DE202004016973U1

DE202004016973U1 - Ausfahrmechanik zum Bewegen eines Gegenstandes

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Publication number: DE202004016973U1
Application number: DE202004016973U
Authority: DE
Original assignee: Kuhnke GmbH
Current assignee: Kuhnke GmbH
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2014-11-02

Abstract

Ausfahrmechanik zum Bewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Sensorelements, aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition mit zwei angetriebenen Ausfahrelementen (2, 2'), welche parallel zueinander angeordnet und ausfahrbar sind, wobei der Gegenstand mit jeweils einem Ende der beiden Ausfahrelemente (2, 2') verbunden und zwischen den beiden Ausfahrelementen (2, 2') angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausfahrmechanik zum Bewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Sensors, und eine Sensoranordnung mit einer solchen Ausfahrmechanik.
Vorrichtungen, mit denen Gegenstände, z.B. Sensoren, aus einer Ruhestellung in eine Betriebsstellung bewegt werden können, sind bekannt. Zum Bewegen der Gegenstände werden bei diesen Vorrichtungen im Allgemeinen Scherentriebe, Zahnstangentriebe sowie Kniehebelmechaniken verwendet. Nachteilig ist bei diesen Vorrichtungen vor allem die große Anordnung der Antriebe in ihrer nicht betriebsbereiten Ruhestellung, wodurch die Vorrichtungen an sich sehr groß ausgebildet sind. In vielen Fällen, in denen für diese Vorrichtungen nur ein geringes Platzangebot zur Verfügung steht, sind die bekannten Vorrichtungen daher nicht geeignet. Hierzu zählt beispielsweise der Einsatz dieser Vorrichtungen zum Bewegen einer Rückfahrkamera an einem Kraftfahrzeug.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausfahrmechanik zum Bewegen eines Gegenstandes zu schaffen, die eine sichere Funktion gewährleistet und bei einem großen möglichen Hub eine kompakte Ausgestaltung erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch eine Ausfahrmechanik mit den in Anspruch 1 sowie eine Sensoranordnung mit den in Anspruch 23 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
Die erfindungsgemäße Ausfahrmechanik ist zum Bewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Sensorelements, aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition gedacht. Grundgedanke der Erfindung ist es, in dieser Ausfahrmechanik zwei angetriebene Ausfahrelemente vorzusehen, welche parallel zueinander angeordnet sind. Der zu bewegende Gegenstand ist dabei mit jeweils einem Ende der beiden Ausfahrelemente verbunden und zwischen den beiden Ausfahrelementen angeordnet.
Durch diese Anordnung der Ausfahrelemente kann die Ausfahrmechanik sehr kompakt gestaltet werden, was besonders dann von Vorteil ist, wenn für die Ausfahrmechanik nur ein geringes Platzangebot zur Verfügung steht. Der zu bewegende Gegenstand kann so zwischen den Ausfahrelementen angeordnet sein, dass er in Bewegungsrichtung nicht über die Ausfahrelemente hinausragt. So kann die Ausfahrmechanik in der Ruheposition eine Bauhöhe in Bewegungsrichtung aufweisen, die weitestgehend durch die Höhe des zu bewegenden Gegenstandes in diese Richtung bestimmt wird. Der Gegenstand kann sowohl mittel- als auch unmittelbar an den bewegbaren Enden der Ausfahrelemente angebunden sein. Bevorzugt ist ein Rahmen vorgesehen, der an den Enden der Ausfahrelemente angebunden ist und in dem der Gegenstand gelagert ist. Die paarweise Anordnung der Ausfahrelemente bildet vorteilhaft eine stabile und definierte Führung, die verhindert, dass ein Verkanten der Ausfahrelemente entlang eines vorgegebenen Weges die Ausfahrbewegung der Ausfahrelemente behindert bzw. schlimmstenfalls verhindert. Die Bewegung des Gegenstandes kann über eine Schwenkbewegung oder eine translatorische Bewegung entlang einer geraden oder gekrümmten Bahn der Ausfahrelemente erfolgen.
Bevorzugt sind die Ausfahrelemente linear bewegbar ausgebildet. Die Bewegung des Gegenstandes aus der Ruheposition in die Arbeitsposition erfolgt also bevorzugt eindimensional, wodurch die Ausfahrmecha nik quer zur Bewegungsrichtung der Ausfahrelemente sehr kompakt ausgebildet werden kann.
Zweckmäßigerweise sind die Ausfahrelemente teleskopierbar ausgebildet. Dabei weisen die Ausfahrelemente z.B. jeweils einen Grundkörper auf, in dem zumindest ein Ausfahrkörper linear bewegbar angeordnet ist. Die Länge der Ausfahrelemente ist dementsprechend variabel. So sind die Ausfahrelemente in einer nicht teleskopierten Ruheposition deutlich kürzer als in einer teleskopierten Arbeitsposition. Vorzugsweise sind die Ausfahrkörper in der Ruhestellung soweit in die Grundkörper bewegt, dass die Länge der Ausfahrelemente in der Ruhestellung im Wesentlichen der Länge der Grundkörper entspricht. Die Länge der Grundkörper entspricht vorzugsweise der Länge des zu bewegenden Gegenstandes in Richtung der Längsausdehnung des Grundkörpers. Auch dies wirkt sich vorteilhaft auf die Kompaktheit der Ausfahrmechanik aus.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausfahrmechanik sind die Ausfahrelemente mehrstufig teleskopierbar ausgebildet. In diesem Fall ist in oder an zumindest einem linear bewegbaren, d.h. teleskopierbaren Ausfahrkörper ein weiterer Ausfahrkörper angeordnet, der ebenfalls linear bewegbar bzw. teleskopierbar ist. Zum Beispiel sind die Ausfahrelemente zweistufig teleskopierbar ausgebildet, d.h., dass beispielsweise in den Grundkörpern der Ausfahrelemente jeweils ein erstes Ausfahrelement angeordnet ist, in dem wiederum ein zweites Ausfahrelement angeordnet ist. Die mehrstufige Teleskopierbarkeit der Ausfahrelemente ermöglicht zum einen eine sehr kompakte Ausfahrelemente in der Ruhestellung und zum anderen eine sehr große Ausfahrlänge in der Arbeitsstellung.
