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Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Windschilds eines Fahrzeugs sowie eine Windschildanordnung und ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Verstelleinrichtung.
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Eine Verstelleinrichtung für ein Windschild ist beispielsweise aus der
EP 0685385 B1 bekannt. Diese weist eine aus Führungslenkern gebildete Viergelenks-Kinematik zur Höhen- und Neigungsverstellung des Windschildes eines Motorrades auf. Ein Motor zum drehbeweglichen Antrieb einzelner Führungslenker ist beabstandet zu der gebildeten Viergelenks-Kinematik angeordnet.
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Eine weitere Verstelleinrichtung für ein Windschild ist in der
CN 204309954 U dargestellt. Diese umfasst ebenfalls von Hebeln gebildete Viergelenke, welche zur Verstellung des Windschildes ausgebildet und durch einen Antriebsmotor drehbeweglich angetrieben werden. Der Antriebsmotor ist beabstandet unterhalb der gebildeten Viergelenke angeordnet.
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Beiden Verstelleinrichtungen ist gemein, dass zusätzlich zu der eigentlichen Viergelenks-Kinematik ein erheblicher Bauraumbedarf für die jeweilige Antriebsanordnung zum drehbeweglichen Antrieb der Kinematik erforderlich ist. Insbesondere der Antriebsmotor und die zur Übertragung der Drehbewegung erforderliche Getriebeanordnung erhöhen den erforderlichen Platzbedarf deutlich.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine derartige Verstelleinrichtung in vorteilhafter Weise weiterzuentwickeln, insbesondere eine Verstelleinrichtung zur Verstellung eines Windschildes bereitzustellen, welche einen möglichst kleinen Bauraumbedarf aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Windschilds gemäß dem Gegenstand des Patentanspruchs 1, sowie mit einer Windschildanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 beziehungsweise mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils abhängigen Patentansprüchen.
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Demnach wird eine Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Windschilds eines Fahrzeugs, insbesondere eines Neigefahrzeugs, bereitgestellt, wobei die Verstelleinrichtung eine fahrzeugseitige Tragstruktur und einen relativ zu der Tragstruktur bewegbaren Windschildhalter umfasst, wobei mindestens ein erstes Hebelelement einerseits drehbeweglich mit dem Windschildhalter und andererseits drehbeweglich mit der Tragstruktur verbunden ist. Die Verstelleinrichtung umfasst außerdem eine Antriebseinrichtung, welche einen Antriebsmotor aufweist, der über eine Getriebeanordnung zum drehbeweglichen Antrieb des mindestens einen ersten Hebelelements ausgebildet ist. Des Weiteren weist die Getriebeanordnung mindestens drei Übersetzungsstufen auf.
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Als Fahrzeuge im Rahmen dieser Beschreibung kommen grundsätzlich alle Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge in Betracht, die eine entsprechende Verstelleinrichtung für ein Windschild aufweisen. Bei Landfahrzeugen ist ein Einsatz sowohl bei motorgetriebenen Kraftfahrzeugen als auch bei nicht-angetriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise Fahrrädern, realisierbar. Neben Personenkraftwagen und Lastkraftwagen ist ein Einsatz auch bei anderen motorgetriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise Rollstühlen, Schneemobilen, Dreirädern oder Quads sowie vorzugsweise bei sogenannten Neigefahrzeugen möglich. Unter einem Neigefahrzeug werden unter anderem Motorräder oder motorradähnliche Kraftfahrzeuge, wie Motorroller, insbesondere neigefähige zwei-, drei- oder vierrädrige Motorroller, Scooter oder Dergleichen verstanden.
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Die Verstelleinrichtung umfasst also die Tragstruktur, mit der die Verstelleinrichtung mit dem Fahrzeug verbunden werden kann beziehungsweise im verbauten Zustand verbunden ist. Der Windschildhalter ist / wird starr mit dem Windschild verbunden, um dieses zu tragen. Die gewünschte Verstellbarkeit des Windschildes gegenüber dem Fahrzeug wird durch die Relativbeweglichkeit des Windschildhalters gegenüber der Tragstruktur erzielt.
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Hierzu umfasst die Verstelleinrichtung das eine oder die mehreren ersten Hebelelemente. Diese sind beispielsweise an einem unteren Ende des jeweiligen ersten Hebelelements drehbeweglich, also mit einem unteren Drehgelenk, mit der Tragstruktur verbunden. Ein dem unteren Ende entgegengesetzt angeordnetes oberes Ende des jeweiligen ersten Hebelelements ist drehbeweglich, also mit einem oberen Drehgelenk, mit dem Windschildhalter verbunden. Dies ermöglicht es, das jeweilige erste Hebelelement mit Hilfe eines drehbeweglichen Antriebs um das obere oder das untere Drehgelenk zu drehen. Diese Drehung des jeweiligen ersten Hebelelements bewirkt entsprechend die Relativbewegung des Windschildhalters gegenüber der Tragstruktur.
