DE102020121742A1 - Compliant and bistable system for a component of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein nachgiebiges System (10) und ein bistabiles System (1) für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Segment (2) zur Anordnung an dem Kraftfahrzeug und wenigstens einem Festkörpergelenk (3), wobei das wenigstens eine Segment (2) unmittelbar oder mittelbar über das Festkörpergelenk (3) an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixierbar ist, wobei das bistabile System (1) in einer ersten vorbestimmten Position (P1) einen ersten stabilen Zustand (Z1) und in einer zweiten vorbestimmten Position(P2) einen zweiten stabilen Zustand (Z2) aufweist, wobei das wenigstens eine Segment (2) zwischen der ersten vorbestimmten Position (P1) des ersten stabilen Zustands (Z1) und der zweiten vorbestimmten Position (P2) des zweiten stabilen Zustands (Z2) über das Festkörpergelenk (3) rotierbar ist.

Figure DE102020121742A1_0000
The invention relates to a flexible system (10) and a bistable system (1) for a component of a motor vehicle, having at least one segment (2) for arrangement on the motor vehicle and at least one flexure joint (3), the at least one segment (2) can be fixed directly or indirectly via the flexure joint (3) to the component of the motor vehicle, with the bistable system (1) having a first stable state (Z 1 ) in a first predetermined position (P 1 ) and a first stable state (Z 1 ) in a second predetermined position (P 2 ) has a second stable state (Z 2 ), wherein the at least one segment (2) is between the first predetermined position (P 1 ) of the first stable state (Z 1 ) and the second predetermined position (P 2 ) of the second stable state ( Z 2 ) can be rotated via the solid-state joint (3).
Figure DE102020121742A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein nachgiebiges System und ein bistabiles System für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Segment zur Anordnung an dem Kraftfahrzeug und wenigstens einem Festkörpergelenk.The invention relates to a flexible system and a bistable system for a component of a motor vehicle, with at least one segment for arrangement on the motor vehicle and at least one solid joint.

Für gewöhnlich werden rotatorische Bewegungen über gelenkige Verbindungen realisiert. Hierbei werden an den Gelenkpunkten mehrere Einzelteile des Bewegungsapparats durch weitere Einzelteile, wie beispielsweise Schrauben oder Stifte, miteinander verbunden.Rotatory movements are usually realized via articulated connections. In this case, several individual parts of the musculoskeletal system are connected to one another at the articulation points by means of additional individual parts such as screws or pins.

Nachteilig an den gelenkigen Verbindungen ist jedoch das hohe Gewicht aufgrund einer hohen Anzahl an Komponenten, wie beispielsweise Schrauben, Scheiben und Achsen, eine komplizierte und zeitaufwändige Montage. Ferner ist das Zusammenspiel von Bauteiltoleranzen, der Verschleiß der Komponenten und der Umstand, dass die gelenkige Verbindung üblicherweise Spiel aufweisen, problematisch.A disadvantage of the articulated connections, however, is the high weight due to a large number of components, such as screws, washers and axles, complicated and time-consuming assembly. Furthermore, the interaction of component tolerances, the wear and tear of the components and the fact that the articulated connection usually has play is problematic.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein nachgiebiges bzw. ein bistabiles System für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, bei dem das Gewicht und die Anzahl von Komponenten reduziert sind.It is therefore the object of the present invention to provide a flexible or a bistable system for a component of a motor vehicle, in which the weight and the number of components are reduced.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein nachgiebiges System für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Segment zur Anordnung an dem Kraftfahrzeug und wenigstens einem Festkörpergelenk vorgeschlagen. Das wenigstens eine Segment ist unmittelbar oder mittelbar über das Festkörpergelenk an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixierbar. Dabei weist das nachgiebige System in einer ersten vorbestimmten Position einen ersten stabilen Zustand auf. Ferner ist das wenigstens eine Segment über das Festkörpergelenk rotierbar. Auf diese Weise wird eine gelenkige Verbindung durch ein funktionsintegriertes Bauteil ersetzt, welches die notwendigen Freiheitsgrade durch nachgiebige Verbindungen bereitstellt. Dabei ist die Biegesteifigkeit an der Position des Festkörpergelenks verändert, um eine elastische Verformung zu erreichen.According to the invention, a flexible system for a component of a motor vehicle is proposed, having at least one segment for arrangement on the motor vehicle and at least one flexure joint. The at least one segment can be fixed directly or indirectly to the component of the motor vehicle via the flexure joint. In this case, the flexible system has a first stable state in a first predetermined position. Furthermore, the at least one segment can be rotated via the flexure joint. In this way, an articulated connection is replaced by a function-integrated component that provides the necessary degrees of freedom through flexible connections. The flexural rigidity at the position of the flexure joint is changed in order to achieve elastic deformation.

