den beiden Zugmitteltrums 14a und 14b erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal zu dem Hebelarm 12. Jedes Zugmitteltrum 14a, 14b ist mit jeweils einem Mitnehmer 15a, 15b in Form einer Kugel versehen, die fest auf einem entsprechenden Seilabschnitt des jeweiligen Zugmitteltrums 14a, 14b angeordnet ist. Der Seilzug ist geschlossen umlaufend ausgeführt. Ein die Zugmitteltrums 14a und 14b bildendes Seil ist um jeweils eine Seilspule 16, 17 umgelenkt, wobei das Seil auf jeder Seilspule mittels mehrfachen Windungen herumgewickelt ist. Hierzu weist ein Außenmantel der jeweiligen Seilspule 16, 17 eine nicht näher bezeichnete Wendelnut auf, die eine Vielzahl von Windungen definiert. Die Wendelnut ist auf eine Seildicke des Seils des Seilzugs in ihrer Dimensionierung abgestimmt. Die eine Seilspule 16 ist durch einen Antrieb der Antriebsvorrichtung angetrieben. Die andere Seilspule 17 ist fahrzeugseitig frei drehbar gelagert, so dass die andere Seilspule 17 eine durch den Seilzug geschleppte Seilspule bildet.
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Anhand der 3 und 4 ist erkennbar, dass die beiden Schlitze 13a und 13b beide von einem radial außenliegenden Stirnrand des Hebelarms 12 aus radial zur Steuerwelle 10 nach innen geführt sind. Anhand der 3 und 4 ist auch erkennbar, dass der Schlitz 13b eine größere radiale Länge aufweist als der Schlitz 13a. Demzufolge ist ein Abstand eines radial innenseitigen Endes des Schlitzes 13b zur Schwenkachse S geringer als ein Abstand eines radial innenseitigen Endes des Schlitzes 13a relativ zur Schwenkachse S. Die beiden unterschiedlichen Abstände sind in 3 durch gestrichelte Doppelpfeile dargestellt. Anhand der 3 und 4 ist auch erkennbar, dass das Zugmitteltrum 14b in der Darstellung gemäß 3 von einem oberen Endbereich der geschleppten Seilspule 17 aus zur Mitte der angetriebenen Seilspule 16 hin abragt, während das andere Zugmitteltrum 14a von einem unteren Ende der angetriebenen Seilspule 16 zu einer Mitte der geschleppten Seilspule 17 geführt ist. In dieser Stellung liegt der Mitnehmer 15a im Bereich des Schlitzes 13a an einer der geschleppten Seilspule 17 zugewandten Stirnfläche des Hebelarms 12 an. Der andere Mitnehmer 15b liegt auf derselben Stirnfläche des Hebelarms 12 an dem Randbereich des Schlitzes 13b an, wobei die Anlage des Mitnehmers 15b in geringerem radialem Abstand zur Schwenkachse S erfolgt als die Anlage des Mitnehmers 15a gemäß 3. In der Darstellung gemäß 4 ist nicht die untere Hälfte des Mantels der angetriebenen Seilspule 16 wie in 3, sondern vielmehr die obere Hälfte des Mantels der Seilspule 16 von dem Seil umwickelt, so dass das Zugmitteltrum 14b von einem oberen Endbereich der Seilspule 16 aus zu einer Mitte der gegenüberliegenden, geschleppten Seilspule 17 hin abragt. Das Zugmitteltrum 14a ragt von einem unteren Ende der geschleppten Seilspule 17 zur Mitte der angetriebenen Seilspule 16 hin ab.
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Der Hebelarm 12 wird einschließlich der Steuerwelle 10 durch die Federeinrichtung 26 permanent in Öffnungsrichtung drehmomentbeaufschlagt. Eine entsprechende Drehmomentbeaufschlagung ist anhand der 3 und 4 durch die Pfeile Z dargestellt.