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Der drehbewegliche Antrieb des einen oder der mehreren ersten Hebelelemente wird mittels der genannten Antriebseinrichtung erzeugt. Diese umfasst neben der Getriebeanordnung auch den Antriebsmotor, der über die Getriebeanordnung ein auf das entsprechende erste Hebelelement wirkendes Drehmoment beziehungsweise eine Drehbewegung des entsprechenden ersten Hebelelements bereitstellt.
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Vorteilhafterweise weist die Getriebeanordnung drei oder mehr Übersetzungsstufen auf. Jede Übersetzungsstufe bietet die Möglichkeit eine Richtungsänderung und/oder einen Versatz der Drehachse beziehungsweise einer Wellenführung der Getriebeanordnung zu bewirken. Die Ausgestaltung mit drei (oder mehr) Übersetzungsstufen ermöglicht es in besonderem Maße, die Richtungsänderungen der Wellenführung für eine besonders kompakte Bauweise der Verstelleinrichtung zu nutzen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Verstelleinrichtung umfasst eine erste Übersetzungsstufe ein erstes Schneckengetriebe, welches zum Übertragen einer Drehbewegung einer von dem Antriebsmotor angetriebenen ersten Drehwelle, insbesondere einer Motorwelle des Antriebsmotors, auf eine zweite Drehwelle ausgebildet ist. Als erste Drehwelle kann entweder die Motorwelle selbst oder eine von der Motorwelle unterschiedliche Drehwelle, die direkt oder indirekt von dem Antriebsmotor angetrieben wird, gewählt werden.
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Vorzugsweise ist eine Schneckenwelle des Schneckengetriebes (drehfest) mit der ersten Drehwelle verbunden und steht in Eingriff mit einem Zahnrad, dem sogenannten Schneckenrad, welches drehfest auf der zweiten Drehwelle angeordnet ist. Das Schneckengetriebe ermöglicht beispielsweise eine windschiefe Anordnung der ersten und zweiten Drehwelle. Auf diese Weise ist eine erste Richtungsänderung der Wellenführung um beispielsweise 90° möglich.
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Des Weiteren kann eine zweite Übersetzungsstufe vorgesehen sein, die ein Kegelradgetriebe umfasst, welches zum Übertragen einer Drehbewegung der zweiten Drehwelle auf eine dritte Drehwelle ausgebildet ist. Hierzu kann zum Beispiel der zweiten Drehwelle und der dritten Drehwelle jeweils ein Kegelrad zugeordnet sein, die zur Übertragung der Drehbewegung miteinander in Eingriff stehen. Die Ausgestaltung als Kegelradgetriebe ermöglicht eine sehr variabel einstellbare Ausrichtung der zweiten und dritten Drehwelle zueinander. So können die beiden Drehwellen bei entsprechender Ausbildung der Kegelräder einen Winkel zwischen 0° < α < 180°, vorzugsweise zwischen 45° < α < 135°, besonders bevorzugst zwischen 70° < α < 110°, einschließen.
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Alternativ zur Ausgestaltung als Kegelradgetriebe kann die zweite Übersetzungsstufe ein Kraftübertragungsmittel, wie beispielsweise einen Riementrieb umfassen, welcher zum Übertragen einer Drehbewegung der zweiten Drehwelle auf die dritte Drehwelle ausgebildet ist. In diesem Fall kann eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der zweiten und dritten Drehwelle vorgesehen werden.
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Des Weiteren kann die Verstelleinrichtung eine dritte Übersetzungsstufe aufweisen, die ein zweites Schneckengetriebe umfasst, welches zum Übertragen einer Drehbewegung der dritten Drehwelle auf eine vierte Drehwelle ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die eine Schneckenwelle des Schneckengetriebes (drehfest) mit der dritten Drehwelle verbunden und steht in Eingriff mit einem Zahnrad, dem sogenannten Schneckenrad, welches drehfest mit der vierten Drehwelle verbunden ist. Das zweite Schneckengetriebe ermöglicht beispielsweise eine windschiefe Anordnung der dritten und vierten Drehwelle. Auf diese Weise ist eine dritte Richtungsänderung der Wellenführung um beispielsweise 90° möglich.
