DE112018002319T5

DE112018002319T5 - Ein Verstellinstrument und ein Verfahren

Info

Publication number: DE112018002319T5
Application number: DE112018002319.2T
Authority: DE
Inventors: Bastiaan Bartjan Maat; Paulus Gerardus Maria van Stiphout; Francois Roderik Henri Bouaziz
Original assignee: MCi Mirror Controls International Netherlands BV
Current assignee: MCi Mirror Controls International Netherlands BV
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2018-05-03
Publication date: 2020-01-23
Also published as: WO2018203750A1; CN110582429B; NL2018838B1; US20200055456A1; CN110582429A; US11247612B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verstellinstrument für eine Außenspiegeleinheit eines Fahrzeugs mit einer Halteeinheit und einer Gehäuseeinheit, die in Umfangsrichtung zwischen mehreren Stellungen relativ zur Halteeinheit verschwenkbar ist. Ferner umfasst das Verstellinstrument eine brechbare drehfeste Kopplungseinheit zum Koppeln der Gehäuseeinheit an die Halteeinheit. Die Kopplungseinheit umfasst eine Vielzahl N von parallel angeordneten Kopplungen, wobei jede Kopplung zwei einander gegenüberliegende Kopplungsflächen aufweist, die unter Federwirkung gegeneinander gedrückt und in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbar sind. Die Kopplungsflächen weisen ein periodisches Nockenmuster auf, das ineinander greift, wobei die beiden Kopplungsflächen gegenseitig brechbar drehfest sind und wobei nur eine begrenzte Anzahl M von Kopplungen gleichzeitig in Eingriff ist, wobei M kleiner als N ist.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verstellinstrument für eine Außenspiegeleinheit für ein Fahrzeug.
Verstellinstrumente für eine Außenspiegeleinheit sind allgemein bekannt und werden häufig bei Fahrzeugen, beispielsweise Autos, angewendet. Ein solches Verstellinstrument umfasst üblicherweise ein Gehäuse, das zwischen einer Parkstellung, einer Fahrstellung und einer Rangierstellung verschwenkbar einstellbar ist. In der Parkstellung ist die Außenspiegeleinheit im Wesentlichen entlang des Fahrzeugs gerichtet, wobei eine Spiegelseite dem Fahrzeug zugewandt ist. In der Fahrstellung ist die Außenspiegeleinheit im Wesentlichen quer zum Fahrzeug gerichtet. In der Rangierstellung ist die Außenspiegeleinheit im Wesentlichen entlang des Fahrzeugs gerichtet, wobei die Spiegelseite vom Fahrzeug abgewandt ist. Im Falle eines Aufpralls wie einer Kollision kann die Außenspiegeleinheit in die Rangierstellung bewegt werden.
Die Verstellung der Außenspiegeleinheit von der Parkstellung in die Fahrstellung und umgekehrt kann elektrisch oder manuell erfolgen.
Das oben erwähnte Verstellinstrument umfasst normalerweise eine am Fahrzeug montierbare Halteeinheit und eine in Umfangsrichtung zwischen mehreren Stellungen relativ zur Halteeinheit verschwenkbare Gehäuseeinheit, an der die Außenspiegeleinheit angebracht werden kann. Das Verstellinstrument umfasst auch eine drehfeste Kopplungseinheit zum Koppeln der Gehäuseeinheit mit der Halteeinheit. Die Kopplungseinheit ist brechbar, um bei einem Aufprall, wie oben erwähnt, eine Verstellung der Außenspiegeleinheit in die Rangierstellung zu ermöglichen.
Die Kopplungseinheit wird beispielsweise durch Koppeln von gegeneinander drehbaren Elementen über eine Nockenverbindung realisiert, so dass bei normalen Betriebsbedingungen die Nockenverbindung und damit auch die Drehfestigkeit erhalten bleibt, wohingegen bei Auftreten einer extremen Kraft sich die Nockenverbindung entkoppelt. Ein Nachteil der Verwendung einer Nockenverbindung besteht darin, dass beim Entkoppeln der Abstand zwischen der Gehäuseeinheit und der Halteeinheit nicht gleich bleibt, sondern zunimmt, was unerwünscht sein kann. Außerdem ist bei manueller Verstellung der Außenspiegeleinheit die Auflösung relativ groß. Darüber hinaus ist die Nockenverbindung spielanfällig.
Es wird angemerkt, dass die amerikanische Patentveröffentlichung US 2007/0035862 desselben Erfinders einen Gelenkaktuator beschreibt, der mit einer solchen Nockenverbindung versehen ist.