Ein nachgiebiges System im Sinne der Erfindung ist ein flexibler Mechanismus, der die Kraft- und Bewegungsübertragung durch elastische Körperverformung erreicht. Das nachgiebige System gewinnt seine Bewegung teilweise oder ganz aus der relativen Flexibilität seiner Segmente und nicht allein aus Starrkörpergelenken. Dadurch wird das Gewicht und die hohe Anzahl von Bauteilen, wie beispielsweise Schrauben, Scheiben oder Achsen, reduziert, eine komplizierte und lang andauernde Montage vermieden und Kosten durch einen Zukauf von Normteilen eingespart. Ferner ist eine spielfreie Mechanik des nachgiebigen Systems gewährleistet.A compliant system within the meaning of the invention is a flexible mechanism that achieves force and motion transmission through elastic body deformation. The compliant system derives some or all of its motion from the relative flexibility of its segments and not solely from rigid-body joints. This reduces the weight and the large number of components, such as screws, washers or axles, avoids complicated and lengthy assembly and saves costs by purchasing standard parts. Furthermore, a backlash-free mechanism of the flexible system is guaranteed.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Segment und das wenigstens eine Festkörpergelenk einstückig ausgebildet sind. Dadurch wird ebenfalls das Gewicht und die hohe Anzahl von Bauteilen reduziert, eine komplizierte und lang andauernde Montage vermieden und Kosten durch einen Zukauf von Normteilen eingespart. Darüber hinaus ist eine Herstellung des gesamten nachgiebigen Systems mittels eines additiven Fertigungsverfahrens möglich.In an advantageous embodiment, it is provided that the at least one segment and the at least one flexure joint are designed in one piece. This also reduces the weight and the large number of components, avoids complicated and lengthy assembly and saves costs by purchasing standard parts. In addition, it is possible to manufacture the entire flexible system using an additive manufacturing process.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das wenigstens eine Festkörpergelenk und das wenigstens eine Segment aus einem gleichen Material ausgebildet. Außerdem ist eine Querschnittsfläche des wenigstens einen Festkörpergelenks geringer als eine Querschnittsfläche des wenigstens einen Segments. In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das wenigstens eine Festkörpergelenk und das wenigstens eine Segment aus einem unterschiedlichen Material ausgebildet sind. Dabei weist das Material des wenigstens einen Festkörpergelenks ein geringeres Elastizitätsmodul auf als das Material des wenigstens einen Segments. Auf diese Weise wird durch gezielte Reduzierung der Biegesteifigkeit in den Gelenkbereichen gegenüber der restlichen Struktur eine annähernd kreisförmige Bewegung ermöglicht. Die Änderung der Biegesteifigkeit erfolgt dabei durch die verringerte Querschnittsfläche und somit einer Änderung des Flächenträgheitsmoments oder wird durch eine Materialvariation und somit einer Änderung des Elastizitätsmoduls erreicht. Die Biegesteifigkeit bestimmt dabei die Kraft- und Verformungscharakteristik des nachgiebigen Systems und ist an die Erfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalls anpassbar.In a preferred embodiment of the invention, the at least one flexure joint and the at least one segment are made of the same material. In addition, a cross-sectional area of the at least one flexure joint is smaller than a cross-sectional area of the at least one segment. In a further advantageous variant, it is provided according to the invention that the at least one flexure joint and the at least one segment are made of a different material. The material of the at least one flexure joint has a lower modulus of elasticity than the material of the at least one segment. In this way, an approximately circular movement is made possible by the targeted reduction of the bending stiffness in the joint areas compared to the rest of the structure. The change in flexural rigidity is caused by the reduced cross-sectional area and thus a change in the moment of inertia or is achieved by a material variation and thus a change in the modulus of elasticity. The flexural rigidity determines the force and deformation characteristics of the flexible system and can be adapted to the requirements of the respective application.

Erfindungsgemäß wird ferner ein bistabiles System mit einem nachgiebigen System entsprechend der vorstehenden Offenbarung vorgeschlagen. Dabei weist das nachgiebige System in einer zweiten vorbestimmten Position einen zweiten stabilen Zustand auf. Darüber hinaus ist das wenigstens eine Segment zwischen der ersten vorbestimmten Position des ersten stabilen Zustands und der zweiten vorbestimmten Position des zweiten stabilen Zustands über das Festkörpergelenk rotierbar.According to the invention, a bistable system with a flexible system according to the above disclosure is also proposed. In this case, the flexible system has a second stable state in a second predetermined position. In addition, the at least one segment can be rotated via the flexure joint between the first predetermined position of the first stable state and the second predetermined position of the second stable state.

Ein bistabiles System im Sinne der Erfindung ist ein mechanisches System, das zwei mögliche stabile Zustände einnehmen, aber nur durch einen äußeren Impuls von dem ersten stabilen Zustand in den zweiten stabilen Zustand wechseln kann. Dabei ist günstig, dass aufgrund des zweiten stabilen Zustands das bistabile System für zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten geeignet ist. Auf diese Weise wird ein funktionsintegriertes Bauteil bereitgestellt, welches die notwendigen Freiheitsgrade einer gelenkigen Verbindung durch nachgiebige Verbindungen erlangt.A bistable system within the meaning of the invention is a mechanical system that can assume two possible stable states, but can only change from the first stable state to the second stable state by an external impulse. Included is favorable that due to the second stable state, the bistable system is suitable for additional applications. In this way, a function-integrated component is provided, which attains the necessary degrees of freedom of an articulated connection through flexible connections.