Der Antrieb der Ausfahrelemente erfolgt vorteilhaft durch eine rotatorische Bewegung, die beispielsweise über einen Antriebsmotor erzeugt werden kann. Zweckmäßigerweise weisen die Ausfahrelemente daher jeweils ein Getriebe zum Umwandeln einer rotatorischen Antriebsbewegung in eine lineare Ausfahrbewegung auf.
Hierzu weisen die Ausfahrelemente bevorzugt jeweils zumindest einen Spindeltrieb auf. Dieser Spindeltrieb umfasst zumindest ein Antriebselement und ein Antriebselement, wobei eine Drehbewegung des Antriebselements in eine zur Drehachse dieser Bewegung parallele Linearbewegung des Abtriebelements umgewandelt wird. Ein am Abtriebselement angebundener Gegenstand kann durch Drehung des Antriebselements auf diese Weise von einer Ruheposition in eine Arbeitsposition und umgekehrt translatorisch bewegt werden.
Besonders vorteilhaft weist der Spindeltrieb ein erstes hohles Spindelelement mit einem Innengewinde auf, in dem ein zweites Spindelelement, das ein Außengewinde aufweist, geführt ist. Dabei dient z.B. das erste Spindelelement als Antriebselement und ist zweckmäßigerweise ortsfest und drehbar angeordnet. Das zweite Spindelelement, welches das Abtriebselement darstellt, ist mit seinem Außengewinde mit dem Innengewinde des ersten Spindelelements in Eingriff und vorteilhaft an seinem freien Ende drehfest gelagert, so dass es bei einer rotatorischen Antriebsbewegung des ersten Spindelelements nicht mitdrehen kann und stattdessen zu einer Linearbewegung gezwungen wird. Alternativ ist es denkbar, dass das zweite Spindelelement mit dem Außengewinde ortsfest und drehbar gelagert ist und das erste hohle Spindelelement drehfest ist. Das zweite Spindelelement kann dann als Antriebselement verwendet werden und durch Drehung das erste Spindelelement linear bewegen. Die drehfeste Anordnung des Abtriebselements kann beispielsweise durch Verbindung der Abtriebselemente beider Ausfahrelemente der Ausfahrmechanik hergestellt werden.
Ist das Ausfahrelement zweistufig teleskopierbar ausgebildet, ist das zweite Spindelelement zweckmäßigerweise auch hohl ausgebildet und weist ein Innengewinde auf, in dem ein drittes Spindelelement, das ein Außengewinde aufweist, geführt ist. Bei dieser Anordnung ist vorteilhaft das dritte Spindelelement drehfest ausgebildet, um so das Ausfahren bzw. die Teleskopierbarkeit von zweitem und drittem Spindelelement in der oben beschriebenen Weise zu gewährleisten. Das Mitdrehen des zweiten Spindelelements mit dem rotatorisch angetriebenen ersten oder dritten Spindelelement erfolgt aufgrund der in den Gewinden herrschenden Reibung und sobald das zweite Spindelelement seine vollständig aus- oder eingefahrene Endposition erreicht hat, in der eine weitere Bewegung im Gewinde des. angetriebenen Spindelelements nicht mehr möglich ist.
Die Außengewinde des zweiten und/oder dritten Spindelelements sind vorzugsweise nur in einem Endabschnitt des jeweiligen Spindelelements ausgebildet. Dabei ist die Gewindelänge vorzugsweise so gewählt, dass auch im ausgefahrenen Zustand zumindest ein Gewindegang immer mit dem umgebenden Innengewinde in Eingriff ist.
Vorteilhaft ist das Außengewinde des zweiten und/oder des dritten Spindelelements sowohl in der Ruheposition als auch in der Arbeitsposition vollständig innerhalb des umgebenden hohlen Spindelelements angeordnet. Hierzu weisen die Innengewinde der hohlen Spindelelemente eine größere Anzahl an Gewindegängen, als die mit diesen in Eingriff befindlichen Außengewinde der Endabschnitte auf. Um eine möglichst große Ausfahrlänge zu erzielen, erstrecken sich die Innengewinde der hohlen Spindelelemente bevorzugt über deren gesamte Länge. So können die zweiten und ggf. die dritten Spindelelemente von der Ruheposition über die gesamte Länge des umgebenden hohlen Spindelelements in die Arbeitsposition bewegt werden. In beiden Positionen ist das Außengewinde der innenliegenden Spindelelemente von dem umgebenden Spindelelement umhüllt, wobei in der ausgefahrenen Position nur der Teil der Spindelelemente, der kein Außengewinde aufweist, außerhalb der umgebenden Spindelelemente hervorsteht. Auf diese Weise ist die Gewindeverbindung sowohl in der Ruheposition als auch in der Arbeitsposition vor Verunreinigungen geschützt. Funktionsstörungen sowie Beschädigungen des Spindeltriebs durch Eindringen von Fremdkörpern in die Gewindegänge können so verhindert werden.