Es sind auch Verstellinstrumente bekannt, bei denen die Kopplungseinheit als Reibungskupplung ausgeführt ist. Reibungskupplungen weisen jedoch relativ viele Bauteile auf und sind relativ teuer. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verstellinstrument bereitzustellen, bei dem den oben erwähnten Nachteilen entgegengewirkt wird. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein relativ kostengünstiges Verstellinstrument bereitzustellen, das relativ spielunanfällig ist. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Verstellinstrument für eine Außenspiegeleinheit für ein Fahrzeug vor, umfassend eine Halteeinheit und eine in Umfangsrichtung zwischen mehreren Stellungen relativ zur Halteeinheit verschwenkbare Gehäuseeinheit, ferner umfassend eine brechbare drehfeste Kopplungseinheit zum Koppeln der Gehäuseeinheit an die Halteeinheit, wobei die Kopplungseinheit eine Vielzahl N von parallel angeordneten Kopplungen aufweist, wobei jede Kopplung zwei einander gegenüberliegende Kopplungsflächen aufweist, die unter Federwirkung gegeneinander gedrückt und in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbar sind, die mit einem periodischen Nockenmuster versehen sind, das ineinander greift, wobei die beiden Kopplungsflächen gegenseitig brechbar drehfest sind und wobei nur eine begrenzte Anzahl M von Kopplungen gleichzeitig in Eingriff ist, wobei M kleiner als N ist.
Durch die Verwendung einer Vielzahl N von parallel angeordneten Kopplungen mit ineinander greifenden Kopplungsflächen, jedoch nur einer begrenzten Anzahl M gleichzeitig, also nicht aller N Kopplungen gleichzeitig, ist die Spielempfindlichkeit gering, während die Anzahl der Bauteile relativ begrenzt bleibt, so dass das Verstellinstrument grundsätzlich relativ kostengünstig hergestellt werden kann. N und M sind natürliche Zahlen, wobei N größer als eins und M kleiner als N ist.
Da nicht alle Kopplungsflächen gleichzeitig ineinander greifen, ist die Auflösung aufeinanderfolgender stabiler Stellungen in Umfangsrichtung relativ gering, was die Genauigkeit beim manuellen Einstellen der Außenspiegeleinheit erhöht.
Außerdem bleibt der Abstand zwischen der Gehäuseeinheit und der Halteeinheit praktisch gleich, da sich im Allgemeinen bei einem Ineinandergreifen einer ersten Kopplung eine zweite Kopplung entkoppelt. Infolgedessen kann die Federwirkung unterschiedlich konfiguriert sein. Schließlich muss die erforderliche Federwirkung nur in einem bestimmten Arbeitsbereich bereitgestellt werden.
Vorzugsweise ist die relative Stellung der Kopplungsflächen zueinander in einer Kopplung proportional auf einen Satz von Kopplungen der Kopplungseinheit aufgeteilt, so dass eine gleichmäßigere taktile Auflösung beim manuellen Einstellen des Verstellinstruments erhalten wird. Außerdem wird die Abstandsschwankung zwischen der Gehäuseeinheit und der Halteeinheit bei manueller Verstellung noch geringer.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Es wird angemerkt, dass die oben beschriebenen Merkmale und Verfahrensschritte jeweils einzeln Teil eines Verstellinstruments oder -verfahrens sein können, das heißt, getrennt von dem Kontext, in dem sie beschrieben sind, getrennt von anderen Merkmalen oder Verfahrensschritten, in Kombination mit nur einigen der anderen Merkmale oder Verfahrensschritte, die in dem Kontext beschrieben sind, in dem das Verstellinstrument offenbart ist. Jedes der Merkmale oder Verfahrensschritte kann ferner mit jedem anderen beschriebenen Merkmal oder Verfahrensschritt in beliebiger Kombination kombiniert werden.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung gezeigten beispielhaften Ausführungsform eines Einstellinstruments näher erläutert. In der Zeichnung:

1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verstellinstruments;
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Kopplungseinheit des Verstellinstruments von 1;
3a zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kopplungseinheit von 2 in einer ersten Stellung;
3b zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kopplungseinheit von 2 in einer zweiten Stellung;
3c zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kopplungseinheit von 2 in einer dritten Stellung;
3d zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kopplungseinheit von 2 in einer vierten Stellung;
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
5a zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Führungsstruktur zeigt, die in dem Verfahren von 4 verwendet werden kann, und
5b zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer anderen Führungsstruktur, die in dem Verfahren von 4 verwendet werden kann.

In den Figuren sind gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird angemerkt, dass die Figuren lediglich als beispielhafte Ausführungsform gezeigt sind und in keiner Weise als einschränkend aufgefasst werden sollten.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Verstellinstruments 1 gemäß der Erfindung. Das Verstellinstrument 1 ist zum Tragen einer Außenspiegeleinheit eines Fahrzeugs wie beispielsweise eines Personenkraftwagens oder eines Lastwagens konfiguriert. Zu diesem Zweck umfasst das Verstellinstrument 1 eine Halteeinheit 2 und eine Gehäuseeinheit 3. Die Gehäuseeinheit 3 ist relativ zur ortsfesten Halteeinheit 2 um eine Drehachse A in Umfangsrichtung P zwischen mehreren Stellungen verschwenkbar. So kann die Gehäuseeinheit beispielsweise eine Parkstellung, eine Fahrstellung und eine Rangierstellungstellung einnehmen. In der Parkstellung ist die Außenspiegeleinheit im Wesentlichen entlang des Fahrzeugs gerichtet, wobei eine Spiegelseite dem Fahrzeug zugewandt ist. In der Fahrstellung ist die Außenspiegeleinheit im Wesentlichen quer zum Fahrzeug gerichtet. Und in der Rangierstellung ist die Außenspiegeleinheit im Wesentlichen entlang des Fahrzeugs gerichtet, wobei die Spiegelseite vom Fahrzeug abgewandt ist.