Vorzugsweise ist das bistabiles System derart ausgebildet, dass das Festkörpergelenk elastisch und ausgebildet ist, eine Rückstellkraft zu erzeugen, mittels der das wenigstens eine Segment in die erste vorbestimmten Position des ersten stabilen Zustands geführt wird, wenn das wenigstens eine Segment nicht in der zweiten vorbestimmten Position des zweiten stabilen Zustands angeordnet ist. Dadurch können Bauteile wie Federn eingespart werden, da die Funktion durch das entsprechende Festkörpergelenk übernommen wird.The bistable system is preferably designed in such a way that the flexure joint is elastic and designed to generate a restoring force, by means of which the at least one segment is guided into the first predetermined position of the first stable state when the at least one segment is not in the second predetermined position of the second stable state. As a result, components such as springs can be saved, since the function is taken over by the corresponding flexure joint.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Segment im bestimmungsgemäßen Gebrauch in der ersten vorbestimmten Position des ersten stabilen Zustands einen Freiheitsgrad der Komponente des Kraftfahrzeugs sperrt und zumindest in der zweiten vorbestimmten Position des zweiten stabilen Zustands den entsprechenden Freiheitsgrad der Komponente des Kraftfahrzeugs frei gibt. Vorteilhaft daran ist, dass ein Verschluss oder eine Verriegelung für die Komponente ausgebildet ist, der bzw. die eine reduzierte Anzahl von Bauteilen und ein reduziertes Gewicht aufweist.In one embodiment of the invention, it is provided that the at least one segment blocks one degree of freedom of the motor vehicle component in the first predetermined position of the first stable state and at least in the second predetermined position of the second stable state blocks the corresponding degree of freedom of the component of the motor vehicle when used as intended releases. The advantage of this is that a closure or a lock is formed for the component, which has a reduced number of components and a reduced weight.

Das erfindungsgemäße bistabile System ist in einer Ausführungsvariante ausgebildet, dass wenigstens ein weiteres Segment vorgesehen ist, das mittels eines weiteren Festkörpergelenks an dem wenigstens einen Segment und/oder der Komponente des Kraftfahrzeugs fixiert ist. Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der eine Vielzahl von weiteren Segmenten und weiteren Festkörpergelenken vorgesehen ist, die alternierend in einer Reihenschaltung angeordnet sind. Durch die Vielzahl von Segmenten und Festkörpergelenken können weitere gelenkige Mechanismen mittels des bistabilen Systems ersetzt werden.The bistable system according to the invention is designed in one embodiment such that at least one additional segment is provided, which is fixed to the at least one segment and/or the component of the motor vehicle by means of an additional flexure joint. Furthermore, an embodiment is favorable in which a multiplicity of further segments and further solid-state joints are provided, which are arranged alternately in a series connection. Due to the large number of segments and solid joints, further articulated mechanisms can be replaced by means of the bistable system.

In einer alternativen Ausführung des vorliegenden bistabilen Systems ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von weiteren Segmenten und weiteren Festkörpergelenken vorgesehen ist. Dabei sind zumindest zwei Segmente mit jeweils zwei korrespondierenden Festkörpergelenken in einer Parallelschaltung derart angeordnet, dass die jeweiligen zwei korrespondierenden Festkörpergelenke mittels jeweils eines Teilsegments oder mittels der Komponente des Kraftfahrzeugs zueinander fixiert sind. Dabei ist günstig, dass Führungen durch Parallelschaltungen ersetzbar sind.In an alternative embodiment of the present bistable system, it is provided that a multiplicity of further segments and further solid-state joints are provided. At least two segments, each with two corresponding solid-state joints, are arranged in a parallel connection such that the respective two corresponding solid-state joints are fixed to one another by means of a sub-segment or by means of the component of the motor vehicle. It is favorable that guides can be replaced by parallel circuits.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wenigstens eines der weiteren Segmente mittels eines Festkörpergelenks an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixierbar. Dadurch ist das bistabile System an wenigstens zwei Positionen der Komponente befestigt und führt Relativbewegungen gegenüber diesen Positionen und der Komponente des Kraftfahrzeugs aus.In a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the further segments can be fixed to the component of the motor vehicle by means of a flexure joint. As a result, the bistable system is attached to at least two positions of the component and performs movements relative to these positions and the component of the motor vehicle.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Komponente des Kraftfahrzeugs ein Schließmechanismus, ein Wipp-Schalter, ein Seitenständer, ein Windleitflügel, eine Windschildverstellung, eine Sitzbankverriegelung oder eine Navigationssystemhalterung ist. Bei diesen Komponenten des Kraftfahrzeugs ist ein bistabiles System besonders vorteilhaft, da diese üblicherweise eine hohe Anzahl von Einzelteilen aufweisen, die somit von dem bistabilen System ersetzt sind und zusätzlich Gewicht eingespart ist.According to the invention it is further provided that the component of the motor vehicle is a locking mechanism, a rocker switch, a side stand, a wind deflector, a windshield adjustment, a seat lock or a navigation system holder. A bistable system is particularly advantageous for these components of the motor vehicle, since they usually have a large number of individual parts, which are thus replaced by the bistable system and additional weight is saved.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine Prinzipskizze eines nachgiebigen Systems einer Komponente eines Kraftfahrzeugs,
  • 2 eine Prinzipskizze eines weiteren nachgiebigen Systems einer Komponente eines Kraftfahrzeugs,
  • 3 eine Prinzipskizze eines weiteren nachgiebigen Systems einer Komponente eines Kraftfahrzeugs,
  • 4 eine Prinzipskizze eines weiteren nachgiebigen Systems einer Komponente eines Kraftfahrzeugs,
  • 5 eine Prinzipskizze einer Komponente eines Kraftfahrzeugs mit einem bistabilen System und
  • 6 eine Prinzipskizze eines weiteren bistabilen Systems einer Komponente eines Kraftfahrzeugs.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims or are presented in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
  • 1 a basic sketch of a flexible system of a component of a motor vehicle,
  • 2 a schematic diagram of another flexible system of a component of a motor vehicle,
  • 3 a schematic diagram of another flexible system of a component of a motor vehicle,
  • 4 a schematic diagram of another flexible system of a component of a motor vehicle,
  • 5 a schematic diagram of a component of a motor vehicle with a bistable system and
  • 6 a schematic diagram of another bistable system of a component of a motor vehicle.