Bevorzugt weisen die Gewinde aller Spindelelemente die gleiche Gewindesteigung auf. Sind die Gewindesteigungen der Gewinde aller Spindelelemente eines Ausfahrelements gleich und entsprechen die Gewindesteigungen der Spindelelemente des ersten Ausfahrelements den Gewindesteigungen der Spindelelemente des zweiten Ausfahrelements, wird bei gleichzeitiger und gleichartiger Antriebsbewegung dieser Ausfahrelemente sichergestellt, dass es zu keinen ungleichen linearen Bewegungen der einzelnen Ausfahrelemente kommen kann. Hierdurch wird ein Verkanten der Ausfahrelemente und damit einhergehend ein Blockieren der Ausfahrmechanik verhindert. Die Steigung der Gewinde ist dabei vorteilhaft so groß gewählt, dass einerseits nach Bewegung in die Ruhe- oder die Arbeitsposition in dieser keine Selbsthemmung der Gewinde auftritt, andererseits eine in Ausfahrrichtung wirkende äußere Kraft nicht zu einer unbeabsichtigten Bewegung der Spindelelemente führt. Um eine gute Bewegungsübertragung zu gewährleisten, sind die Gewinde als Sägen- oder Trapezgewinde ausgebildet.
Bevorzugt weisen die Ausfahrelemente einen gemeinsamen Antrieb auf. Der gemeinsame Antrieb der Ausfahrelemente ermöglicht es, dass die Ausfahrelemente zeitgleich und mit gleicher Antriebsgeschwindigkeit angetrieben werden können und synchron von einer Ruheposition in eine Arbeitsposition bzw. umgekehrt bewegt werden können.
Zweckmäßigerweise weist der Antrieb einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, sowie eine Antriebswelle auf. Dabei ist die Antriebswelle bevorzugt quer zur Bewegungsrichtung der Ausfahrelemente angeordnet. Durch diese Anordnung der Antriebswelle kann die Ausfahrme chanik insbesondere in Bewegungsrichtung der Ausfahrelemente sehr kompakt ausgebildet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb mit den Ausfahrelementen jeweils über einen Schneckentrieb verbunden. Über den Schneckentrieb wird die Drehbewegung der Antriebswelle auf das Antriebselement der Ausfahrelemente übertragen. Gebildet wird der Schneckentrieb durch zumindest einen Abschnitt der Antriebswelle, der als Schnecke ausgebildet ist, sowie jeweils einem Abschnitt des Antriebselements der Ausfahrelemente, welcher verzahnt ist und das mit der Schnecke in Eingriff befindliche Schneckenrad bildet. Die Schnecke an der Antriebswelle kann so groß ausgebildet sein, dass mit ihr die beiden Ausfahrelemente in Eingriff sind und angetrieben werden können. Vorzugsweise sind jedoch zwei Abschnitte der Antriebswelle als Schnecken ausgebildet, wobei jeweils ein Abschnitt mit einem Ausfahrelement in Eingriff ist. Neben dieser bevorzugten Anordnung sind aber auch alle anderen Getriebeanordnungen denkbar, mit denen die Bewegung eines Antriebs auf die Ausfahrelemente übertragen werden kann. Beispielsweise können die Schnecken an den Ausfahrelementen und die Schneckenräder an der Antriebswelle angeordnet sein, oder es ist eine Kegelradpaarung von an der Antriebswelle und den Ausfahrelementen angeordneten Kegelrädern denkbar.
Besonders günstig sind die Gewinde eines Ausfahrelements rechtsgängig ausgebildet und die Gewinde des anderen Ausfahrelements linksgängig ausgebildet. Die gegenläufige Gewindeanordnung der beiden Ausfahrelemente macht es erforderlich, dass die Ausfahrelemente in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden müssen, um in gleicher Richtung linear bewegt werden zu können. Demzufolge ist es möglich, an der Antriebswelle zwei gegenläufige Schnecken vorzusehen, so dass die auf die Schnecken wirkenden Axialkräfte entgegengesetzt gerichtet sind. Auf diese Weise können sich die in Längsrichtung der Antriebswelle wirkenden Kraftkomponenten gegeneinander auf heben. Entsprechend wird die Axialbelastung der Wellenlagerung der Antriebswelle deutlich verringert.
Vorteilhaft sind bei der erfindungsgemäßen Ausfahrmechanik federgedämpfte Anschläge vorgesehen, über welche die einzelnen Teile des Ausfahrelements, d.h. zum Beispiel die Spindelelemente in der Arbeitsposition miteinander in Kontakt kommen. Die Anschläge definieren Endpositionen, bis zu denen relativ zueinander bewegte Teile des Ausfahrelements bewegbar sind. An den Anschlägen sind bevorzugt Dämpfungselemente, beispielsweise aus einem elastomeren Material, angeordnet, die verhindern, dass bewegte Teile der Ausfahrelemente in der Anschlagposition ungebremst einander kontaktieren. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Abschaltsteuerung des Motors aufgrund eines Anstiegs des Motorstroms erfolgt. So können beispielsweise bei einer Spindelanordnung, bei der ein Spindelelement innerhalb eines dieses umgebenden hohlen Spindelelements verfahrbar ist, Anschläge an den der Arbeitsposition zugewandten offenen Enden der hohlen Spindelelemente sowie an den der Arbeitsposition zugewandeten Enden der Außengewinde angeordnet sein, wobei zwischen diesen beiden Anschlägen ein Dämpfungselement angeordnet ist. Das Dämpfungselement kann sowohl an dem Außenumfang des innenliegenden Spindelelements, als auch an dem Innenumfang des außenliegenden Spindelelements angeordnet sein.
