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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zur Verstellung eines Lichtmoduls in einer Beleuchtungseinrichtung, mit einem Verstellelement, in das eine Drehbewegung einleitbar ist, und mit einem Übertragungselement, mittels dem die Drehbewegung übertragbar ist, wobei das Verstellelement und das Übertragungselement mittels einer Kupplung zum Drehmoment-Überlastschutz drehmomentübertragend in Verbindung stehen.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 20 2010 011 852 U1 ist eine Verstelleinrichtung zur Verstellung eines Lichtmoduls in einer Beleuchtungseinrichtung bekannt, wobei ein Verstellelement vorgesehen ist, das mittels einer Kupplung mit einem Übertragungselement verbunden ist. Die Kupplung bietet einen Drehmoment-Überlastschutz, sodass bei Erreichen eines Endanschlags oder aufgrund einer sonstigen Blockade bei weiterer Steigerung des Drehmomentes im Verstellelement das Drehmoment nicht über die Kupplung an das Übertragungselement übertragen wird. Ab einem Grenzdrehmoment schnappt die Kupplung gewissermaßen durch, und die Drehbewegung des Verstellelementes wird nicht weiter auf das Übertragungselement übertragen. Damit wird ein Drehmoment-Überlastschutz erreicht, wobei unterhalb des Grenzdrehmomentes eine einfache drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Verstellelement und dem Übertragungselement mittels der Kupplung geschaffen wird.
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Bei einer normalen Scheinwerfereinstellung darf kein Ansprechen der Überlastkupplung erfolgen. Ein Ansprechen der Überlastkupplung sollte dabei auch bei normalen Scheinwerfereinstellungen nicht bei erhöhter Umgebungstemperatur erfolgen, beispielsweise bei einer Wartung in einer Werkstatt bei heißem Motor. Auch nach einer längeren Einwirkzeit von Temperaturwechseln sollte die Kupplung ein vorgegebenes maximales Drehmoment übertragen können. Insbesondere für unterschiedliche Scheinwerfer mit unterschiedlichen Drehmomentanforderungen bietet eine Kupplung mit einem festen Drehmoment-Überlastschutz keine Möglichkeit der Nachjustage, insbesondere können herstellerseitig nicht einheitliche Kupplungen für verschiedene Verstelleinrichtungen Verwendung finden. Insbesondere durch den Einsatz von Kunststoff für verformbare Teile, wie diese durch die Schnapparme gebildet sind, die das geriffelte Rastmittel umgreifen, ist ein vorgebbares Drehmoment zur maximalen Übertragung auch konstruktionsseitig nur schwer einstellbar. Folglich ergibt sich auch eine schlechte Temperaturwechselbeständigkeit über der Zeit. Insbesondere ergibt sich häufig ein Abfall des maximal übertragbaren Drehmomentes über der Zeit, sodass insbesondere bei älteren Beleuchtungseinrichtungen die Verstelleinrichtung nicht mehr wie gefordert bedient werden kann.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Verstelleinrichtung mit einer verbesserten Kupplung. Insbesondere soll eine Kupplung geschaffen werden, mit der das maximal übertragbare Drehmoment eingestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Verstelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Kupplung eine Rastscheibe mit Rasterhebungen und ein Gegenrastelement mit wenigstens einer Rastzunge aufweist, wobei die Rastzunge bei Überlast die Rasterhebungen überstreift und wobei der Abstand zwischen der Rastscheibe und der Rastzunge zur Einstellung eines Grenzdrehmomentes änderbar ist.
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Durch die Änderung des Abstandes zwischen der Rastscheibe und der Rastzunge wird das maximal übertragbare Drehmoment geändert: Bei einem geringeren Abstand erhöht sich das maximale übertragbare Drehmoment, und bei einem vergrößerten Abstand verringert sich das maximal übertragbare Drehmoment. Ein weiterer besonderer Vorteil liegt darin, dass die Rastscheibe mit den Rasterhebungen aus einem metallischen Werkstoff hergestellt werden kann. Ebenso ist die Möglichkeit gegeben, das Gegenrastelement mit der wenigstens einen Rastzunge aus einem metallischen Werkstoff herzustellen. Beispielsweise sind die Rastscheibe mit den Rasterhebungen und das Gegenrastelement mit der Rastzunge aus einem durch Stanz-Biege-Verfahren hergestellten Blechmaterial ausgebildet. Durch die Verwendung metallischer Werkstoffe für die aktiven Kupplungsteile entsteht eine Temperaturunempfindlichkeit und insbesondere eine Langlebigkeit. Die Langlebigkeit äußert sich insbesondere darin, dass sich das übertragbare Grenzdrehmoment bei einmal eingestellter Kupplung auch über einen längeren Betriebszeitraum nicht ändert. Die Einstellung des Grenzdrehmomentes kann auf einfache Weise durch eine Änderung des Abstandes zwischen der Rastscheibe und der Rastzunge erreicht werden, wie nachfolgend näher ausgeführt.