In 1 ist eine Prinzipskizze eines nachgiebigen Systems 10 einer Komponente eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Komponente ist ein Mechanismus zur Umwandlung einer Rotation in eine Linearbewegung mit einem Segment 2 zur Anordnung an dem Kraftfahrzeug und einem Festkörpergelenk 3. Das Segment 2 ist mittelbar über das Festkörpergelenk 3 an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixiert. Ferner ist das Segment 2 ausgehend von einer ersten vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 über das Festkörpergelenk 3 rotierbar. Das Festkörpergelenk 3 ist elastisch und ausgebildet, eine Rückstellkraft zu erzeugen, mittels der das Segment 2 in die erste vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 geführt wird, wenn das wenigstens eine Segment 2 nicht in dieser ersten vorbestimmten Position P1 angeordnet ist.In 1 1 is a schematic diagram of a compliant system 10 of a component of a motor vehicle. The component is a mechanism for converting a rotation into a linear movement with a segment 2 for arrangement on the motor vehicle and a flexure joint 3. The segment 2 is fixed indirectly via the flexure joint 3 to the component of the motor vehicle. Furthermore, the segment 2 can be rotated via the flexure joint 3 starting from a first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 . The flexure joint 3 is elastic and designed to generate a restoring force, by means of which the segment 2 is guided into the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 when the at least one segment 2 is not arranged in this first predetermined position P 1 .

An dem in 1 gezeigten Segment 2 ist ein weiteres Segment 2 vorgesehen, das mittels eines weiteren Festkörpergelenks 3 an dem Segment 2 des Kraftfahrzeugs fixiert ist. Darüber hinaus ist ein weiteres Segment 2 über ein weiteres Festkörpergelenk 3 derart vorgesehen, dass die Segmente 2 und die Festkörpergelenke 3 alternierend in einer Reihenschaltung angeordnet sind. Eines der weiteren Segmente 2 ist dabei in einer Führung angeordnet, die das Segment zur Umwandlung der Rotation in die Linearbewegung führt.on the in 1 Segment 2 shown is another segment 2 is provided, which is fixed by means of another solid joint 3 on the segment 2 of the motor vehicle. In addition, a further segment 2 is provided via a further flexure joint 3 in such a way that the segments 2 and the flexure joints 3 are arranged alternately in a series connection. One of the other segments 2 is arranged in a guide that guides the segment to convert the rotation into linear movement.

2 zeigt eine Prinzipskizze eines weiteren nachgiebigen Systems 10 einer Komponente eines Kraftfahrzeugs. Die Komponente ist ein Wipp-Schalt-Mechanismus, der ausgebildet ist zwei Taster zu betätigen. Das nachgiebige System 10 weist ein Segment 2 und ein Festkörpergelenk 3 auf. Das Segment 2 ist T-förmig ausgebildet und an einem freien Ende mittelbar über das Festkörpergelenk 3 an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixiert. Die anderen beiden freien Enden des Segments 2 sind jeweils benachbart zu einem der beiden Taster angeordnet. Ferner ist das Segment 2 zwischen dem Betätigen des einen Tasters und dem Betätigen des anderen Tasters über eine erste vorbestimmte Position P1 eines ersten stabilen Zustands Z1 mittels des Festkörpergelenks 3 rotierbar. Dabei ist die erste vorbestimmte Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 des nachgiebigen Systems 10 in einer mittigen Stellung zwischen den beiden Tastern festgelegt. Das Festkörpergelenk 3 ist elastisch und ausgebildet, eine Rückstellkraft zu erzeugen, mittels der das Segment 2 in die erste vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 geführt wird, wenn die Segmente 2 nicht in dieser Position P1 angeordnet sind. Je nach einer Konfiguration des Wipp-Schalt-Mechanismus ist beispielsweise auch eine Rückstellkraft hin zu einer ersten vorbestimmten Position P1 möglich, in der das Segment 2 einen der Taster betätigt. 2 shows a schematic diagram of another flexible system 10 of a component of a motor vehicle. The component is a rocker switch mechanism that is designed to actuate two buttons. The compliant system 10 has a segment 2 and a flexure joint 3 . The segment 2 is T-shaped and fixed at a free end indirectly via the flexure joint 3 to the component of the motor vehicle. The other two free ends of the segment 2 are each arranged adjacent to one of the two buttons. Furthermore, the segment 2 can be rotated between the actuation of one button and the actuation of the other button via a first predetermined position P 1 of a first stable state Z 1 by means of the flexure joint 3 . The first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 of the compliant system 10 is fixed in a central position between the two buttons. The flexure joint 3 is elastic and designed to generate a restoring force, by means of which the segment 2 is guided into the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 when the segments 2 are not arranged in this position P 1 . Depending on the configuration of the rocker switch mechanism, a restoring force towards a first predetermined position P 1 is also possible, for example, in which segment 2 actuates one of the buttons.