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Es versteht sich, dass die jeweiligen Übersetzungsstufen auch anders ausgeführt beziehungsweise durch andere Arten von Übersetzungsgetrieben ersetzt werden können.
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Des Weiteren kann die vierte Drehwelle zum drehbeweglichen Antrieb drehfest mit dem mindestens einen ersten Hebelelement verbunden sein. Auf diese Weise wird durch Drehung der vierten Drehwelle das mindestens eine erste Hebelelement ebenfalls in Drehung versetzt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verstelleinrichtung zwei erste Hebelelemente, die über die vierte Drehwelle miteinander verbunden sind und somit durch eine Drehbewegung der vierten Drehwelle gemeinsam in Drehbewegung um das jeweilige untere oder das obere Drehlager versetzt werden. Entsprechend ist die vierte Drehwelle koaxial zu einer Drehachse des entsprechenden Drehlagers angeordnet.
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Des Weiteren kann die Verstelleinrichtung mindestens ein zweites Hebelelement umfassen, welches einerseits drehbeweglich mit dem Windschildhalter und andererseits drehbeweglich mit der Tragstruktur verbunden ist, und zusammen mit dem mindestens einen ersten Hebelelement eine Viergelenk-Kinematik bildet.
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Vorzugsweise sind die Drehachsen, auch als Schwenkachsen bezeichnet, der gebildeten Viergelenk-Kinematik parallel zueinander ausgerichtet. Im fahrzeugseitig verbauten Zustand sind die Drehachsen vorzugsweise im Wesentlichen horizontal und quer zu einer Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet, um beispielsweise eine Höhen- und/oder Neigungsverstellung des Windschildes bereitzustellen. Als untere Drehachsen werden im Folgenden die durch die unteren Drehlager sowohl der ersten als auch der zweiten Hebelelemente definierten Drehachsen bezeichnet. Entsprechend werden die oberen Drehachsen durch deren Drehachsen der oberen Drehlager definiert.
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Durch die Verwendung der ersten und zweiten Hebelelemente kann das Windschild in seiner Lage einfach eingestellt werden. Es lässt sich somit problemlos als Wind- und Wetterschutz an die Fahrergröße bzw. Sitzbankhöheneinstellung anpassen.
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Mit Hilfe der beschriebenen Verstelleinrichtung und den sich daraus ergebenen Möglichkeiten der Richtungsänderungen der Wellenführung kann eine besonders platz- und bauraumsparende Anordnung des Antriebsmotors erfolgen.
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So kann der Antriebsmotor beispielsweise zwischen dem mindestens einen ersten Hebelelement und dem mindestens einen zweiten Hebelelement angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Antriebsmotor also in einem durch die erzeugte Viergelenk-Kinematik definierten Raum untergebracht werden. Die Verstelleinrichtung wird dadurch zu einem besonders kompakten Modul, dessen Größe im Wesentlichen durch die Viergelenk-Kinematik bestimmt wird. Zumindest der Antriebsmotor kann entsprechend zwischen den Hebelelementen platziert werden.
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Auf gegenüber der Viergelenk-Kinematik hervorstehende Anordnungen des Antriebsmotors kann verzichtet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Motorwelle des Antriebsmotors parallel zu den Drehachsen des Viergelenks ausgerichtet. Darüber hinaus kann die Motorwelle innerhalb oder oberhalb einer durch die unteren Drehachsen aufgespannten beziehungsweise definierten Ebene angeordnet sein. Entsprechend ist die Motorwelle zwischen der Trägerstruktur und dem Windschildhalter positioniert.
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Des Weiteren wird eine Windschildanordnung mit einem Windschild und einer Verstelleinrichtung zum Verstellen des Windschilds bereitgestellt, wobei die Verstelleinrichtung gemäß dieser Beschreibung ausgebildet ist.
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Außerdem wird ein Fahrzeug, insbesondere Neigefahrzeug, mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Windschilds bereitgestellt, wobei die Verstelleinrichtung gemäß dieser Beschreibung ausgebildet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Verstelleinrichtung,
- 2: eine Schnittansicht der Verstelleinrichtung gemäß 1,
- 3: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Verstelleinrichtung, und
- 4: eine Schnittansicht der Verstelleinrichtung gemäß 3
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1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer Verstelleinrichtung 10 zum Verstellen eines Windschilds eines Fahrzeugs (nicht dargestellt), wie beispielsweise eines Neigefahrzeugs. Die Verstelleinrichtung 10 umfasst eine fahrzeugseitige Tragstruktur 11. Diese ist im verbauten Zustand fest mit dem restlichen Fahrzeug verbunden. Des Weiteren umfasst die Verstelleinrichtung 10 einen Windschildhalter 12, der zum (starren) Verbinden mit dem Windschild ausgebildet ist.