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Insbesondere wird ein Vorteil erreicht, wenn der Abstand zwischen der Rastscheibe und der Rastzunge mittels einer veränderbaren Einschraubtiefe einer Gewindeverbindung änderbar ist. Die Einschraubtiefe der Gewindeverbindung kann insbesondere von außen eingestellt werden, ohne dass hierfür die Kupplung demontiert werden muss. Beispielsweise kann die Kupplung mit einer Standardeinstellung bereitgestellt werden. Für die Anpassung der Kupplung an die Beleuchtungseinrichtung besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, die Einschraubtiefe der Gewindeverbindung entsprechend einzustellen.
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Eine mögliche vorteilhafte Ausgestaltung der Kupplung sieht vor, dass die Rastscheibe in einem Kupplungsgehäuse aufgenommen ist und das Gegenrastelement in einem Einschraubelement aufgenommen ist. Dabei kann das Einschraubelement mittels der Gewindeverbindung mit dem Kupplungsgehäuse verbunden werden. Folglich kann die Einschraubtiefe des Einschraubelementes in das Kupplungsgehäuse verändert werden, wodurch sich auch der Abstand zwischen der Rastscheibe und der Rastzunge verändert.
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Mit weiterem Vorteil ist die Rastscheibe zur Bildung der Rastverbindungen als Wellscheibe ausgebildet, während das Gegenrastelement scheibenartig ausgebildet ist, wobei sich die wenigstens eine Rastzunge senkrecht auf dem scheibenförmigen Gegenrastelement heraus in Richtung der Rastscheibe erstreckt. Diese Ausgestaltung des Gegenrastelementes ist insbesondere durch einfache Stanz-Biege-Operationen möglich. Auch die Rastscheibe kann auf einfache Weise durch Stanz-Biege-Verfahren hergestellt werden.
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Insbesondere ist das Verstellelement verdrehfest mit der Rastscheibe oder mit dem Gegenrastelement verbunden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Gegenrastelement verdrehfest mit dem Verstellelement verbunden ist, beispielsweise mittels einer Schnappverbindung von Schnapphaken in einer entsprechenden Schnappöffnung, wobei die Schnappöffnung beispielsweise im Gegenrastelement eingebracht ist.
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Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn das Einschraubelement gegenüber dem Verstellelement und/oder der Rastscheibe bzw. dem Gegenrastelement verdrehbar ist. So kann das Einschraubelement relativ zum Kupplungsgehäuse verdreht werden, ohne dass eine Verdrehung des Verstellelementes relativ zum Übertragungselement erforderlich ist.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Übertragungselement mit dem Kupplungsgehäuse verbunden oder einteilig mit diesem ausgebildet ist. Beispielsweise sind das Kupplungsgehäuse und das Einschraubelement aus einem Kunststoff hergestellt. Das Verstellelement kann ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet sein. Lediglich die Rastscheibe mit den Rasterhebungen und das Gegenrastelement mit der wenigstens einen Rastzunge sind aus einem metallischen Werkstoff gebildet und vollständig im Kupplungsgehäuse aufgenommen, wobei das Einschraubelement eine Art Verschlussdeckel für das Kupplungsgehäuse bilden kann.
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Die Rastscheibe weist mit weiterem Vorteil eine Mitnehmergeometrie auf, mit der diese im Kupplungsgehäuse verdrehfest aufgenommen ist. Somit muss die Rastscheibe lediglich in das Kupplungsgehäuse eingelegt werden, sodass die Mitnehmergeometrie der Rastscheibe an einer entsprechenden Gegengeometrie im Kupplungsgehäuse eingesetzt wird. Auch das Gegenrastelement kann auf einfache Weise an oder in dem Einschraubelement eingesetzt werden, wobei anschließend das Verstellelement am Gegenrastelement verrastet wird, sodass das Verstellelement, das Einschraubelement sowie das Gegenrastelement eine Einheit bilden.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Gegenrastelement zwei diametral gegenüberliegende Rastzungen aufweist, die mit den Rasterhebungen mit ihren jeweils freien Enden zusammenwirken. Dadurch entsteht eine gleichmäßige Kraftübertragung, ohne dass Kippmomente oder Querkräfte auf die Rastscheibe oder das Gegenrastelement wirken.