Ferner sind das Festkörpergelenk 3 und das Segment 2 des in 2 dargestellten nachgiebigen Systems 10 aus einem unterschiedlichen Material ausgebildet. Dabei weist das Material des Festkörpergelenks 3 ein geringeres Elastizitätsmodul als das Material des Segments 2 auf. Der Betrag der Rückstellkraft des Festkörpergelenks 3 ist über das entsprechende Material einstellbar. In einer alternativen Ausführungsform des in 2 dargestellten nachgiebigen Systems 10 eines Wipp-Schalt-Mechanismus ist die Nachgiebigkeit auch durch eine Querschnittsänderung in der Struktur des Festkörpergelenks 3 darstellbar.Furthermore, the flexure joint 3 and the segment 2 of the in 2 compliant system 10 shown is formed of a different material. The material of the flexure joint 3 has a lower modulus of elasticity than the material of the segment 2 . The amount of the restoring force of the flexure joint 3 can be adjusted via the appropriate material. In an alternative embodiment of the 2 In the flexible system 10 of a seesaw switch mechanism shown, the flexibility can also be represented by a change in cross section in the structure of the solid-state joint 3 .

In 3 ist eine Prinzipskizze eines weiteren nachgiebigen Systems 10 einer Komponente eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Komponente des Kraftfahrzeugs ist ein Schließmechanismus eines Staufachs für ein Motorrad. Das nachgiebige System 10 umfasst eine alternierende Reihenschaltung aus vier Festkörpergelenken 3 und drei Segmenten 2. Dabei sind das erste Festkörpergelenk 3 und das letzte Festkörpergelenk 3 der Reihenschaltung jeweils an der Komponente des Kraftfahrzeugs rotierbar fixiert und die Segmente 2 sind mittelbar über die Festkörpergelenke 3 an der Komponente des Kraftfahrzeugs befestigt. An dem ersten Segment 2 zwischen den ersten beiden Festkörpergelenken 3 ist eine Betätigung für den Schließmechanismus des Staufachs angeordnet und an dem letzten Segment zwischen dem letzten und dem vorletzten Festkörpergelenk 3 der Reihenschaltung des nachgiebigen Systems 10 ist eine Sicherung angeordnet, die einen Mechanismus mit einer Schenkelfeder zur Öffnung des Staufachs sperrt. Dabei befindet sich das nachgiebige System 10 in einer ersten vorbestimmten Position P1 in einem ersten stabilen Zustand Z1. Ist die Betätigung ausgelöst, ist das erste Segment 2 über das erste Festkörpergelenk 3 rotiert. Dementsprechend sind die beiden weiteren Segmente 2 über die entsprechenden Festkörpergelenke 3 derart rotiert und angeordnet, dass der Mechanismus mit der Schenkelfeder zur Öffnung des Staufachs freigegeben ist.In 3 1, a schematic diagram of another compliant system 10 of a component of a motor vehicle is shown. The component of the motor vehicle is a locking mechanism of a storage compartment for a motorcycle. The flexible system 10 comprises an alternating series connection of four flexure joints 3 and three segments 2. The first flexure joint 3 and the last flexure joint 3 of the series connection are each rotatably fixed to the component of the motor vehicle and the segments 2 are indirectly connected via the flexure joints 3 to the Component of the motor vehicle attached. An actuator for the closing mechanism of the storage compartment is arranged on the first segment 2 between the first two flexure joints 3, and a fuse is arranged on the last segment between the last and penultimate flexure joint 3 of the series connection of the flexible system 10, which has a mechanism with a torsion spring for opening the storage compartment locks. The compliant system 10 is in a first predetermined position P 1 in a first stable state Z 1 . If the actuation is triggered, the first segment 2 is rotated via the first flexure joint 3 . Accordingly, the two other segments 2 are rotated and arranged via the corresponding solid-state joints 3 in such a way that the mechanism with the torsion spring is released for opening the storage compartment.

Dadurch, dass die jeweiligen Festkörpergelenke 3 elastisch und ausgebildet sind, eine Rückstellkraft zu erzeugen, mittels der die Segmente 2 in die erste vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 zurück geführt werden, wenn die Segmente 2 nicht in der vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 angeordnet sind, rotieren die Segmente 2 nach dem Auslösen der Betätigung zurück in die erste vorbestimmte Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 und die Sicherung sperrt wiederum den entsprechenden Freiheitsgrad des Schließmechanismus des Staufachs.Due to the fact that the respective flexure joints 3 are elastic and designed to generate a restoring force, by means of which the segments 2 are returned to the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 if the segments 2 are not in the predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 are arranged, the segments 2 rotate back into the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 after the actuation has been triggered, and the safety device in turn blocks the corresponding degree of freedom of the locking mechanism of the storage compartment.