Vorteilhafterweise umfasst die Ausfahrmechanik eine Abdeckung, welche von einer die Ausfahrmechanik und den Gegenstand abdeckenden Ruheposition in eine den Gegenstand freigebenden Arbeitsposition bewegbar ist. Mit der Abdeckung kann die Ausfahrmechanik und der daran angebundene Gegenstand vor Verunreinigungen und Feuchtigkeit geschützt werden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Ausfahrmechanik im Freien eingesetzt wird und/oder mit ihr empfindliche Sensoren bewegt werden. Daneben kann die Ausfahrmechanik mit Hilfe der Abdeckung in optisch ansprechender Weise an ihre Umgebung angepasst werden, z.B. bei Integration in die Karosserie eines Kraftfahrzeugs. Die Abdeckung kann derart an die Ausfahrmechanik angebunden sein, dass sie zusammen mit dem auszufahrenden Gegenstand beim Bewegen in die Arbeitsposition angehoben wird und den Gegenstand frei gibt. Bevorzugt ist die Abdeckung aber schwenkbar ausgebildet, wobei ein Aufschwenken der Abdeckung die Ausfahrmechanik und den daran angebundenen Gegenstand freigibt.
Zweckmäßigerweise ist die Abdeckung hierzu über die Ausfahrelemente oder deren Antrieb bewegbar. Die Abdeckung ist in diesem Fall so an die Ausfahrelemente oder den Antrieb dieser Ausfahrelemente gekoppelt, dass sie bei Bewegung der Ausfahrelemente in die Arbeitsposition den Gegenstand frei gibt und in umgekehrter Weise bei Bewegung der Ausfahrelemente in die Ruheposition zusammen mit den Ausfahrelementen in eine Position verfahren wird, in der sie den Gegenstand abdeckt. Durch diese Anordnung ist es nicht erforderlich für das Bewegen der Abdeckung einen separaten Antrieb vorzusehen. Bevorzugt ist die Abdeckung in eine Bewegungsrichtung, vorzugsweise in Schließrichtung, federvorgespannt.
Vorteilhaft weist die Abdeckung eine Kulissenführung zur Bewegung auf. Diese Kulissenführung ist mit den Ausfahrelementen mittel- oder unmittelbar gekoppelt. Die Kulissenführung dient als Steuerungsmittel, mit dem die Bewegung der Abdeckung durch Bewegung der Ausfahrelemente veranlasst wird. Auf diese Weise ermöglicht es die Kulissenführung, dass die Abdeckung synchron mit den Ausfahrelementen in die Ruheposition, in der sie den Gegenstand schützend verdeckt, oder in die Arbeitsposition, in der sie den Gegenstand freigibt, bewegt werden kann. Hierzu können in der Abdeckung eine Kulisse und an dem Ausfahrelement mittel- oder unmittelbar ein Führungselement angeordnet sein, die miteinander in Eingriff sind. Umgekehrt ist es auch möglich, die Kulisse an dem Ausfahrelement und das Führungselement an der Abdeckung vorzusehen.
Bevorzugt weist die Abdeckung eine Verriegelung in der Ruheposition auf. Diese Verriegelung stellt sicher, dass der abgedeckte Gegenstand und die abgedeckte Ausfahrmechanik in der Ruheposition zuverlässig geschützt sind. Ein unerwünschtes Öffnen der Abdeckung wird durch die Verriegelung verhindert.
Vorteilhafterweise ist die Verriegelung durch Bewegung der Ausfahrelemente oder deren Antriebs lösbar. Hierzu ist die Verriegelung so mit den Ausfahrelementen oder dem Antrieb der Ausfahrelemente gekoppelt, dass sie bei Bewegung der Ausfahrelemente oder deren Antriebs in die Arbeitsposition gelöst und bei Bewegung der Ausfahrelemente oder deren Antriebs in die Ruheposition verriegelt wird.
Dazu weist die Abdeckung zum Beispiel eine Verriegelungskulisse auf. Dabei ist zumindest an einem Ausfahrelement mittel- oder unmittelbar ein Verriegelungselement angebunden, welches auf der Verriegelungskulisse geführt ist. Beim Bewegen des Ausfahrelements wird das Verriegelungselement je nach Bewegungsrichtung in eine verriegelte Stellung, in der es die Verriegelungskulisse hintergreift, oder in eine entriegelte Stellung bewegt, in der die die Verriegelungskulisse hintergreifende Stellung des Verriegelungselements wieder aufgehoben wird. So sind keine zusätzlichen Betätigungselemente zum Betätigen der Verriegelung erforderlich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kulissenführung zur Bewegungssteuerung der Abdeckung und die Verriegelungskulisse integral bzw. einteilig ausgebildet sind. Auf diese Weise ist nur eine Kulisse an der Abdeckung erforderlich, die mit geringem Aufwand zum einen zur Bewegungsführung der Abdeckung beim Öffnen dient, daneben aber auch die Funktion einer Verriegelung umfasst, die die Abdeckung in der Ruheposition verriegelt. Auch die Verriegelungskulisse kann alternativ an einem Ausfahrelement mit einem an der Abdeckung angebrachten Verriegelungselement ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Ausfahrmechanik schafft so eine Vorrichtung, mit der ein Gegenstand von einer geschützten Ruhestellung in eine nicht geschützte Arbeitsstellung bewegt werden kann und ist daher besonders zum Bewegen empfindlicher Bauteile geeignet. Als zu bewegende Gegenstände sind beispielsweise Kameras, Laser- oder Infrarotsensoren oder Radargeräte denkbar. Ein Einsatz der Ausfahrmechanik bietet sich insbesondere bei Kraftfahrzeugen an, bei denen die Ausfahrmechanik in die Karosserie eingegliedert werden kann und Sensoren, aber auch andere Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Waschdüsen, aus einer Ruheposition, in der diese Komponenten durch die Abdeckung vor Verschmutzung und Witterungseinflüssen geschützt sind, in eine ausgefahrene Arbeitsposition bewegt werden können.