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Der Windschildhalter 12 ist relativ zu der Tragstruktur 11 bewegbar. Um diese Relativbewegung zu ermöglichen, umfasst die Verstelleinrichtung 10 zwei erste Hebelelemente 13, die jeweils mit einem oberen Ende 13a drehbeweglich mit dem Windschildhalter 12 und mit einem dem oberen Ende 13a entgegengesetzt angeordneten unteren Ende 13b drehbeweglich mit der Tragstruktur 11 verbunden sind. Entsprechend wird also ein oberes beziehungsweise ein unteres Drehgelenk 14a,14b definiert.
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Die Verstelleinrichtung 10 umfasst außerdem eine Antriebseinrichtung 15, welche einen Antriebsmotor 16 aufweist, der über eine Getriebeanordnung 17 zum drehbeweglichen Antrieb der beiden ersten Hebelelemente 13 ausgebildet ist.
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Außerdem umfasst die Verstelleinrichtung 10 in der dargestellten Ausführungsform zwei zweite Hebelelemente 18, die jeweils mit einem oberen Ende 18a drehbeweglich mit dem Windschildhalter 12 und mit einem dem oberen Ende 18a entgegengesetzt angeordneten unteren Ende 18b drehbeweglich mit der Tragstruktur 11 verbunden sind. Entsprechend wird also ein oberes beziehungsweise ein unteres Drehgelenk 19a, 19b definiert.
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Jeweils eines der beiden ersten Hebelelemente 13 und das jeweils benachbart angeordnete zweite Hebelelement 18 bilden gemeinsam mit der Tragstruktur 11 und dem Windschildhalter 12 ein Viergelenk. Beide Viergelenke sind widerum über die Tragstruktur 11 und den Windschildhalter 12 zu einer Viergelenk-Kinematik verbunden.
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Vorzugsweise sind die durch die Drehgelenke 14a,14b,19a,19b definierten Drehachsen des jeweils gebildeten Viergelenks parallel zueinander ausgerichtet. Im fahrzeugseitig verbauten Zustand sind diese Drehachsen vorzugsweise im Wesentlichen horizontal und quer zu einer Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet, um beispielsweise eine Höhen- und/oder Neigungsverstellung des Windschildes bereitzustellen. Als untere Drehachsen werden im Folgenden die durch die unteren Drehlager 14b, 19b definierten Drehachsen bezeichnet. Entsprechend werden die oberen Drehachsen durch die Drehachsen der oberen Drehlager 14a, 19a definiert.
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Mittels eines drehbeweglichen Antriebs des jeweiligen ersten Hebelelements 13, also durch Drehung des jeweiligen ersten Hebelelements 13 um die Drehachse des unteren Drehgelenks 14b wird die Relativbewegung des Windschildhalters 12 gegenüber der Tragstruktur 11 erzielt.
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Die Getriebeanordnung 17 weist in der dargestellten Ausführungsform drei Übersetzungsstufen 21,22,23 auf.
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Eine erste Übersetzungsstufe 21 umfasst ein erstes Schneckengetriebe, welches zum Übertragen einer Drehbewegung einer von dem Antriebsmotor 16 angetriebenen ersten Drehwelle 24, hier: der Motorwelle des Antriebsmotors 16, auf eine zweite Drehwelle 25 ausgebildet ist. Hierbei ist eine Schneckenwelle 21a des Schneckengetriebes (drehfest) mit der ersten Drehwelle 24 verbunden und steht in Eingriff mit einem Zahnrad 21b, dem sogenannten Schneckenrad, welches drehfest mit der zweiten Drehwelle 25 verbunden ist. Das Schneckengetriebe ermöglicht eine windschiefe Anordnung der ersten Drehwelle 24 und der zweiten Drehwelle 25 und somit eine erste Richtungsänderung der Wellenführung um beispielshaft dargestellte 90°.
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Eine zweite Übersetzungsstufe 22 umfasst in der dargestellten ersten Ausführungsform ein Kegelradgetriebe, welches zum Übertragen einer Drehbewegung der zweiten Drehwelle 25 auf eine dritte Drehwelle 26 ausgebildet ist. Hierzu ist der zweiten Drehwelle 25 und der dritten Drehwelle 26 jeweils ein Kegelrad 22a zugeordnet, die zur Übertragung der Drehbewegung miteinander in Eingriff stehen.