4 zeigt eine Prinzipskizze eines weiteren nachgiebigen Systems 10 einer Komponente eines Kraftfahrzeugs. Die Komponente des Kraftfahrzeugs ist eine Windschildverstellung eines einspurigen Kraftfahrzeugs. Dabei umfasst das nachgiebige System 10 drei Festkörpergelenke 3 und zwei Segmente 2, die alternierend in einer Reihenschaltung angeordnet sind. Das jeweilige erste und letzte Festkörpergelenk 3 ist an der Komponente des einspurigen Kraftfahrzeugs befestigt. Das nachgiebige System 10 weist in einer ersten vorbestimmten Position P1 einen ersten stabilen Zustand Z1 auf und die beiden Segmente 2 sind über die jeweiligen Festkörpergelenke 3 rotierbar. Darüber hinaus erzeugen die Festkörpergelenke 3 eine Rückstellkraft mittels der die Segments 2 in die erste vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 geführt werden, wenn die Segmente 2 nicht in der Position P1 angeordnet sind. Damit eine stufenlose Verstellung des Windschilds ermöglich ist, umfasst die Komponente des einspurigen Kraftfahrzeugs einen weiteren Mechanismus, der zur Fixierung des nachgiebigen Systems 10 ausgebildet ist. 4 shows a schematic diagram of another flexible system 10 of a component of a motor vehicle. The component of the motor vehicle is a windshield adjuster of a single-track motor vehicle. In this case, the flexible system 10 comprises three solid-state joints 3 and two segments 2, which are arranged alternately in a series connection. The respective first and last flexure joint 3 is attached to the component of the single-track motor vehicle. The flexible system 10 has a first stable state Z 1 in a first predetermined position P 1 and the two segments 2 can be rotated via the respective solid-state joints 3 . In addition, the hard generate body joints 3 a restoring force by means of which the segments 2 are guided into the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 when the segments 2 are not arranged in the position P 1 . So that a stepless adjustment of the windshield is possible, the component of the single-track motor vehicle includes a further mechanism that is designed to fix the flexible system 10 in place.

In 5 ist eine Prinzipskizze einer Komponente eines Kraftfahrzeugs mit einem bistabilen System 1 dargestellt. Die Komponente des Kraftfahrzeugs ist ein Motorradkoffer, der ein als ein Schließmechanismus ausgebildetes bistabiles System 1 aufweist.In 5 a basic sketch of a component of a motor vehicle with a bistable system 1 is shown. The component of the motor vehicle is a motorcycle case, which has a bistable system 1 designed as a locking mechanism.

Das bistabile System 1 für die Komponente des Kraftfahrzeugs umfasst drei Segmente 2 zur Anordnung an dem Kraftfahrzeug und vier Festkörpergelenke 3. Das eine Segment 2 ist dabei mittelbar über eines der Festkörpergelenke 3 an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixiert. An diesem einen Segment 2 sind die beiden weiteren Segmente 2 mittels jeweils eines Festkörpergelenks 3 gelagert. Die weiteren Segmente 2 sind trägerförmig ausgebildet und eines der beiden weiteren Segmente 2 ist über ein Festkörpergelenk 3 an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixiert. Das andere weitere Segment ist unmittelbar und rotierbar an der Komponente gelagert. Darüber hinaus ist das bistabile System 1 bzw. sind die Segmente 2 und die Festkörpergelenke 3 einstückig ausgebildet. Dabei sind die Festkörpergelenke 3 und die Segmente 2 aus einem Material ausgebildet. Ferner ist eine Querschnittsfläche der Festkörpergelenke 3 geringer als eine Querschnittsfläche der Segmente 2, wodurch die Festkörpergelenke 3 ein geringeres Flächenträgheitsmoment aufweisen.The bistable system 1 for the component of the motor vehicle comprises three segments 2 for arrangement on the motor vehicle and four flexure joints 3. One segment 2 is fixed indirectly via one of the flexure joints 3 to the component of the motor vehicle. The two other segments 2 are each mounted on this one segment 2 by means of a flexure joint 3 . The other segments 2 are carrier-shaped and one of the two other segments 2 is fixed to the component of the motor vehicle via a flexure joint 3 . The other further segment is mounted directly and rotatably on the component. In addition, the bistable system 1 or the segments 2 and the flexure joints 3 are designed in one piece. The flexure joints 3 and the segments 2 are made from one material. Furthermore, a cross-sectional area of the flexure joints 3 is smaller than a cross-sectional area of the segments 2, as a result of which the flexure joints 3 have a lower area moment of inertia.

In 5 ist das bistabile System 1 in einer ersten vorbestimmten Position P1 in einem ersten stabilen Zustand Z1 angeordnet. In dieser ersten vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 sperrt das bistabile System einen Freiheitsgrad der Komponente und der Schließmechanismus des Motorradkoffers ist verriegelt. Die Segmente 2 sind zwischen der ersten vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 und der zweiten vorbestimmten Position P2 des zweiten stabilen Zustands Z2 über die Festkörpergelenke 3 rotierbar. In der zweiten vorbestimmten Position P2 des zweiten stabilen Zustands Z2 gibt das bistabile System 1 den entsprechenden Freiheitsgrad der Komponente des Kraftfahrzeugs frei und der Schließmechanismus des Motorradkoffers ist geöffnet.In 5 the bistable system 1 is arranged in a first predetermined position P 1 in a first stable state Z 1 . In this first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 , the bistable system blocks one degree of freedom of the component and the locking mechanism of the motorcycle case is locked. The segments 2 can be rotated via the flexure joints 3 between the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 and the second predetermined position P 2 of the second stable state Z 2 . In the second predetermined position P 2 of the second stable state Z 2 , the bistable system 1 releases the corresponding degree of freedom of the component of the motor vehicle and the locking mechanism of the motorcycle trunk is open.