Die Erfindung ermöglicht auch eine Sensoranordnung mit einer Ausfahrmechanik mit einem der oben beschriebenen Merkmale, wobei der Gegenstand ein Sensor zum Einbau in einem Kraftfahrzeug ist. Bei dem Sensor handelt es sich vorzugsweise um eine Kamera, beispielsweise eine Heckkamera, wie sie als Einparkhilfe Verwendung findet. Diese Kamera kann mit Hilfe der Erfindung aufgrund deren geringen Einbautiefe in die Heckklappe integriert werden und wird bei Nichtbetrieb vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht zweier erfindungsgemäßer Ausfahrelemente mit einem daran angebundenen Antrieb,
2 einen Längsschnitt eines Ausfahrelements gemäß 1,
3 eine Schnittansicht eines Gehäuses der erfindungsgemäßen Ausfahrmechanik im geöffnetem Zustand,
4 das Gehäuse gemäß 3 im geschlossenen und entriegelten Zustand und
5 das Gehäuse gemäß 3 im geschlossenen und verriegelten Zustand.
Die nachfolgend beispielhaft beschriebene Ausfahrmechanik ist insbesondere für eine Heckkamera in einem Kraftfahrzeug vorgesehen.
1 zeigt ein erstes Ausfahrelement 2 und ein dazu parallel angeordnetes zweites Ausfahrelement 2'. Die Ausfahrelemente 2 und 2' sind zweistufig teleskopierbar ausgebildet und weisen jeweils einen hohlzylindrischen Grundkörper 4 bzw. 4' auf, aus dem in der Fig. ein erster ebenfalls hohlzylindrischer Ausfahrkörper 6 bzw. 6' herausragt. Aus den ersten Ausfahrkörpern 6 und 6' ragt jeweils ein zylindrischer zweiter Ausfahrkörper 8 bzw. 8' heraus.
An den freien Enden der zweiten Ausfahrkörper 8 und 8' ist jeweils mittels einer formschlüssigen Fixierung 9 ein Rahmen 10 angebunden, der die Ausfahrkörper 8 und 8' und damit die Ausfahrelemente 2 und 2' miteinander verbindet. Der Rahmen 10 dient zur Aufnahme der in den Figuren nicht dargestellten Heckkamera. Gegenüber den Anbindungspunkten an den zweiten Ausfahrkörpern 8 und 8' ist ein zwischen den Ausfahrelementen liegender Mittelbereich des Rahmens 10 so in Richtung der Grundkörper 4 und 4' eingerückt, dass die Einrückung eine Fläche 12 bildet, die parallel zu einer Verbindungslinie der Enden der zweiten Ausfahrkörper 8 und 8' in Richtung der Grundkörper 4 und 4' versetzt ist. Die Fläche 12 dient zur Befestigung der Kamera und ist so weit in Richtung der Grundkörper 4 und 4' verschoben, dass die Kamera die freien Enden der Ausfahrkörper 8 und 8' nicht bzw. nur unwesentlich überragt. Die Kamera ist auf diese Weise besonders platzsparend zwischen den Ausfahrelementen 2 und 2' angeordnet.
An den Grundkörpern 4 und 4' ist nahe den von den ersten Ausfahrkörpern 6 und 6' abgewandeten Enden am Außenumfang jeweils ein Zahnkranz 14 bzw. 14' an der Umfangsfläche der Grundkörper 4 bzw. 4' angeordnet. Der an dem Grundkörper 4 des ersten Ausfahrelements 2 angeordnete Zahnkranz 14 ist mit einer Schnecke 16 in Eingriff und der an dem Grundkörper 4' des zweiten Ausfahrelements 2' angeordnete Zahnkranz 14' ist mit einer Schnecke 18 in Eingriff.
Die Schnecke 16 und die Schnecke 18 sind starr an einer gemeinsamen Antriebswelle 20 angeordnet. Diese Antriebswelle 20 erstreckt sich quer zu der Längsausdehnung der Ausfahrelemente 2 und 2'. Die Antriebswelle 20 wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor in eine Drehbewegung versetzt. Hierdurch drehen die fest an der Antriebswelle 20 angebundenen Schnecken 16 und 18 mit und veranlassen durch Eingriff in die Zahnkränze 14 und 14' eine Drehung des Grundkörpers 4 des ersten Ausfahrelements 2 sowie eine Drehung des Grundkörpers 4' des Ausfahrelements 2' jeweils um die Längsachse des betreffenden Ausfahrelements 2 bzw. 2'. Die beiden Ausfahrelemente 2 und 2' können mit dieser Anordnung von einem Antriebsmotor synchron angetrieben werden.
Die an der Antriebswelle 20 angebundenen Schnecken 16 und 18 sind zueinander gegenläufig ausgebildet. So ist die Schnecke 16 linksgängig und die Schnecke 18 rechtsgängig. Entsprechend der Gegenläufigkeit der Schnecken 16 und 18 werden auch die Grundkörper 4 und 4', die über diese Schnecken 16 und 18 angetrieben werden, in eine zueinander gegenläufige Drehbewegung versetzt.
Wie in 2 zu erkennen ist, ist das Ausfahrelement 2 als Spindeltrieb ausgebildet. Der Grundkörper 4 des Ausfahrelements 2 ist in einer drehfesten Aufnahme 22 drehbar gelagert, welche sowohl ein Radial- als auch ein Axiallager für das Ausfahrelement 2 bildet. Der Grundkörper 4 ist hohl ausgebildet und weist über seine gesamte Länge an seinem Innenumfang ein Innengewinde auf, dass in der 2 nicht dargestellt ist. Der erste Ausfahrkörper 6 des Ausfahrelements 2 weist an seinem, dem Grundkörper 4 zugewandten Ende einen Gewindeabschnitt 24 mit einem Außengewinde auf. Dieses Außengewinde des Gewindeabschnitts 24 ist mit dem Innengewinde des Grundkörpers 4 in Eingriff.