Das Verstellinstrument 1 umfasst ferner eine Kopplungseinheit 4 zum Koppeln der Gehäuseeinheit 3 mit der Halteeinheit 2. Die Kopplungseinheit 4 ist brechbar drehfest, um ein Verschwenken der Gehäuseeinheit 3 zu ermöglichen, wenn eine externe Kraft auf das Gehäuse ausgeübt wird, beispielsweise beim manuellen Verstellen der Außenspiegeleinheit oder wenn die Außenspiegeleinheit auf einen externen Gegenstand auftrifft. Die Kopplungseinheit 4 umfasst eine Vielzahl N von parallel angeordneten Kopplungen 5, die jeweils brechbar drehfest sind. Im Allgemeinen ist N eine natürliche Zahl größer als Eins. In der gezeigten Ausführungsform ist N gleich vier. Das Verstellinstrument 1 weist ferner ein Federelement 6 auf, das Kopplungsflächen der nachfolgend beschriebenen Kopplungen gegeneinander drückt.
Die Halteeinheit 2 kann mit einer ortsfesten Grundplatte zur Befestigung am Fahrzeug und einem relativ zu der Grundplatte elektrisch verschwenkbaren Antriebsmodul versehen sein, das drehfest an der Kopplungseinheit 4 befestigt ist. Somit kann die Gehäuseeinheit sowohl manuell als auch elektrisch verstellt werden.
Alternativ kann die Gehäuseeinheit 3 mit einem Gehäuserahmen und einem relativ zu dem Gehäuserahmen elektrisch verschwenkbaren Antriebsmodul versehen sein, das drehfest an der Kopplungseinheit 4 befestigt ist.
Es wird im Übrigen angemerkt, dass das Verstellinstrument grundsätzlich auch ohne elektrisch verschwenkbares Antriebsmodul bereitgestellt werden kann, um eine ausschließlich manuell verstellbare Außenspiegeleinheit zu erhalten.
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Kopplungseinheit 4 des Verstellinstruments 1. Die Kopplungseinheit 4 weist vier Kopplungen 7-10 auf, wobei jede Kopplung zwei einander gegenüberliegende Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b aufweist. Die Kopplungsflächen werden durch die oben erwähnte Federwirkung gegeneinander gedrückt. Ferner sind die Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b der einzelnen Kopplungen 7-10 durch eine Drehbewegung um die Drehachse A gegeneinander verschiebbar. Wie in 2 gezeigt, weisen die Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b ein periodisches Nockenmuster auf, das ineinander greift, so dass jedes Paar von Kopplungsflächen einer Kopplung gegenseitig brechbar drehfest ist. In Abhängigkeit von der gegenseitigen relativen Stellung der Nockenmuster eines einander zugeordneten Paares von Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b befindet sich zwischen den jeweiligen Kopplungsflächen ein Zwischenraum R1, R2, R3.
Die Kopplungsflächen 7a-b einer ersten untersten Kopplung 7 fallen ineinander, so dass ein vorstehender Nocken 11 einer Kopplungsfläche 7a in die ähnlich geformte Aussparung 12 der anderen Kopplungsfläche 7b fällt. Die Kopplungsflächen 7a-b liegen ganz oder praktisch ganz aneinander an. Zwischen den Kopplungsflächen der ersten, untersten Kopplung 7 befindet sich kein Zwischenraum. Die Kopplungsflächen 7a, 7b stehen miteinander in Eingriff. Die unmittelbar über der ersten Kopplung 7 liegenden Kopplungsflächen 8a-b der zweiten Kopplung 8 weisen einen Zwischenraum R1 auf, da die Flächen 8a-b nur teilweise aneinander anliegen. Relativ zu der gegenseitigen Stellung der ersten Kopplungsflächen 7a-b ist die obere Kopplungsfläche 8b gegenüber der unteren Kopplungsfläche 8a der zweiten Kopplung geringfügig im Uhrzeigersinn verschwenkt. Bei der dritten Kopplung 9, die direkt über der zweiten Kopplung 8 liegt, ist die obere Kopplungsfläche 9b wiederum relativ zu der unteren Kopplungsfläche 9a geringfügig weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt. Die Nocken des Nockenmusters der einander gegenüberliegenden Kopplungsflächen 9a-b liegen nun übereinander, so dass der Zwischenraum R2 maximal ist. Bei der vierten, obersten Kopplung 10 ist die obere Kopplungsfläche 10b relativ zu der unteren Kopplungsfläche 10a wiederum geringfügig im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch nimmt der Zwischenraum R3 zwischen den Kopplungsflächen 10a-b ab. Somit ist nur eine der vier Kopplungen 7-10 gleichzeitig in Eingriff.