6 zeigt eine Prinzipskizze eines weiteren bistabilen Systems 1 einer Komponente eines Kraftfahrzeugs. Die Komponente des Kraftfahrzeugs ist eine Navigationssystemhalterung. Das bistabile System 1 umfasst acht Festkörpergelenke 3 und sechs Segmente 2, von denen jeweils zwei korrespondierende Segmente 2 parallel zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise sind zwei Segmente 2 mit jeweils zwei korrespondierenden Festkörpergelenken 3 in einer Parallelschaltung derart angeordnet, dass die jeweiligen zwei korrespondierenden Festkörpergelenke 3 mittels jeweils eines Teilsegments 4 zueinander fixiert sind. Diese korrespondierenden Festkörpergelenke 3 sind jeweils über die weiteren Segmente 2 und die restlichen Festkörpergelenke 3 mittels der Komponente des Kraftfahrzeugs zueinander fixiert. Außerdem sind die Segmente 2 und die Festkörpergelenke 3 einstückig ausgebildet. 6 shows a schematic diagram of another bistable system 1 of a component of a motor vehicle. The component of the motor vehicle is a navigation system mount. The bistable system 1 comprises eight flexure joints 3 and six segments 2, of which two corresponding segments 2 are arranged parallel to one another. In this way, two segments 2 , each with two corresponding flexure joints 3 , are arranged in a parallel circuit in such a way that the respective two corresponding flexure joints 3 are fixed to one another by means of a partial segment 4 . These corresponding flexure joints 3 are each fixed to one another via the further segments 2 and the remaining flexure joints 3 by means of the component of the motor vehicle. In addition, the segments 2 and the solid joints 3 are designed in one piece.

Das bistabile System 1 weist aufgrund der Paraallelschaltung in einer ersten vorbestimmten Position P1 einen ersten stabilen Zustand Z1 und in einer zweiten vorbestimmten Position P2 einen zweiten stabilen Zustand Z2 auf. Dabei ist das jeweilige Segment 2 zwischen der ersten vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 und der zweiten vorbestimmten Position (P2) des zweiten stabilen Zustands Z2 über das Festkörpergelenk 3 rotierbar. Darüber hinaus sind die Festkörpergelenke 3 elastisch und ausgebildet, eine Rückstellkraft zu erzeugen, mittels der das jeweilige Segment 2 in die erste vorbestimmten Position P1 des ersten stabilen Zustands Z1 geführt wird, wenn das jeweilige Segment 2 nicht in der zweiten vorbestimmten Position P2 des zweiten stabilen Zustands Z2 angeordnet ist.Due to the parallel connection, the bistable system 1 has a first stable state Z 1 in a first predetermined position P 1 and a second stable state Z 2 in a second predetermined position P 2 . The respective segment 2 can be rotated via the flexure joint 3 between the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 and the second predetermined position (P 2 ) of the second stable state Z 2 . In addition, the flexure joints 3 are elastic and designed to generate a restoring force, by means of which the respective segment 2 is guided into the first predetermined position P 1 of the first stable state Z 1 if the respective segment 2 is not in the second predetermined position P 2 of the second stable state Z 2 is arranged.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The implementation of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.

Claims (12)