Der Ausfahrkörper 6 ist in der Figur im ausgefahrenen Zustand dargestellt, d.h., nur der Gewindeabschnitt 24 des Ausfahrkörpers 6 befindet sich innerhalb des Grundkörpers 4, während sich der übrige Teil des Ausfahrkörpers 6, der an seiner Umfangsfläche kein Gewinde aufweist, außerhalb des Grundkörpers 4 angeordnet ist. Über den Schneckentrieb, der von dem am Umfang des Grundköpers 4 angeordneten Zahnkranz 14 sowie der daran angreifenden Schnecke 16 gebildet wird, kann der Grundkörper 4 relativ zu dem ersten Ausfahrkörper 6 gedreht werden. Durch die Drehung des Grundköpers 4 wird der erste Ausfahrkörper 6 über Innengewinde in Richtung der Aufnahme 22 bewegt, bis der erste Ausfahrkörper 6 nahezu vollständig in dem Grundkörper 4 angeordnet ist. Durch Umkehren der Drehrichtung des Grundkörpers 4 kann der erste Ausfahrkörper 6 wieder in die dargestellte Position verfahren werden.
In der gezeigten ausgefahrenen Position liegt der Gewindeabschnitt 24 des ersten Ausfahrkörpers 6 an einem Anschlag 25 an, der an dem von der Aufnahme 22 beabstandeten Ende des Grundkörpers 4 angeordnet ist. Der Anschlag 25 verhindert, dass sich der erste Ausfahrkörper 6 von dem Grundkörper 4 löst und stellt somit sicher, dass der Gewindeabschnitt 24 des Ausfahrkörpers 6 immer innerhalb des Grundkörpers 4 angeordnet ist. Ferner bildet der Anschlag 25 eine Dichtung, die die im Inneren des Grundkörpers 4 befindlichen Gewinde vor einer Verschmutzung schützt.
Das von der Aufnahme 22 beabstandete Ende des Grundkörpers 4 wird von einer Lagerhülse 26 ummantelt. Zusammen mit der Aufnahme 22 bildet die Lagerhülse 26 die Radial- und Axiallagerung des Grundkörpers 4.
Der erste Ausfahrkörper 6 ist hohl ausgebildet und weist an seinem Innenumfang ein ebenfalls nicht dargestelltes Innengwinde auf. Mit diesem Innengewinde ist ein Gewindeabschnitt 28 des zweiten Ausfahrkörpers 2 mit einem Außengewinde in Eingriff. Auch der zweite Ausfahrkörper 8 ist in der 2 im ausgefahrenen Zustand dargestellt, in dem nur sein Gewindeabschnitt 28 innerhalb des ersten Ausfahrkörpers 6 angeordnet ist.
Durch die Verbindung des Ausfahrkörpers 8 mit dem dazu parallel angeordneten Ausfahrkörpers 8' über den Rahmen 10 wird sowohl der Ausfahrkörper 8 als auch der Ausfahrkörper 8' an einer Drehung gehindert. Wird der erste Ausfahrkörper 6 relativ zu dem zweiten Ausfahrkörper 8 verdreht, wird der zweite Ausfahrköper 8 linear innerhalb des ersten Ausfahrkörpers 6 so in Richtung des Grundkörpers 4 bewegt, dass er nahezu vollständig in dem ersten Ausfahrkörper 6 angeordnet ist. Durch Umkehrung der Drehrichtung kann er dann wieder in die dargestellte ausgefahrene Position zurückbewegt werden. In dieser Position ist der Gewindeabschnitt 28 des zweiten Ausfahrkörpers 8 gegen ein Lager 30 verfahren, das an dem von dem Grundkörper 4 abgewandten Ende des ersten Ausfahrkörpers 6 angeordnet ist und den zweiten Ausfahrkörper 8 in radialer Richtung führt.
Sowohl der an dem Grundkörper 4 angeordnete Anschlag 25 als auch der Anschlag 30 an dem ersten Ausfahrkörper 6 sind federgedämpft ausgebildet, um ein abruptes Anfahren des Gewindeabschnitts 24 gegen den Anschlag am Grundkörper 4 sowie des Gewindeabschnitts 28 gegen den Anschlag 30 zu vermeiden.
An dem von dem Gewindeabschnitt 28 abgewandten Ende des zweiten Ausfahrkörpers 8 ist eine Kopfplatte 32 angeordnet. Diese Kopfplat te 32 kragt über den Außenumfang des zweiten Ausfahrkörpers 8 hervor und dient als Anschlag für das Ausfahrelement 2 im eingefahrenen Zustand. In diesem Zustand kontaktiert die Kopfplatte 32 die von dem Grundkörper 4 abgewandte Stirnfläche des ersten Ausfahrkörpers 6. Des Weiteren dient die Kopfplatte 32 zur Anbindung des Rahmens 10, in dem die Kamera gelagert ist. Der Rahmen 10 wird an der Kopfplatte 32 des zweiten Ausfahrkörpers 8 fixiert. Die Gewindepaarung aus dem Innengewinde des Grundkörpers 4 und dem Gewindeabschnitt 24 des ersten Ausfahrkörpers 6 weist die gleiche Steigung und Drehrichtung wie die Gewindepaarung aus dem Innengewinde des ersten Ausfahrkörpers 6 mit dem Gewindeabschnitt 28 des zweiten Ausfahrkörpers 8 auf.