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Die Klappe 9 wird durch einen Angriff jeweils eines Mitnehmers 15a oder 15b an dem Hebelarm 12 in eine Schließstellung überführt. Hierzu wird die angetriebene Seilspule 16 über den als Elektromotor gestalteten Antrieb 19 und ein entsprechendes, nicht näher bezeichnetes Getriebe in Richtung des Pfeils, wie anhand der 3 und 4 dargestellt ist, angetrieben. Dabei wird der eine Mitnehmer 15a oder 15b jeweils auf die geschleppte Seilspule 15a aufgewickelt, während der andere Mitnehmer 15a, 15b gegen die Stirnfläche des Hebelarms 12 bewegt wird. Eine Breite jedes Schlitzes 13a und 13b ist geringer als ein Durchmesser des jeweiligen Mitnehmers 15a, 15b, so dass der jeweilige Mitnehmer 15a oder 15b an dem Randbereich des jeweiligen Schlitzes 13a, 13b zur Anlage kommt und so bei weiterer Verdrehung der angetriebenen Seilspule 16 den Hebelarm 12 entgegen der durch die Federeinrichtung 26 erfolgenden Drehmomentbeaufschlagung Z verschwenkt. Hierdurch wird die Klappe 9 in eine Schließstellung überführt. Dadurch, dass die beiden Mitnehmer 15a und 15b in unterschiedlichem radialem Abstand zur Schwenkachse S an dem Hebelarm 12 angreifen, ergeben sich zum einen unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten des Hebelarms 12 relativ zur Schwenkachse S bei gleichbleibender Seilzuggeschwindigkeit. Zum anderen ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen radialen Abstände des jeweiligen Angriffspunkts des jeweiligen Mitnehmers 15a, 15b am Hebelarm 12 unterschiedliche Schwenkwinkel bei gleichem Verlagerungsweg des jeweiligen Zugmitteltrums 14a, 14b. Hierdurch kann die Klappe 9 je nach gewünschter Steuerung in eine lediglich teilweise geschlossene oder in eine vollständig geschlossene Schließstellung überführt werden. Die lediglich teilweise Schließstellung wurde zuvor bereits beschrieben.
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Die geschleppte Seilspule 17 ist in Längserstreckungsrichtung der Zugmitteltrums 14a, 14b federelastisch nachgiebig gelagert. Hierzu ist eine Drehlagerung der Seilspule 17 an einem elastisch nachgiebigen Träger 18 gehalten, der als Blattfederteil gestaltet ist. Anhand der 3 und 4 ist erkennbar, dass der Träger 18 ein einstückiges Blattfederteil darstellt, das mit zwei zueinander axial beabstandeten Rastschenkeln versehen ist, in die eine entsprechende Lagerwelle der Drehlagerung der Seilspule 17 eingerastet ist. Der Träger 18 spannt das Seil in Zugrichtung vor, indem der Träger 18 auf die Seilspule 17 eine Vorspannkraft ausübt, die entgegengerichtet zu der gegenüberliegenden, angetriebenen Seilspule 16 ausgerichtet ist.
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Der elektrische Antrieb 19, der die Seilspule 16 antreibt, wird in Abhängigkeit von einer Verlagerungsbewegung des Auszugprofils 7 und der Beschattungsbahn 6 gesteuert. Hierzu weist die Beschattungsvorrichtung eine nicht dargestellte zentrale Steuereinheit S auf, die sowohl eine Steuerung der Antriebseinheit für die Verlagerung der Beschattungsbahn 6 und des Auszugprofils 7 als auch eine Steuerung des elektrischen Antriebs 19 koordiniert. Die Steuereinheit ist elektronisch ausgeführt und mit geeigneten Sensoren gekoppelt, die die Steuerung der Klappe 9 und die Steuerung des Auszugprofils 7 und der Beschattungsbahn 6 überwachen.
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Vorzugsweise ist die Länge des Seilzuges derart auf den Verfahrweg des Auszugprofils zwischen der Ruhestellung und der Beschattungsstellung abgestimmt, dass einer der beiden Mitnehmer die Klappe 9 in ihre teilweise Schließstellung überführt, sobald das Auszugprofil die Beschattungsstellung erreicht hat, und dass der andere Mitnehmer die Klappe 9 in die vollständige Schließstellung überführt, sobald das Auszugprofil in die Ruhestellung überführt wird. Die Länge der Zugmitteltrums des Seilzugs sowie die Positionierung der Mitnehmer auf den Zugmitteltrums ist demzufolge auf den Verfahrweg des Auszugprofils abgestimmt, so dass keine zusätzliche Sensorik zur Erfassung der Stellung der Klappe oder des Auszugprofils notwendig ist.