Nachgiebiges System (10) für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Segment (2) zur Anordnung an dem Kraftfahrzeug und wenigstens einem Festkörpergelenk (3), wobei das wenigstens eine Segment (2) unmittelbar oder mittelbar über das Festkörpergelenk (3) an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixierbar ist, wobei das nachgiebige System (10) in einer ersten vorbestimmten Position (P1) einen ersten stabilen Zustand (Z1) aufweist, wobei das wenigstens eine Segment (2) über das Festkörpergelenk (3) rotierbar ist.Compliant system (10) for a component of a motor vehicle, having at least one segment (2) for arrangement on the motor vehicle and at least one flexure joint (3), the at least one segment (2) being attached directly or indirectly via the flexure joint (3) to the Component of the motor vehicle can be fixed, the flexible system (10) having a first stable state (Z 1 ) in a first predetermined position (P 1 ), the at least one segment (2) being rotatable via the flexure joint (3). Nachgiebiges System (10) gemäß Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Segment (2) und das wenigstens eine Festkörpergelenk (3) einstückig ausgebildet sind.Compliant system (10) according to claim 1 , wherein the at least one segment (2) and the at least one solid joint (3) are integrally formed. Nachgiebiges System (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine Festkörpergelenk (3) und das wenigstens eine Segment (2) aus einem gleichen Material ausgebildet sind, wobei eine Querschnittsfläche des wenigstens einen Festkörpergelenks (3) geringer ist als eine Querschnittsfläche des wenigstens einen Segments (2).Compliant system (10) according to claim 1 or 2 , wherein the at least one flexure joint (3) and the at least one segment (2) are formed from the same material, wherein a cross-sectional area of the at least one flexure joint (3) is smaller than a cross-sectional area of the at least one segment (2). Nachgiebiges System (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine Festkörpergelenk (3) und das wenigstens eine Segment (2) aus einem unterschiedlichen Material ausgebildet sind, wobei das Material des wenigstens einen Festkörpergelenks (3) ein geringeres Elastizitätsmodul aufweist als das Material des wenigstens einen Segments (2).Compliant system (10) according to claim 1 or 2 , wherein the at least one flexure joint (3) and the at least one segment (2) are formed from a different material, the material of the at least one flexure joint (3) having a lower modulus of elasticity than the material of the at least one segment (2). Nachgiebiges System (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente des Kraftfahrzeugs ein Schließmechanismus, ein Wippschalter, ein Seitenständer, ein Windleitflügel, eine Windschildverstellung, eine Sitzbankverriegelung oder eine Navigationssystemhalterung ist.The compliance system (10) of any preceding claim, wherein the motor vehicle component is a latch mechanism, a rocker switch, a side stand, a wind deflector, a windshield adjuster, a seat latch, or a navigation system mount. Bistabiles System (1) mit einem nachgiebigen System (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das nachgiebige System (10) an einer zweiten vorbestimmten Position (P2) einen zweiten stabilen Zustand (Z2) aufweist, wobei das wenigstens eine Segment (2) zwischen der ersten vorbestimmten Position (P1) des ersten stabilen Zustands (Z1) und der zweiten vorbestimmten Position (P2) des zweiten stabilen Zustands (Z2) über das Festkörpergelenk (3) rotierbar ist.Bistable system (1) with a compliant system (10) according to one of the preceding claims, wherein the compliant system (10) has a second stable state (Z 2 ) at a second predetermined position (P 2 ), wherein the at least one segment ( 2) between the first predetermined position (P 1 ) of the first stable state (Z 1 ) and the second predetermined position (P 2 ) of the second stable state (Z 2 ) is rotatable via the flexure joint (3). Bistabiles System (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Festkörpergelenk (3) elastisch und ausgebildet ist, eine Rückstellkraft zu erzeugen, mittels der das wenigstens eine Segment (2) in die erste vorbestimmten Position (P1) des ersten stabilen Zustands (Z1) geführt wird, wenn das wenigstens eine Segment (2) nicht in der zweiten vorbestimmten Position (P2) des zweiten stabilen Zustands (Z2) angeordnet ist.Bistable system (1) according to the preceding claim, wherein the flexure joint (3) is elastic and designed to generate a restoring force, by means of which the at least one segment (2) moves into the first predetermined position (P 1 ) of the first stable state (Z 1 ) is guided when the at least one segment (2) is not located in the second predetermined position (P 2 ) of the second stable state (Z 2 ). Bistabiles System (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei das wenigstens eine Segment (2) im bestimmungsgemäßen Gebrauch in der ersten vorbestimmten Position (P1) des ersten stabilen Zustands (Z1) einen Freiheitsgrad der Komponente des Kraftfahrzeugs sperrt und zumindest in der zweiten vorbestimmten Position (P2) des zweiten stabilen Zustands (Z2) den entsprechenden Freiheitsgrad der Komponente des Kraftfahrzeugs frei gibt.Bistable system (1) according to any one of the preceding Claims 6 or 7 , wherein the at least one segment (2) in the intended use in the first predetermined position (P 1 ) of the first stable state (Z 1 ) blocks a degree of freedom of the component of the motor vehicle and at least in the second predetermined position (P 2 ) of the second stable State (Z 2 ) releases the corresponding degree of freedom of the component of the motor vehicle. Bistabiles System (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, wobei wenigstens ein weiteres Segment (2) vorgesehen ist, das mittels eines weiteren Festkörpergelenks (3) an dem wenigstens einen Segment (2) und/oder der Komponente des Kraftfahrzeugs fixiert ist.Bistable system (1) according to any one of the preceding Claims 6 until 8th , wherein at least one further segment (2) is provided, which is fixed to the at least one segment (2) and/or the component of the motor vehicle by means of a further flexure joint (3). Bistabiles System (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Vielzahl von weiteren Segmenten (2) und weiteren Festkörpergelenken (3) vorgesehen ist, die alternierend in einer Reihenschaltung angeordnet sind.Bistable system (1) according to the preceding claim, wherein a multiplicity of further segments (2) and further solid-state joints (3) are provided, which are arranged alternately in a series connection. Bistabiles System (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, wobei eine Vielzahl von weiteren Segmenten (2) und weiteren Festkörpergelenken (3) vorgesehen ist, wobei zumindest zwei Segmente (2) mit jeweils zwei korrespondierenden Festkörpergelenken (3) in einer Parallelschaltung derart angeordnet sind, dass die jeweiligen zwei korrespondierenden Festkörpergelenke (3) mittels jeweils eines Teilsegments (4) oder mittels der Komponente des Kraftfahrzeugs zueinander fixiert sind.Bistable system (1) according to any one of the preceding claims 9 or 10 , wherein a multiplicity of further segments (2) and further flexure joints (3) are provided, wherein at least two segments (2) each with two corresponding flexure joints (3) are arranged in a parallel circuit in such a way that the respective two corresponding flexure joints (3) are each fixed to one another by means of a partial segment (4) or by means of the component of the motor vehicle. Bistabiles System (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, wobei wenigstens eines der weiteren Segmente (2) mittels eines Festkörpergelenks (3) an der Komponente des Kraftfahrzeugs fixierbar ist.Bistable system (1) according to any one of the preceding claims 9 until 11 , wherein at least one of the further segments (2) can be fixed to the component of the motor vehicle by means of a solid joint (3).
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