DE202008007470U1

DE202008007470U1 - Linearantrieb für die Einstellung von Scheinwerfern

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Publication number: DE202008007470U1
Application number: DE200820007470
Authority: DE
Original assignee: Sonceboz SA; Societe Industrielle de Sonceboz SA
Current assignee: Sonceboz SA; Societe Industrielle de Sonceboz SA
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-06-07

Abstract

Linearer Antrieb für die Verschiebung eines schwenkbaren Scheinwerferhalters, wobei der Antrieb ein Gehäuse (14), einen Elektromotor (4), ein durch den Motor angetriebenes Spindel-Mutter-System (8, 10) mit einem Kupplungsabschnitt (20), der dafür bestimmt ist, mit einem Kupplungsabschnitt in Eingriff zu gelangen, der fest mit einem schwenkbaren Scheinwerferhalter verbunden ist, sowie einen Positionssensor (12) umfasst, der ein in das Gehäuse des Antriebs montiertes Element sowie ein weiteres, auf den Kupplungsabschnitt des Spindel-Mutter-Systems montiertes Element umfasst, wobei der Antrieb ausserdem einen Mechanismus für die Feineinstellung der Position (36) umfasst, der eines der Elemente des Sensors einbindet, indem der Einstellmechanismus so betätigt werden kann, dass das benannte Sensorelement unabhängig von der Verschiebung des Spindel-Mutter-Systems relativ zum anderen Element verschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorelement abnehmbar in das Gehäuse montiert und durch den Einstellmechanismus eingebunden ist, wobei das Bezugselement fest auf einen Abschnitt des Halters (22) montiert ist, der fest mit dem Kupplungsabschnitt...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearantrieb zur Änderung der Strahlrichtung eines Automobilscheinwerfers und insbesondere einen Linearantrieb, der an einen schwenkbaren Scheinwerferhalter angekoppelt ist.
Es ist bekannt, lineare Antriebe für die Einstellung der waagerechten oder senkrechten Position von Automobilscheinwerfern zu verwenden, wie sie in US 6 641 292 , FR 2 787 863 oder US 7 223 001 beschrieben werden. Die Einstellung der Strahlhöhe des Scheinwerfers existiert seit langem und ist dafür bestimmt, die Strahlrichtung der Scheinwerfer in Abhängigkeit von der Beladung eines Fahrzeuges anzupassen, um die Strassenbenutzer, die in der umgekehrten Richtung kommen, nicht zu blenden. Die Einstellung der Richtung in der waagerechten Ebene des Scheinwerfers ist dazu bestimmt, die Strecke in einer Kurve besser auszuleuchten, indem die Richtung der Scheinwerfer in Abhängigkeit von der Bahn des Fahrzeugs verändert wird. Die Änderung der Richtung der Scheinwerfer mit dem Spindel-Mutter-System ist im Allgemeinen sehr dynamisch und verlangt daher leistungsfähige und zuverlässige Antriebe. Im Patent US 7 223 001 ermöglicht es die Integration eines Bezugspositionssensors direkt in das Gehäuse des Antriebs und auf dem Kupplungsabschnitt des Spindel-Mutter-Systems, mit einem kompakten und einfachen Antrieb eine Bezugsposition des beweglichen Organs zuverlässig zu definieren. Die Integration der Anschlüsse des Sensors in einen gemeinsamen Verbinder, der die mit den Spulen des Motors verbundenen Anschlüsse umfasst, vereinfacht die Anbindung des Systems an die Steuereinheit in einer kompakten Konfiguration.
Aus Gründen der Fertigungs- und Montagetoleranzen der verschiedenen Komponenten (Antrieb, Scheinwerferhalter, Scheinwerfer) im Automobil können Positionierung und Richtung der Scheinwerfer ungenau sein, d. h. ein Fehler kann in ihrer Zentrierung vorliegen.
Man könnte in Betracht ziehen, diese Dezentrierung durch eine elektronische Programmierung zu kompensieren, die die Abweichung der durch das Sensorsystem erfassten Bezugsposition von der Position, in der der Scheinwerfer zentriert ist, kompensiert. Wegen des Spiels und der Gewindesteigungen von Spindel und Mutter ist es schwer, eine feine und genaue Einstellung der zentralen Schweinwerferposition zu realisieren. Ausserdem erhöht eine solche elektronische Einstellung die Komplexität und die Kosten der Vorrichtung und verringert ihre Zuverlässigkeit.