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Eine zu dem Kegelradgetriebe alternative Ausführungsform ist in 3 und 4 dargestellt.
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In beiden Ausführungsformen ist eine dritte Übersetzungsstufe 23 vorgesehen, welche ein zweites Schneckengetriebe umfasst, das zum Übertragen einer Drehbewegung der dritten Drehwelle 26 auf eine vierte Drehwelle 27 ausgebildet ist.
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Die vierte Drehwelle 27 ist zum drehbeweglichen Antrieb drehfest mit den beiden ersten Hebelelementen 13 verbunden. Diese sind an den jeweiligen, seitlichen Enden der vierten Drehwelle 27 angeordnet, so dass eine Drehbewegung der vierten Drehwelle 27 eine gemeinsame Drehbewegung der beiden ersten Hebelelemente 13 um das jeweilige untere Drehlager 14b bewirkt. Entsprechend ist die vierte Drehwelle 27 koaxial zu einer Drehachse der entsprechenden Drehlager 14b angeordnet.
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Jede der Übersetzungsstufen 21,22,23 bietet die Möglichkeit eine Richtungsänderung und/oder einen Versatz in der Wellenführung zu bewirken. Wie aus den Figuren ersichtlich, ermöglicht es diese Ausgestaltung in besonderem Maße, die Richtungsänderungen für eine besonders kompakte Bauweise der gesamten Verstelleinrichtung 10 zu nutzen.
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3 und 4 zeigen die zweite Ausführungsform einer Verstelleinrichtung 10' zum Verstellen eines Windschilds. Diese Ausführungsform stimmt in seinen Merkmalen und möglichen Merkmalskombinationen im Wesentlichen mit der in 1 und 2 dargestellten und voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform überein, so dass auf die zugehörige Beschreibung verwiesen und gleiche Bezugszeichen - sofern nicht abweichend angegeben - verwendet werden.
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Im Unterschied zur ersten Ausführungsform, umfasst die zweite Ausführungsform eine alternativ ausgestaltete zweite Übersetzungsstufe 22'. Statt des Kegelradgetriebes weist die zweite Übersetzungsstufe 22' ein Kraftübertragungsmittel in Form eines Riementriebs 22b auf, welcher zum Übertragen einer Drehbewegung der zweiten Drehwelle 25 auf die dritte Drehwelle 26 ausgebildet ist. In diesem Fall ist die dritte Drehwelle 26 gegenüber der ersten Ausführungsform gedreht ausgerichtet, so dass eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der zweiten 25 und dritten Drehwelle 26 erzielt werden kann.
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Dennoch schließt sich auch in der zweiten Ausführungsform das zweite Schneckengetriebe als dritte Übersetzungsstufe 23 zum Übertragen einer Drehbewegung der dritten Drehwelle 26 auf die vierte Drehwelle 27 an.
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Dank der in den 1 bis 4 beschrieben beiden Ausführungsformen ist es möglich, den Antriebsmotor 16 zwischen den beiden ersten Hebelelementen 13 und den beiden zweiten Hebelelementen 18 anzuordnen. Mit anderen Worten kann der Antriebsmotor 16 also in einem durch die beiden erzeugten Viergelenke definierten Raum untergebracht werden. Die Verstelleinrichtung 10,10' wird dadurch zu einem besonders kompakten Modul, dessen Größe im Wesentlichen durch die Viergelenk-Kinematik bestimmt wird. Zumindest der Antriebsmotor 16 kann dementsprechend zwischen den Hebelelementen 13,18 platziert werden.
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Wie dargestellt, kann die Motorwelle (hier: identisch zu der ersten Drehwelle 24) des Antriebsmotors 16 parallel zu den Drehachsen des Viergelenks angeordnet sein. Darüber hinaus ist die Motorwelle beziehungsweise die erste Drehwelle 24 oberhalb einer durch die unteren Drehachsen der unteren Drehgelenke 14b, 19b aufgespannten beziehungsweise definierten Ebene E angeordnet. Entsprechend ist die Motorwelle beziehungsweise die erste Drehwelle 24 zwischen der Trägerstruktur 11 und dem Windschildhalter 12 positioniert.
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Mit Hilfe der beschriebenen Verstelleinrichtungen 10,10' und den sich daraus ergebenen Möglichkeiten der Richtungsänderungen der Wellenführung kann eine möglichst platz- und bauraumsparende Anordnung des Antriebsmotors 16 erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0685385 B1 [0002]
- CN 204309954 U [0003]