Das im Detail nicht gezeigte Ausfahrelement 2' ist entsprechend dem in der 2 dargestellten Ausfahrelement 2 aufgebaut und unterscheidet sich von diesen nur dadurch, dass alle Gewinde des zweiten Ausfahrelements 2' zu den Gewinden des ersten Ausfahrelements 2 gegenläufig ausgebildet sind. Dies ist erforderlich, da die Schnecken 16 und 18 der Antriebswelle 20 gegenläufig angeordnet sind und so die Grundkörper 4 und 4' in gegenläufiger Drehrichtung antreiben. Um zu gewährleisten, dass die Ausfahrelemente 2 und 2' richtungsgleich in eine Arbeitsposition bzw. in eine Ruheposition verfahren werden, sind daher die Gewinde eines Ausfahrelementes 2 oder 2' rechtsgängig ausgebildet, während die Gewinde des anderen Ausfahrelements 2' bzw. 2 dann linksgängig ausgebildet sind. Alle Gewinde der Grundkörper 4 und 4' sowie der Ausfahrkörper 6, 6', 8 und 8' weisen eine gleiche Steigung auf, um ein Verkanten der Ausfahrelemente 2 und 2' gegeneinander zu verhindern.
Die 3 bis 5 zeigen das Gehäuse 34 der in den 1 und 2 dargestellten Ausfahrmechanik. Das Gehäuse 34 ist zweiteilig ausgebildet mit einer schalenförmigen Aufnahme 36, in der die Ausfahrmechanik und deren Antrieb angeordnet sind, sowie einer ebenfalls schalen förmigen Abdeckung 38. Die Abdeckung 38 ist an der Aufnahme 36 muschelartig über ein federvorgespanntes Scharnier 39, welches in Schließrichtung wirkt, angebunden und über dieses Scharnier 39 gegenüber der Aufnahme 36 aufschwenkbar.
Das Gehäuse 34 ist in der 3 im aufgeschwenkten Zustand dargestellt. Aus der 3 wird ersichtlich, dass innerhalb der Aufnahme 36 Stützkörper 40 angeordnet sind, die die Grundkörper 4 und 4' der Ausfahrelemente 2 und 2' aufnehmen. Hierzu sind sowohl die Lagerhülse 26 als auch die Aufnahme 22 starr an dem Stützkörper 40 angebunden. Die Ausfahrkörper 6 und 6' sowie 8 und 8' können aus den Stützkörpern 40 in die Arbeitsstellung ausgefahren werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Ausfahrelemente 2 und 2' in den 3 bis 5 nicht dargestellt. Stattdessen ist in der 3 die Längsachse A eines Ausfahrelementes 2 bzw. 2' eingezeichnet.
Sind die Ausfahrelemente 2 und 2' in die Arbeitsstellung ausgefahren, ragt eine an dem Rahmen 10 angeordnete Schutzhaube 42, die die nicht dargestellte Kamera umgibt, aus dem Gehäuse 34 hervor. In diesem Zustand stützt sich die aufgeschwenkte Abdeckung 38, unterstützt von der Federkraft des Scharniers 39, an der Schutzhaube 42 ab.
Die Schutzhaube 42 weist eine gewölbte Mantelfläche sowie zwei ebene Stirnflächen 43 auf. An diesen Stirnflächen 43 der Schutzhaube 42 ist jeweils ein Führungszapfen 44 angeordnet. Die Führungszapfen 44 erstrecken sich normal zu den Stirnflächen 43 nach außen.
Werden die Ausfahrelemente 2 und 2' in Richtung Ihrer Ruheposition bewegt, bewegen sie auch die an den Ausfahrelementen 2 und 2' über den Rahmen 10 angebundene Schutzhaube 42 in eine Ruheposition in Richtung der Aufnahme 36. Die Bewegung der Schutzhaube 42 in Richtung der Ruheposition ermöglicht auch der Abdeckung 38 unterstützt von der Federwirkung des Scharniers 39 in Richtung einer ver schließenden Stellung zu schwenken. Dabei kontaktieren die Führungszapfen 44 jeweils eine Kulisse 40. Die Kulissen 46 sind an parallel zu den Stirnflächen 43 der Schutzhaube 42 angeordneten seitlichen Innenflächen der Abdeckung 38 des Gehäuses 34 angeordnet. Die Kulisse 46 bildet dann eine Führungsbahn, über die die Zuschwenkbewegung der Abdeckung 38 gesteuert wird. In umgekehrter Weise erfolgt eine Bewegungssteuerung der Abdeckung 38 beim Aufschwenken, wenn sich der Führungszapfen 44 beim Ausfahren der Ausfahrelemente 2 und 2' und der daran angebundenen Schutzhaube 42 entlang der Kulisse 46 bewegt.
Neben dem Führungszapfen 44 ist an jeder Stirnfläche 43 der Schutzhaube 42 auch jeweils ein Verriegelungszapfen 48 angeordnet, der normal zur Stirnfläche 43 von dieser nach außen ragt. In 5 ist das Gehäuse 34 im geschlossenen Zustand gezeigt. Die Ausfahrelemente 2 und 2' sind zusammen mit der Schutzhaube 42 in die Ruheposition verfahren. Die Abdeckung 38 ist vollständig in ihre die Ausfahrmechanik sowie die daran angeordnete Kamera und deren Schutzhaube 42 abdeckende Position verfahren. Der Verriegelungszapfen 48 kontaktiert eine Verriegelungskulisse 50, welche durch eine Verlängerung der Kulisse 46 gebildet wird, die von der Kulisse 46 in Richtung der Abdeckung 38 abknickt. In dieser Stellung hintergreift der Verriegelungszapfen 48 die Verriegelungskulisse 50 und blockiert ein Öffnen der Abdeckung 38.
Werden die Ausfahrelemente 2 und 2' sowie die daran angebundene Schutzhaube 42 wieder in eine Arbeitsstellung verfahren, entfernt sich der Verriegelungszapfen 48 in der in 4 dargestellten Weise in einer Richtung quer zur Schwenkbahn der Abdeckung 38 von der Verriegelungskulisse 50. Die Abdeckung 38 ist wieder aufschwenkbar, wobei die Aufschwenkbewegung durch den an der Kulisse 46 anliegenden Führungszapfen 44 gesteuert wird, in dem dieser entlang der Kulisse 46 bewegt wird.