Die gegenseitigen relativen Stellungen der Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b jeder Kopplung 7-10 sind proportional über den Satz von vier Kopplungen 7-10 aufgeteilt. Somit hat die gegenseitige relative Stellung in der zweiten Kopplung 8 um ein Viertel der Länge L eines Nockens 11 in dem Muster relativ zu der ersten Kopplung 7 zugenommen. Ebenso hat die gegenseitige Stellung in der dritten Kopplung 9 um ein Viertel der Länge L eines Nockens 11 in dem Muster relativ zu der zweiten Kopplung 8 zugenommen, also um eine Hälfte der Länge L eines Nockens 11 relativ zu der ersten Kopplung 7. Auch die gegenseitige Stellung in der vierten Kopplung 10 hat im Muster relativ zu der dritten Kopplung 9 um ein Viertel der Länge L eines Nockens 11 zugenommen, also insgesamt um drei Viertel der Länge L eines Nockens 11 relativ zu der ersten Kopplung 7. Die gegenseitigen relativen Stellungen der Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b in den Kopplungen sind somit pro Kopplung 7-10 jeweils um ein Viertel der Nockenlänge L versetzt. Somit sind die gegenseitigen relativen Stellungen proportional über die Länge L eines Nockens 11 aufgeteilt.
In der gezeigten Ausführungsform nimmt die gegenseitige relative Stellung in der Reihenfolge der übereinander angeordneten Kopplungen 7-10 zu. Es wird angemerkt, dass die Reihenfolge in alternativen Ausführungsformen des Verstellinstruments 1 unterschiedlich sein kann. Somit kann die gegenseitige relative Stellung in der Reihenfolge der übereinander angeordneten Kopplungen 7-10 abnehmen oder beliebig aber gleichmäßig aufgeteilt werden. Die Kopplungsstellungen befinden sich dann in Umfangsrichtung bei äquidistanten Stellungen grundsätzlich in einem konstanten Abstand voneinander. Darüber hinaus kann die gegenseitige relative Stellung der Kopplungsflächen der einzelnen Kopplungen über den Satz von Kopplungen überproportional aufgeteilt sein, beispielsweise mehr oder weniger beliebig oder stochastisch. Die Abstände in Umfangsrichtung zwischen den Kopplungsstellungen sind dann nicht konstant.
Die gegenseitige relative Stellung der einander zugeordneten Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b in Umfangsrichtung P definiert für jede Kopplung 7-10 eine Höhenfunktion, die die Höhe beschreibt, auch Dicke der Kopplung genannt. Die Höhenfunktion ist in der gezeigten Realisierung periodisch mit einer räumlichen Periode, die gleich der Länge L eines Nockens 11 des Nockenmusters ist und sich direkt auf die Zwischenräume zwischen den jeweiligen Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b der einzelnen Kopplungen bezieht. Die Phase der Höhenfunktionen des Satzes von vier Kopplungen ist proportional aufgeteilt, also als 0, 1/2 n, n und 1 1/2 n für die erste Kopplung 7 bis zur vierten Kopplung 10. In einer anderen Stellung der Kopplungseinheit kann die Phase unterschiedlich sein, beispielsweise 1/8 n, 5/8 n, 1 1/8 n und 1 5/8 n und 1 5/8 n, obwohl bei der in 2 gezeigten Realisierung so, dass die einzelnen Phasen der Höhenfunktionen proportional aufgeteilt sind.
Indem die Phase jeder Höhenfunktion des Satzes von vier Kopplungen so ausgewählt wird, dass sie einzigartig ist, und so eingestellt wird, dass die Phase eine elementare Phasendifferenz in Bezug auf die Phase der Höhenfunktion einer anderen Kopplung des Satzes von Kopplungen aufweist, wobei die elementare Phasendifferenz, die gleich einer ganzen Periode geteilt durch die Anzahl der Kopplungen des Satzes von Kopplungen ist, die Phasen proportional geteilt sind und die Gesamthöhe, auch Dicke genannt, der Kopplungen gleich bleibt, unabhängig von der gegenseitigen Schwenkstellung der Gehäuseeinheit 3 relativ zur Halteeinheit 2.