Man könnte auch eine mechanische Einstellung der Position des Scheinwerfers bezüglich seines Halters in Betracht ziehen, aber dies kompliziert das mechanische Haltersystem, schwächt und verteuert es.
In Anbetracht der vorgenannten Nachteile besteht ein Ziel der Erfindung darin, einen linearen Antrieb für die Positionierung von Automobilscheinwerfern zur Verfügung zu stellen, der zuverlässig und wirtschaftlich ist, wenig Platz beansprucht und insbesondere eine genaue Zentrierung der Scheinwerfer erlaubt.
Die Ziele der Erfindung werden durch den linearen Antrieb nach Anspruch 1 realisiert.
In der vorliegenden Erfindung umfasst eine Stellvorrichtung für Automobilscheinwerfer einen linearen Antrieb für die Verschiebung eines schwenkbaren Scheinwerferhalters, wobei der Antrieb ein Gehäuse, einen Elektromotor, ein durch den Motor angetriebenes Spindel-Schraube-System mit einem Kupplungsabschnitt, der dafür bestimmt ist, mit einem Kupplungsabschnitt in Eingriff zu gelangen, der fest mit dem schwenkbaren Scheinwerferhalter verbunden ist, sowie einen Positionssensor mit einem Bezugselement und einem Detektorelement umfasst, wobei eines der Elemente in das Gehäuse des Antriebs und das andere Element auf den Kupplungsabschnitt des Spindel-Mutter-Systems montiert ist, der Antrieb ausserdem einen Mechanismus der Feineinstellung der Position umfasst, der mit dem einen der Sensorelemente im Eingriff steht, und der Einstellmechanismus so betätigt werden kann, dass das benannte Sensorelement unabhängig von der Verschiebung des Spindel-Mutter-Systems relativ zum anderen Element verschoben werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Detektorelement abnehmbar in das Gehäuse montiert und steht mit dem Einstellmechanismus im Eingriff, während das Bezugselement fest auf den Kupplungsabschnitt des Spindel-Mutter-Systems montiert ist.
Der Einstellmechanismus kann einen Exzenter umfassen, der schwenkbar in das Gehäuse des Antriebs montiert ist und mit einer zum Detektorelement komplementären Nockenoberfläche in Eingriff gelangt. Die Zentrierung des Scheinwerfers kann daher sehr schnell und leicht durch einen Mechaniker erfolgen, der den Einstellmechanismus dreht, um das Detektorelement relativ zum Bezugselement präzise zu verschieben. Man vermeidet dadurch ein System der mechanischen Einstellung zwischen Scheinwerfer und Scheinwerferhalter oder ein System der elektronischen Kompensation.
Es kann ebenfalls in Betracht gezogen werden, einen Mechanismus für die Einstellung der Position des Bezugselements relativ zu seinem fest mit dem Mutterabschnitt verbundenen Halter zu haben. Da sich der Mutterabschnitt verschiebt, ist es allerdings vorteilhafter, die Einstellung des auf das Antriebsgehäuse montierten Sensorelements vorzunehmen.
Der Positionssensor erfasst eine mittlere Position der Auslenkung des Kupplungsabschnitts der Spindel. Das Detektorelement kann vorteilhafterweise einen Magnetfelddetektor wie zum Beispiel eine Hall-Sonde sowie einen Halter wie zum Beispiel eine gedruckte Schaltung, auf die der Magnetfelddetektor montiert ist, umfassen. Das Bezugselement kann einen Magneten mit einem oder mehreren Segmenten umfassen, z. B. einen Magneten mit zwei Segmenten entgegengesetzter Polarität, vorzugsweise einen Magneten mit zwei Segmenten entgegengesetzter Polarität, wobei die Grenzfläche zwischen den beiden Segmenten die durch das Hall-Element erfasste mittlere Bezugsposition bildet.
Die mit dem Sensor verbundenen elektrischen Anschlüsse können ebenso wie die mit den Spulen des Motors verbundenen in einen Verbinder für den Anschluss des Antriebs an einen komplementären Verbinder integriert werden, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, oder können direkt an eine gedruckte Schaltung der Steuereinheit angeschlossen werden, die sich auf dem Antriebshalter befindet oder diesen darstellt.