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Mit einer Verstelleinrichtung zur Verstellung eines Lichtmoduls in einer Beleuchtungseinrichtung mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kupplung zum Drehmoment-Überlastschutz wird der Vorteil erreicht, dass eine Einstellung eines Grenzdrehmomentes erfolgen kann. Das eingestellte Grenzdrehmoment kann über eine lange Betriebsdauer und bei verschiedenen Temperaturen konstant gehalten werden. Dieser Vorteil wird insbesondere dadurch erreicht, dass die aktiven Kupplungsteile wie die Rastscheibe und das Gegenrastelement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Federstahlblech ausgebildet werden können, und die aktiven Kupplungsteile in dem Kupplungsgehäuse aufgenommen sind, welches mit dem Einschraubelement gewissermaßen verschlossen werden kann.
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Die Gewindeverbindung ermöglicht dabei unterschiedliche Einschraubtiefen des Einschraubelementes in das Kupplungsgehäuse, sodass der Abstand zwischen der Rastscheibe und dem Gegenrastelement verändert werden kann, wodurch sich eine Änderung des maximal übertragbaren Drehmomentes ergibt. Die Gewindeverbindung kann dabei durch eine entsprechende Tolerierung so schwergängig ausgeführt werden, dass ein selbsttätiges Verdrehen des Einschraubelementes im Kupplungsgehäuse unterbunden wird. Da das Verstellelement das Einschraubelement durchgreift und unmittelbar mit dem Gegenrastelement drehmomentübertragend verbunden ist, wird das Drehmoment zur Verstellung des Lichtmoduls in der Beleuchtungseinrichtung nicht über das Einschraubelement übertragen. Dieses dient schließlich lediglich zur Einjustage des axialen Abstandes zwischen der Rastscheibe und dem Gegenrastelement. Ein weiterer Vorteil wird erreicht, indem das Kupplungsgehäuse mit dem Übertragungselement einteilig insbesondere als Spritzgussprodukt ausgebildet werden kann, wobei auch das Einschraubelement und insbesondere das Verstellelement aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden können.
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Figurenliste
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine quergeschnittene Ansicht durch eine Verstelleinrichtung mit einem Verstellelement und einem Übertragungselement, wobei das Verstellelement mit dem Übertragungselement mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Kupplung verbunden ist und
- 2 eine fliegende Ansicht der zur Bildung der erfindungsgemäßen Kupplung beteiligten Komponenten.
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1 zeigt die Verstelleinrichtung 1 in einer quergeschnittenen Ansicht, die zur Verstellung eines Lichtmoduls in einer Beleuchtungseinrichtung dient. Die Verstelleinrichtung 1 weist ein Verstellelement 10 auf, das beispielsweise von einem Bediener in eine Drehbewegung versetzt werden kann, beispielsweise mit einem Werkzeug. Die Drehbewegung des Verstellelementes 10 wird an ein Übertragungselement 11 übertragen, welches die Drehbewegung weiterleitet. Beispielsweise kann die Drehbewegung an ein Getriebesystem übertragen werden, mit dem wenigstens ein, beispielsweise auch zwei Lichtmodule der Beleuchtungseinrichtung verstellt werden können. Das Verstellelement 10 und das Übertragungselement 11 stehen mittels einer Kupplung 12 zum Drehmoment-Überlastschutz drehmomentübertragend in Verbindung.
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Die Kupplung 12 weist eine Rastscheibe 13 mit Rasterhebungen 14 auf. Weiterhin umfasst die Kupplung ein Gegenrastelement 15 mit beispielsweise zwei Rastzungen 16, wobei durch den Querschnitt lediglich eine Rastzunge 16 gezeigt ist. Die Rastzungen 16 überstreifen bei Überlast die Rasterhebungen 14, wodurch sich der Überlastschutz ergibt, indem die freien Enden der Rastzungen 16 über die Rasterhebungen 14 der Rastscheibe 13 abrutschen. Das Abrutschen erfolgt unter einer elastischen Verformung der Rastzungen 16, wobei sich das maximal übertragbare Drehmoment durch eine maximale elastische Verformung der Rastzungen 16 ergibt.