In der gezeigten Ausführungsform beträgt die Anzahl der Kopplungen in dem Satz von Kopplungen vier und die elementare Phasendifferenz 2 π / 4 = 1 / 2 π. Der Satz von Kopplungen enthält alle Kopplungen 7-10 der Kopplungseinheit 4. Offensichtlich kann der Satz von Kopplungen mehr als vier Kopplungen enthalten, beispielsweise acht. Die elementare Phasendifferenz beträgt dann 2 π / 8 = 1/4 π. Der Satz von Kopplungen könnte auch weniger als vier Kopplungen enthalten, beispielsweise zwei Kopplungen. Die elementare Phasendifferenz beträgt dann 2 π / 2 = π. Außerdem kann die Kopplungseinheit 4 mehrere der oben beschriebenen Sätze von Kopplungen enthalten. Die Anzahl der gleichzeitig in Eingriff befindlichen Kopplungen ist geringer als die Gesamtzahl der Kopplungen. Die Anzahl der Kopplungen, die an einer bestimmten Stellung der Kopplungseinheit in Eingriff sind, beträgt dann beispielsweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei. Alternativ formuliert, umfasst die Kopplungseinheit n gegenseitig brechbare Kopplungen, mit n≥2, wobei jede Kopplung i (1<i<n) zwei einander zugewandte Kopplungsflächen 1i und 2i umfasst, wobei jede Kopplungsfläche mit wenigstens einem zusammenwirkenden Nockenpaar versehen ist, das einen Nocken Ai mit Nockenflanken Ai-a und Aib umfasst, angeordnet an einer der beiden Kopplungsflächen 1i oder 2i, und eine Aussparung Bi mit Aussparungsflanken Bi-a und Bi-b, die in der gegenüberliegenden Kopplungsfläche 2i oder 1i vorgesehen sind, wobei Nocken und Aussparung eine maximale Zusammenwirkungshöhe h haben, so dass in einer zufälligen Position j (1<j<n) der Kopplungseinheit nur ein Kopplungsflächenpaar 1j-2j die maximale Zusammenwirkungshöhe h umfasst und alle anderen Zusammenwirkungsflächen eine Zusammenwirkungshöhe h'k = h-k*h/n (1<k<n) haben, und wo es für alle Zusammenwirkungsflächen gilt, dass h'k einzigartig ist.
Die Kopplungseinheit 4 in der gezeigten Ausführungsform umfasst drei Kopplungsplatten 15-17, die in Umfangsrichtung P drehbar sind. Die Ober- und Unterseite der Kopplungsplatten 15-17 bilden Kopplungsflächen, wie oben beschrieben. Die Unterseite einer Kopplungsplatte 15-17 bildet die obere Kopplungsfläche einer bestimmten Kopplung, während die Oberseite der Kopplungsplatte die untere Kopplungsfläche einer darüber liegenden Kopplung bildet. Somit bildet die Unterseite der untersten Kopplungsplatte 15 die obere Kopplungsfläche 7b der untersten ersten Kopplung 7, während die Oberseite der untersten Kopplungsplatte 15 die untere Kopplungsfläche 8a der zweiten Kopplung 8 bildet, die sich direkt über der ersten Kopplung befindet 7. Indem sowohl die Oberseite als auch die Unterseite der Kopplungsplatten 15-17 als Kopplungsfläche ausgeführt werden, kann ein kompaktes Ganzes erhalten werden. Alternativ ist nur die Ober- oder Unterseite der Kopplungsplatten 15-17 als Kopplungsfläche ausgebildet und die andere Seite ist beispielsweise drehfest an der darüber befindlichen Kopplungsplatte befestigt.
Ferner weist die Kopplungseinheit 4 eine drehfest an der Halteeinheit 2 angebrachte Grundplatte 18 auf, deren Oberseite die untere Kopplungsfläche 7a der untersten, ersten Kopplung 7 bildet. Somit bilden die Oberseite der Grundplatte 18 und die Unterseite der untersten Kopplungsplatte 15 die beiden Kopplungsflächen 7a-b der ersten Kopplung 7. Die Kopplungseinheit weist ferner eine drehfest an der Gehäuseeinheit 3 angebrachte Oberplatte 19 auf, deren Unterseite die obere Kopplungsfläche 10b der obersten vierten Kopplung 10 bildet. Der die Unterseite der Oberplatte 19 und die Oberseite der obersten Kopplungsplatte 17 bilden somit die beiden Kopplungsflächen 10a-b der obersten vierten Kopplung 10. In einer alternativen Ausführungsform ist die Grundplatte 18 drehfest an der Gehäuseeinheit 3 angebracht, während die Oberplatte 19 drehfest an der Halteeinheit 2 angebracht ist.
In der gezeigten Ausführungsform bilden die Grundplatte 18, die drei Kopplungsplatten 15-17 und die Oberplatte 19 eine gestapelte Struktur, die unter Federwirkung steht. Grundsätzlich können die Kopplungen in einem anderen, nicht gestapelten, aber parallelen Aufbau ausgeführt sein, beispielsweise mit zwischen den Kopplungen angeordneten Wellen.
Die Kopplungsplatten 15-17 sind abwechselnd drehfest an der Halteeinheit 2 und der Gehäuseeinheit 3 abwechselnd in der gestapelten Struktur angebracht. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kopplungsplatten 15-17 und im Übrigen auch die Grundplatte 18 und die Oberplatte 19 mit radial vorstehenden Segmenten versehen, und zwar mit radial nach außen vorstehenden Segmenten 20a-c und radial nach innen vorstehenden Segmenten 21a-b, die jeweils drehfest in entsprechenden Aussparungen der Halteeinheit 2 bzw. der Gehäuseeinheit 3 aufzunehmen sind. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsformen möglich, beispielsweise eine Schraubverbindung.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Kopplungsplatten 15-17 sowie die Grundplatte 18 und die Oberplatte 19 ringförmig. Grundsätzlich sind auch andere Geometrien anwendbar. Beispielsweise können die Kopplungsplatten scheibenförmig sein.