Weitere Ziele und vorteilhafte Aspekte der Erfindung werden aus den Ansprüchen, der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen hervorgehen, in denen:
1a eine perspektivische Ansicht einer Scheinwerferstellvorrichtung mit einem erfindungsgemässen linearen Antrieb ist;
1b eine perspektivische Ansicht einer Scheinwerferstellvorrichtung mit einem erfindungsgemässen linearen Antrieb ohne Deckel ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles der erfindungsgemässen Vorrichtung ohne das Gehäuse ist.
Auf die Figuren Bezug nehmend, umfasst ein linearer Antrieb 2 für die Schwenkung eines Scheinwerferhalters um eine an einem (nicht veranschaulichten) Halter befestigte Schwenkachse einen Motor 4, ein Spindel-Mutter-System mit einer Spindel 8 und einem Mutterabschnitt 10, einen Positionssensor 12 und ein Gehäuse 14.
Der Motor ist bevorzugt ein Schrittmotor mit einem bewickelten Statorteil 6 und einem Rotor mit Permanentmagneten. In einer Ausführungsform ist die Spindel 8 fest mit dem Rotor verbunden und steht mit dem sich linear verschiebenden Mutterabschnitt 10 im Eingriff. Der Antrieb umfasst ausserdem einen Verbinder 16 mit elektrischen Anschlüssen 18, die mit dem Motor und dem Positionssensor verbunden sind. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Verbinder einen Gehäuseabschnitt, der mit dem Gehäuse 14 des Antriebs integriert ausgebildet ist.
Der Mutterabschnitt 10 umfasst einen Kupplungsabschnitt 20, der dafür bestimmt ist, an einen Scheinwerferhalter angekoppelt zu werden, wobei der Kupplungsabschnitt einen Halterabschnitt 22 eines Bezugselements 24 umfasst. In diesem Beispiel sind der Kupplungsabschnitt 20 und der Halterabschnitt 22 mit dem Mutterabschnitt integriert aus Kunststoff ausgebildet und so montiert, dass sie im Gehäuse 14 längs gleiten können, wobei der Mutterabschnitt eine nicht axialsymmetrische Gestalt besitzt, um eine Drehung dieses Abschnitts zu blockieren.
Im Rahmen der Erfindung ist es gleichfalls möglich, ein Spindel-Mutter-System zu haben, wo der Rotor einen Mutterabschnitt umfasst, der mit einer sich linear verschiebenden Spindel im Eingriff steht, wobei der Kupplungsabschnitt an seinem Ende befestigt ist. Die Spindel ist daher so montiert, dass sie im Gehäuse gleiten kann, während ihre Drehung blockiert ist.
Der Positionssensor umfasst ein Bezugselement 24, das auf den Kupplungsabschnitt 20 montiert ist, sowie ein Detektorelement 26, das einen Halter 30 und einen Detektor 28 umfasst, der mit den elektrischen Anschlüssen 18 des Verbinders 16 verbunden ist.
Das Bezugselement 24 umfasst bevorzugt einen Magneten aus zwei nebeneinander liegenden Segmenten, die entgegengesetzte Polaritäten besitzen, wobei die Grenzfläche zwischen den beiden Segmenten die Bezugsposition für das Detektorelement 24 definiert.
Der Halter 30 des Detektorelements 26 kann in Gestalt einer gedruckten Schaltung oder einer anderen Form von Schaltungshalter mit Leiterbahnen für die gegenseitige Verbindung des oder der auf den Halter montierten elektronischen Bauteile mit den elektrischen Anschlüssen des Antriebs vorliegen. Der Detektor 28 ist vorzugsweise ein Magnetfelddetektor wie z. B. eine Hall-Sonde, der in Gestalt einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) auf den Halter montiert und mit dessen Leiterbahnen verbunden ist. Die Hall-Sonde erfasst die Richtungsänderung des Magnetfeldes und den Punkt in der Mitte zwischen den Segmenten des Bezugselements. Die Positionserfassung nach dem genannten Prinzip ist an sich bereits bekannt und wird in verschiedenen Systemen verwendet. Im Rahmen dieser Erfindung kann man auch weitere Sensoren oder Detektoren für die Position sowie auch Detektoren vom Typ eines Unterbrechers oder Kippgliedes einbauen.
Das Detektorelement 26 und genauer der Halter 30 des Detektorelements wird abnehmbar in einer Richtung A parallel zur linearen Verschiebung des Spindel-Mutter-Systems montiert. Zu diesem Zweck wird der Halter 30 entlang seiner entgegengesetzten Seitenkanten 32a, 32b in Schienen oder Gleitbahnen 34a, 34b geführt, die im Gehäuse 12 des Antriebs ausgebildet sind.