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Der Abstand zwischen der Rastscheibe 13 und der Rastzunge 16 des Gegenrastelementes 15 ist mittels einer veränderbaren Einschraubtiefe einer Gewindeverbindung 17 veränderbar. Die Kupplung 12 umfasst hierfür ein Kupplungsgehäuse 18 sowie ein Einschraubelement 19, wobei das Einschraubelement 19 in das Kupplungsgehäuse 18 eingeschraubt ist, wodurch die Gewindeverbindung 17 gebildet wird. Wird das Einschraubelement 19 tiefer in das Kupplungsgehäuse 18 eingeschraubt, verringert sich der Abstand zwischen der Rastscheibe 13 und dem Gegenrastelement 15. Auf gleiche Weise vergrößert sich der Abstand bei einem Herausschrauben des Einschraubelementes 19 aus dem Kupplungsgehäuse 18.
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Um eine Drehmomentübertragung vom Verstellelement 10 an das Gegenrastelement 15 zu erreichen, ist das Verstellelement 10 im Gegenrastelement 15 mittels Schnapphaken 21 verrastet. Dabei ist die Verrastung so ausgestaltet, dass das Gegenrastelement 15 relativ zum Verstellelement 10 um eine Verstellachse 24 nicht verdrehen kann. Folglich wandert die Rastzunge 16 über die Rasterhebungen 14, wenn das Verstellelement 10 verdreht wird und ein maximales Drehmoment überschritten wird.
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Die Rastscheibe 13 mit den Rasterhebungen 14 ist mittels einer Mitnehmergeometrie 20 im Kupplungsgehäuse 18 drehfest eingerastet. Das Kupplungsgehäuse 18 ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einteilig mit dem Übertragungselement 11 ausgebildet.
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Das Verstellelement 10 erstreckt sich mit einem Schaft 25 durch eine Durchgangsöffnung 22 im Einschraubelement 19, sodass das Einschraubelement 19 um den Schaft 25 frei drehbar ist. Damit kann die Einschraubtiefe der Gewindeverbindung 17 variiert werden, ohne dass das Verstellelement 10 und insbesondere das Kupplungsgehäuse 18 verdreht werden müssen.
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2 zeigt eine fliegende Ansicht der zur Bildung der Kupplung 12 vorgesehenen Bauteile. Das Verstellelement 10 weist endseitig am Schaft 25 die Schnapphaken 21 auf, und der Schaft 25 wird durch die Durchgangsöffnung 22 im Einschraubelement 19 hindurchgeführt. Anschließend werden die Schnapphaken 21 in einer Schnapphakenöffnung 23 in dem Gegenrastelement 15 verrastet. Unterseitig am Gegenrastelement 15 erstrecken sich die Rastzungen 16 etwa senkrecht aus der Ebene des Gegenrastelementes 15 heraus.
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Weiterhin dargestellt ist die Rastscheibe 13 mit den Rasterhebungen 14, die die Form einer Wellscheibe bildet. Unterseitig der Rastscheibe 13 ist das Kupplungsgehäuse 18 dargestellt, an das sich das Übertragungselement 11 unterseitig fortsetzt. Die Rastscheibe 13 wird verdrehsicher in den inneren Bereich des Kupplungsgehäuses 18 hineingesetzt, und die Mitnehmergeometrie 20 an der Nabenseite der Rastscheibe 13 bewirkt ein Verrasten in der Innenseite des Kupplungsgehäuses 18, sodass die Rastscheibe 13 innerhalb des Kupplungsgehäuses 18 nicht verdrehbar ist.
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Wird die Kupplung 12 mit den dargestellten Bauteilen zusammengesetzt, muss nur noch die Einschraubtiefe des Einschraubelementes 19 in das Kupplungsgehäuse 18 einjustiert werden, um das maximal übertragbare Drehmoment einzustellen.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verstelleinrichtung
- 10
- Verstellelement
- 11
- Übertragungselement
- 12
- Kupplung
- 13
- Rastscheibe
- 14
- Rasterhebung
- 15
- Gegenrastelement
- 16
- Rastzunge
- 17
- Gewindeverbindung
- 18
- Kupplungsgehäuse
- 19
- Einschraubelement
- 20
- Mitnehmergeometrie
- 21
- Schnapphaken
- 22
- Durchgangsöffnung
- 23
- Schnapphakenöffnung
- 24
- Verstellachse
- 25
- Schaft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010011852 U1 [0002]