Das Nockenmuster der Kopplungsflächen 7a-b, 8a-b, 9a-b, 10a-b ist in Umfangsrichtung P als periodisches Zahnprofil ausgebildet. Die Zähne oder Nocken einander gegenüberliegender Kopplungsflächen greifen ineinander und gleiten entlang einander, wenn sich die Flächen gegenseitig um die Drehachse A drehen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Kurvenverläufe denkbar, beispielsweise ein Wellenprofil.
In der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich das Nockenmuster radial unveränderlich. Die Nocken und Aussparungen bilden somit eine in radialer Richtung R konstante Struktur und bilden in Umfangsrichtung P eine Verzahnung. Alternativ ist das Nockenmuster mit einem variierenden nicht konstanten Muster in radialer Richtung R konfiguriert, beispielsweise unter Verwendung von einem zweidimensionalen Nockenmuster, sowohl in der radialen Richtung R als auch in der Umfangsrichtung P.
Die Nocken sind vorzugsweise symmetrisch konfiguriert, so dass eine Verstellung im Uhrzeigersinn der Gehäuseeinheit 3 relativ zu der Halteeinheit 2 eine mit einer Verstellung gegen den Uhrzeigersinn vergleichbare Wirkung ergibt. Die Nocken können jedoch auch asymmetrisch konfiguriert sein, beispielsweise mit unterschiedlichen Neigungswinkeln an der rechten und linken Flanke der Nocken.
Die Nocken in der Kopplungseinheit 4 von 2 haben eine Auflauffläche 22a mit einer angrenzenden Ablauffläche 22b. Es sind jedoch auch andere Nockenprofile anwendbar, beispielsweise ein Nocken, bei dem die Auflauffläche über eine Zwischenfläche in die Ablauffläche übergeht, wobei sich die Zwischenfläche weitgehend parallel zu den Kopplungsplatten erstreckt. Es ist stark bevorzugt, dass die zusammenwirkenden Kopplungsflächen einer Kopplung eine übereinstimmende Kontur aufweisen, so dass die Kopplungsflächen vollständig ineinander greifen können.
3a zeigt eine schematische Seitenansicht der Kopplungseinheit 4 in einer ersten Stellung, die der in 2 gezeigten Stellung entspricht. Ferner zeigt 3b eine schematische Seitenansicht der Kopplungseinheit 4, wobei die unterste und die oberste Kopplungsplatte 15, 17, die mit der Gehäuseeinheit 3 verbunden sind, geringfügig gegen den Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung P relativ zu der Grundplatte 18, der mittleren Kopplungsplatte 16 der Oberplatte 19, die mit der Halteeinheit 2 verbunden ist, verschwenkt wurden. Die Schwenkbewegung wurde über ein Viertel der Nockenlänge L in Umfangsrichtung P ausgeführt. Ebenso zeigen 3c und 3d eine schematische Seitenansicht der Kopplungseinheit 4, wobei die unterste und oberste Kopplungsplatte 15, 17 jeweils über ein weiteres Viertel der Nockenlänge L und eine Hälfte der Nockenlänge L relativ zu der Grundplatte 18, der mittleren Kopplungsplatte 16 und der Oberplatte 19 verschwenkt wurden.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen 100 eines Verstellinstruments 1 wie oben beschrieben. Das Verfahren umfasst vorzugsweise das Stapeln der einzelnen oder mehreren Kopplungsplatten 15-17 und der Oberplatte 19 auf der Grundplatte 18. Es ist stark bevorzugt, dass das Stapeln unter Verwendung einer ortsfesten Führungsstruktur erfolgt, die die radial nach außen vorstehenden Teile 20a-c und die radial nach innen vorstehenden Teile 21a-b der Grundplatte 18, der Kopplungsplatten 15-17 und/oder der Oberplatte 19 aufnimmt.
5a zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Führungsstruktur 30, die zum Stapeln der Kopplungsplatten 15-17 und der Oberplatte 19 verwendet werden kann. Die Führungsstruktur 30 umfasst ein ringförmiges Modul 31, das mit sich axial erstreckenden Fingern 32 versehen ist, die im Wesentlichen parallel zur Achse L des ringförmigen Moduls 31 sind. Der Zwischenraum 33 zwischen aufeinanderfolgenden Fingern 32 kann während des Stapelns die radial nach außen vorstehenden Teile 20a-c aufnehmen. Eine ähnliche Führungsstruktur kann zur Aufnahme der radial nach innen vorstehenden Teile 21a-b verwendet werden. Durch Verriegeln der radial in Umfangsrichtung P vorstehenden Teile 20a-c, 21a-b kann die relative, gegenseitige Stellung der Grundplatte 18, der Kopplungsplatten 15-17 und/oder der Oberplatte 19 eingestellt werden.