2: Ausfahrelement
2': Ausfahrelement
4: Grundkörper
4': Grundkörper
6: Ausfahrkörper
6': Ausfahrkörper
8: Ausfahrkörper
8': Ausfahrkörper
9: Fixierung
10: Rahmen
12: Fläche
14: Zahnkranz
14': Zahnkranz
16: Schnecke
18: Schnecke
20: Antriebswelle
22: Aufnahme
24: Gewindeabschnitt
25: Anschlag
26: Lagerhülse
28: Gewindeabschnitt
30: Anschlag
32: Kopfplatte
34: Gehäuse
36: Aufnahme
38: Abdeckung
39: Scharnier
40: Stützkörper
42: Schutzhaube
43: Stirnfläche
44: Führungszapfen
46: Kulisse
48: Verriegelungszapfen
50: Verriegelungskulisse
A: Längsachse

Claims

Ausfahrmechanik zum Bewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Sensorelements, aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition mit zwei angetriebenen Ausfahrelementen (2, 2'), welche parallel zueinander angeordnet und ausfahrbar sind, wobei der Gegenstand mit jeweils einem Ende der beiden Ausfahrelemente (2, 2') verbunden und zwischen den beiden Ausfahrelementen (2, 2') angeordnet ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 1, bei welcher die Ausfahrelemente (2, 2') linear bewegbar ausgebildet sind.
Ausfahrmechanik nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Ausfahrelemente (2, 2' ) teleskopierbar ausgebildet sind, wobei die Ausfahrelemente (2, 2') jeweils einen Grundkörper (4, 4') aufweisen, in welchem zumindest ein Ausfahrkörper (6, 6', 8, 8') linear bewegbar angeordnet ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 3, bei welcher die Ausfahrelemente (2, 2') mehrstufig teleskopierbar ausgebildet sind.
Ausfahrmechanik nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Ausfahrelemente (2, 2') jeweils ein Getriebe zum Umwandeln einer rotatorischen Antriebsbewegung in eine lineare Ausfahrbewegung aufweisen.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 5, wobei die Ausfahrelemente (2, 2') jeweils zumindest einen Spindeltrieb aufweisen.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 6, bei welcher der Spindeltrieb ein erstes hohles Spindelelement (4, 4') mit einem Innengewinde aufweist, in welchem ein zweites Spindelelement (6, 6'), das ein Außengewinde (24) aufweist, geführt ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 7, bei welcher das zweite Spindelelement (6, 6') hohl ausgebildet ist und ein Innengewinde aufweist, in welchem ein drittes Spindelelement (8, 8'), das ein Außengewinde (28) aufweist, geführt ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher die Außengewinde (24, 28) des zweiten und/oder des dritten Spindelelements (6, 6', 8, 8') nur in einem Endabschnitt (24, 28) des Spindelelements (6, 6', 8, 8') ausgebildet ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher das Außengewinde (24, 28) des zweiten und/oder dritten Spindelelements (6, 6', 8, 8') sowohl in der Ruheposition als auch in der Arbeitsposition vollständig innerhalb des umgebenden hohlen Spindelelements (4, 4', 6, 6') angeordnet ist.
Ausfahrmechanik nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei welcher die Gewinde aller Spindelelemente (4, 4', 6, 6', 8, 8') die gleiche Gewindesteigung aufweisen.
Ausfahrmechanik nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Ausfahrelemente (2, 2') einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 13, bei welcher der Antrieb einen Motor sowie eine Antriebswelle (20) aufweist, welche quer zur Bewegungsrichtung der Ausfahrelemente (2, 2') angeordnet ist.
Ausfahrmechanik nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Antrieb mit den Ausfahrelementen (2, 2') jeweils über einen Schneckentrieb verbunden ist.
Ausfahrmechanik nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gewinde eines Ausfahrelements (2, 2') rechtsgängig ausgebildet sind und die Gewinde des anderen Ausfahrelements (2, 2') linksgängig ausgebildet sind.
Ausfahrmechanik nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher federgedämpfte Anschläge (25, 30) vorgesehen sind, über welche die einzelnen Teile der Ausfahrelemente (2, 2') in der Arbeitsposition in Kontakt kommen.
Ausfahrmechanik nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher eine Abdeckung (38) vorgesehen ist, welche von einer die Ausfahrmechanik und den Gegenstand abdeckenden Ruheposition in eine den Gegenstand freigebenden Arbeitsposition bewegbar ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 18, bei welcher die Abdeckung (38) über die Ausfahrelemente (2, 2') oder deren Antrieb bewegbarist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 18, bei welcher die Abdeckung (38) eine Kulissenführung (46) zur Bewegung aufweist, die mit den Ausfahrelementen (2, 2') mittel- oder unmittelbar gekoppelt ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 18, bei welcher die Abdeckung (38) eine Verriegelung (48, 50) in der Ruheposition aufweist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 21, bei welcher die Verriegelung (48, 50) durch Bewegung der Ausfahrelemente (2, 2') oder deren Antriebs lösbar ist.
Ausfahrmechanik nach Anspruch 21, bei welcher die Abdeckung (38) eine Verriegelungskulisse (50) aufweist und an zumindest einem Ausfahrelement (2, 2') mittel- oder unmittelbar ein Verriegelungselement (48) angebunden ist, welches durch Bewegung des Ausfahrelements (2, 2') auf der Verriegelungskulisse (50) in eine verriegelte und eine entriegelte Stellung bewegbar ist.
Sensoranordnung mit einer Ausfahrmechanik gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gegenstand ein Sensor zum Einbau in einem Kraftfahrzeug ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Kamera ist.