In der in 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform umfasst der lineare Einstellmechanismus 36 ein exzentrisches Element, das über ein Lager 40 drehbar in das Gehäuse 12 montiert ist und einen exzentrischen Abschnitt besitzt, der in einen Schlitz 42 der gedruckten Schaltung eingreift. Bei Drehung des exzentrischen Elements führt der exzentrische Abschnitt somit eine Längsverschiebung entlang des Schlitzes des Halters 30 aus, indem er diesen linear in der Axialrichtung A verschiebt. Ebenfalls ist es möglich, das exzentrische Element drehbar bezüglich des Halters 30 zu montieren und einen exzentrischen Abschnitt zu haben, der in einen Schlitz des Gehäuses des Antriebs eingreift. Die Drehung des exzentrischen Elements kann durch einen Schraubenzieher oder -schlüssel erfolgen, oder man kann auch einen Knopf vorsehen, der direkt durch einen Mechaniker eingesetzt werden kann. Das exzentrische Element umfasst ein Bremssystem, um zu vermeiden, dass sich das Rad bei Vibrationen oder anderen mechanischen Stössen dreht.
Die Feineinstellung der Position des Detektorelements kann auch durch andere Verschiebemechanismen erfolgen, zum Beispiel eine einfache Schraube, die in eine Mutter oder Zahnung eingreift, von denen eine der beiden drehbar auf dem Gehäuse und die andere fest am Halter des Detektorelements montiert ist.
Die Feineinstellung der Zentrierung kann auch dadurch erfolgen, dass das Bezugselement 24 relativ zu seinem fest mit dem Kupplungsabschnitt 20 verbundenen Halterabschnitt 22 verschoben wird. Auch hier kann ein Exzenter- oder Schraubenmechanismus für die Feineinstellung der relativen Position verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6641292 [0002]
- FR 2787863 [0002]
- US 7223001 [0002, 0002]

Claims

Linearer Antrieb für die Verschiebung eines schwenkbaren Scheinwerferhalters, wobei der Antrieb ein Gehäuse (14), einen Elektromotor (4), ein durch den Motor angetriebenes Spindel-Mutter-System (8, 10) mit einem Kupplungsabschnitt (20), der dafür bestimmt ist, mit einem Kupplungsabschnitt in Eingriff zu gelangen, der fest mit einem schwenkbaren Scheinwerferhalter verbunden ist, sowie einen Positionssensor (12) umfasst, der ein in das Gehäuse des Antriebs montiertes Element sowie ein weiteres, auf den Kupplungsabschnitt des Spindel-Mutter-Systems montiertes Element umfasst, wobei der Antrieb ausserdem einen Mechanismus für die Feineinstellung der Position (36) umfasst, der eines der Elemente des Sensors einbindet, indem der Einstellmechanismus so betätigt werden kann, dass das benannte Sensorelement unabhängig von der Verschiebung des Spindel-Mutter-Systems relativ zum anderen Element verschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorelement abnehmbar in das Gehäuse montiert und durch den Einstellmechanismus eingebunden ist, wobei das Bezugselement fest auf einen Abschnitt des Halters (22) montiert ist, der fest mit dem Kupplungsabschnitt (20) des Spindel-Mutter-Systems verbunden ist.
Linearer Antrieb nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (20) und ein Abschnitt des Halters (22) des Bezugselements integriert mit dem Mutterabschnitt (10) des Spindel-Mutter-Systems ausgebildet sind, der so montiert ist, dass er im Gehäuse längs gleiten kann.
Linearer Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus einen Exzenter umfasst, der schwenkbar in das Gehäuse des Antriebs montiert ist und mit einer komplementären Nockenfläche des Detektorelements im Eingriff steht.
Linearer Antrieb nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus eine Bremse umfasst.
Linearer Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektorelement einen Schaltungshalter sowie einen auf den Schaltungshalter montierten Magnetfelddetektor wie z. B. eine Hall-Sonde umfasst.
Linearer Antrieb nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungshalter (30) entlang seiner entgegengesetzten Seitenkanten (32a, 32b) in Schienen oder Gleitbahnen (34a, 34b) geführt wird, die im Gehäuse (12) des Antriebs ausgebildet sind.
Linearer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bezugselement einen Magneten mit zwei Segmenten entgegengesetzter Polarität umfasst, wobei die Grenzfläche zwischen den beiden Segmenten eine mittlere Bezugsposition bildet.