In der in 5a gezeigten Führungsstruktur 30 erstrecken sich die Finger 32 und der Zwischenraum 33 im Wesentlichen parallel relativ zur Achse L des ringförmigen Moduls 31. 5b zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer anderen Führungsstruktur 30, wobei die Finger 32 unterschiedlich ausgerichtet sind, und zwar in einem Winkel zur Achse L des Ringmoduls 31, jedoch in einem gedachten Zylinder 35, in dem sich auch das Ringmodul 31 befindet und deren Achsen L zusammenfallen. Durch die Schrägpositionierung der Finger 32 weist der Zwischenraum 33 auch Schrägkanten auf, so dass die Lage von radial vorstehenden Nocken gestapelter Platten in Umfangsrichtung P versetzt werden kann. Ferner können die Finger 32 ein gerades Profil 34a wie in 5a gezeigt, oder ein anderes Profil, beispielsweise eine abgestufte Kontur 34b wie in 5b gezeigt, aufweisen. Zusätzlich kann die Führungsstruktur 30 ein separates Modul sein, das beispielsweise wiederholt zur Herstellung einer Reihe von Verstellinstrumenten verwendet werden kann, oder die Führungsstruktur 30 kann Teil des Verstellinstruments 1 selbst sein. Somit kann die Führungsstruktur 30 Teil der Gehäuseeinheit 30 sein, wie in 1 gezeigt.
Auch die Kopplungsplatten 15-17 und die Oberplatte 19 können grundsätzlich ohne Hilfe einer ortsfesten Führungsstruktur, beispielsweise durch optische Inspektion, unterschiedlich aufgebaut sein.
Es ist stark bevorzugt, dass die Kopplungsplatten 15-17 einer Kopplungseinheit unterschiedlich voneinander gekennzeichnet sind, beispielsweise mit unterschiedlichen Farben und/oder durch ein einzigartige Konstruktion, um zu verhindern, dass die Kopplungsplatten in einer falschen Reihenfolge gestapelt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann die Feder als zwei separate elastische Elemente unterschiedlich ausgebildet sein. Auch Funktionen, die in dieser beispielhaften Ausführungsform von der Feder ausgeführt werden, können unterschiedlich durchgeführt werden, beispielsweise mit einem harten Anschlag oder einer geringeren Toleranz zwischen den verschiedenen Teilen des Verstellinstruments, oder können ausgelassen werden.
Ferner können die Kopplungen ein federndes Material enthalten, das zwischen den Kopplungsflächen vorgesehen ist, wie beispielsweise ein Gummiring, um ein Klappern, Ticken oder ein anderes Hörphänomen bei der manuellen Verstellung des Verstellinstruments zu verringern oder sogar ganz zu beseitigen. Grundsätzlich können die Kopplungen in der Kopplungseinheit seriell anstatt parallel wie oben beschrieben aufgebaut sein. Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Kopplungen teilweise seriell, teilweise parallel aufgebaut sind.
Es wird angemerkt, dass das Prinzip der Kopplungseinheit nicht nur für eine brechbare Drehverriegelung, sondern auch für eine brechbare Verriegelung in einer anderen Richtung, beispielsweise einer linearen Richtung, anwendbar ist. Somit kann eine brechbare lineare Verriegelung, beispielsweise in einem linearen oder übersetzenden Aktuator, erhalten werden. Das Prinzip kann auch in mehr als einer Dimension angewendet werden, beispielsweise in einem Aktuator, der in zwei Dimensionen Freiheitsgrade aufweist, wie beispielsweise einem schalenförmigen Aktuator.
Viele Varianten sind möglich und werden dem Fachmann im Rahmen der beigefügten Ansprüche klar sein.
Für Zwecke einer klaren und knappen Beschreibung wurden die Merkmale als Teil derselben oder separater Ausführungsformen beschrieben. Der Schutzumfang kann jedoch Ausführungsformen mit Kombinationen einiger oder aller der beschriebenen Merkmale umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2007/0035862 [0006]

Claims

Verstellinstrument für eine Außenspiegeleinheit eines Fahrzeugs, umfassend eine Halteeinheit und eine in Umfangsrichtung zwischen mehreren Stellungen relativ zur Halteeinheit verschwenkbare Gehäuseeinheit, ferner umfassend eine brechbare drehfeste Kopplungseinheit zum Koppeln der Gehäuseeinheit an die Halteeinheit, wobei die Kopplungseinheit eine Vielzahl N von parallel angeordneten Kopplungen aufweist, wobei jede Kopplung zwei einander gegenüberliegende Kopplungsflächen aufweist, die unter Federwirkung gegeneinander gedrückt und in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbar sind, die mit einem periodischen Nockenmuster versehen sind, das ineinander greift, wobei die beiden Kopplungsflächen gegenseitig brechbar drehfest sind und wobei nur eine begrenzte Anzahl M von Kopplungen gleichzeitig in Eingriff ist, wobei M kleiner als N ist.
Verstellinstrument nach Anspruch 1, wobei die Anzahl M von Kopplungen, die gleichzeitig in Eingriff sind, geringer ist als die Gesamtanzahl N von parallel angeordneten Kopplungen.
Verstellinstrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei die relative Stellung der beiden Kopplungsflächen zueinander in einer Kopplung in einem Satz von Kopplungen der Kopplungseinheit einzigartig ist.
Verstellinstrument nach Anspruch 3, wobei die relative Stellung der beiden Kopplungsflächen in einer Kopplung zueinander proportional über den Satz von Kopplungen der Kopplungseinheit aufgeteilt ist.
Verstellinstrument nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Satz von Kopplungen alle Kopplungen der Kopplungseinheit enthält.
Verstellinstrument nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Kopplungseinheit mehrere Sätze von Kopplungen umfasst.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungseinheit eine einzelne oder mehrere in Umfangsrichtung drehbare Kopplungsplatten umfasst, deren Ober- und Unterseite Kopplungsflächen von zwei aufeinanderfolgenden Kopplungen bilden.
Verstellinstrument nach Anspruch 7, wobei die Kopplungseinheit eine drehfest an der Gehäuseeinheit oder Halteeinheit angebrachte Grundplatte umfasst, deren Oberseite zusammen mit der Unterseite einer Kopplungsplatte eine erste Kopplung bildet, und wobei die Kopplungseinheit ferner eine Oberplatte umfasst, die drehfest an der Halteeinheit oder Gehäuseeinheit angebracht ist, deren Unterseite zusammen mit der Oberseite einer Kopplungsplatte eine oberste Kopplung bildet.
Verstellinstrument nach Anspruch 8, wobei die Grundplatte, die einzelne oder mehrere Kopplungsplatten und die Oberplatte eine gestapelte Struktur bilden, die unter Federwirkung steht.
Verstellinstrument nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Kopplungsplatten abwechselnd drehfest an der Halteeinheit und der Gehäuseeinheit angebracht sind.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halteeinheit mit einer ortsfesten Grundplatte und einem relativ zu der Grundplatte elektrisch verschwenkbaren Antriebsmodul bereitgestellt wird, das drehfest an der Kopplungseinheit angebracht ist.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, wobei die Gehäuseeinheit mit einem Gehäuserahmen und einem relativ zu dem Gehäuserahmen elektrisch verschwenkbaren Antriebsmodul bereitgestellt wird, das drehfest an der Kopplung angebracht ist.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nockenmuster in Umfangsrichtung als Zahnprofil ausgebildet ist.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Nockenmuster radial unveränderlich erstreckt.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nocken symmetrisch konfiguriert sind.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nocken eine Auflauffläche und eine angrenzende Ablauffläche aufweisen.
Verstellinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungsflächen einer Kopplung in Umfangsrichtung zueinander eine relative Stellung aufweisen, die eine periodische Höhenfunktion definiert, deren Phase proportional über den Satz von Kopplungen der Kopplungseinheit aufgeteilt ist.
Verstellinstrument nach Anspruch 17, wobei die Phase der periodischen Höhenfunktion jeder der Kopplungen des Satz von Kopplungen einzigartig ist und eine elementare Phasendifferenz in Bezug auf die Höhenfunktionsphase einer anderen Kopplung des Satz von Kopplungenes aufweist, und wobei die elementare Phasendifferenz gleich einer ganzen Periode geteilt durch die Anzahl der Kopplungen des Satz von Kopplungenes ist.
Verfahren zur Herstellung eines Verstellinstruments für eine Außenspiegeleinheit eines Fahrzeugs, umfassend eine Halteeinheit und eine in Umfangsrichtung zwischen mehreren Stellungen relativ zur Halteeinheit verschwenkbare Gehäuseeinheit, ferner umfassend eine brechbare drehfeste Kopplungseinheit zum Koppeln der Gehäuseeinheit an die Halteeinheit, wobei die Kopplungseinheit eine Vielzahl N von parallel angeordneten Kopplungen aufweist, wobei jede Kopplung zwei einander gegenüberliegende Kopplungsflächen aufweist, die unter Federwirkung gegeneinander gedrückt und in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbar sind, die mit einem periodischen Nockenmuster versehen sind, das ineinander greift, wobei die beiden Kopplungsflächen gegenseitig brechbar drehfest sind und wobei nur eine begrenzte Anzahl M von Kopplungen gleichzeitig in Eingriff ist, wobei M kleiner als N ist.
Verfahren nach Anspruch 19 zur Herstellung eines Verstellinstruments nach Anspruch 8, wobei das Verfahren einen Schritt zum Stapeln der einzelnen oder mehreren Anzahl von Kopplungsplatten und der Oberplatte auf die Grundplatte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei eine Kopplungsplatte mit einem radial vorstehenden Teil bereitgestellt wird und wobei die Kopplungsplatte über eine ortsfeste Führungsstruktur, die den radial vorstehenden Teil aufnimmt, oder über eine optische Prüfung der Winkelstellung des vorstehenden Teils gestapelt wird.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Kopplungsplatten einer Kopplungseinheit unterschiedlich voneinander gekennzeichnet sind.