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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bildschirmverstelleinrichtung für
ein Kraftfahrzeug.
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In
modernen Kraftfahrzeugen ist häufig im Bereich des Armaturenbretts
ein Bildschirm vorgesehen, der als Ausgabeschnittstelle eines Bordcomputers
zur Anzeige vielfältiger Umgebungs- und Betriebsgrößen,
wie z. B. der Außentemperatur des Kraftstoffverbrauchs,
etc. dient. Zusätzlich oder alternativ dient ein solcher
Bildschirm häufig auch als Ausgabegerät eines
Navigationssystems, Autoradios, etc. Bei Verwendung eines berührungssensitiven
Bildschirms (Touch-Screen) oder bei Zuordnung von separaten Bedienelementen
zu einem an sich nicht berührungsempfindlichen Display
kann ein solcher Bildschirm auch als Eingabeschnittstelle für
den Bordcomputer, das Navigationssystem oder das Autoradio vorgesehen
sein.
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Bildschirme
werden ferner in einem Kraftfahrzeug auch im rückwärtigen
Bereich des Fahrzeuginnenraums eingesetzt. Hier bilden diese Bildschirme
hauptsächlich Teile eines multimedialen Unterhaltungssystems
(rear seat entertainment).
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Aus
Platzgründen, zum Schutz vor Beschädigung und
Verschmutzung und nicht zuletzt auch als Diebstahlschutzmaßnahme,
sind solche Bildschirme häufig derart verstellbar, dass
sie nur dann vom Fahrzeuginnenraum aus zugänglich (und
damit auch sichtbar) sind, wenn sie tatsächlich gebraucht
werden. Ansonsten können solche Bildschirme in eine gegenüber
dem Fahrzeuginnenraum verborgene Ruhe- oder Parkstellung gefahren
werden.
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Da
der für die Aufnahme des Bildschirms in der Parkstellung
zur Verfügung stehende Bauraum in einem Kraftfahrzeug in
der Regel stark beengt ist, müssen Kraftfahrzeugbildschirme
häufig entlang eines komplexen Verstellweges zwischen der Öffnungsstellung
und der Parkstellung bewegt werden. In der Parkstellung ist der
Bildschirm oft in einer im Wesentlichen horizontalen Lage innerhalb
des Armaturenbretts aufgenommen. Zur Bewegung in die Öffnungsstellung
wird der Bildschirm in der Regel zunächst in im Wesentlichen
horizontaler Richtung aus dem Armaturenbrett herausgeschoben und
danach oder gleichzeitig in eine schräg senkrechte Orientierung
gekippt, in der der Bildschirm für einen Fahrzeuginsassen
gut einsehbar ist. Zur Realisierung dieser Bewegung ist der Bildschirm
häufig durch eine Kulissenführung und/oder eine
mehr oder weniger komplexe Hebelmechanik geführt. Bildschirmverstelleinrichtungen
der oben beschriebenen Art sind insbesondere aus
DE 10 2005 012 010 A1 ,
DE 10 2005 052 030
A1 und
DE
199 38 690 A1 bekannt.
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Verstelleinrichtungen
der oben beschriebenen Art sind mitunter anfällig für
Beschädigungen durch unsachgemäße Bedienung.
Aufgrund der komplexen Bewegungsgeometrie des Bildschirms kann dieser
häufig nur unter vergleichsweise ungünstigen Hebelverhältnissen
mit den mechanischen Führungselementen, z. B. der Kulissenführung
oder der Hebemechanik, verbunden werden. Hierdurch wirken bei manueller
Druck- oder Zugbelastung des in der Öffnungsstellung ausgefahrenen
Bildschirms oft erhebliche Kräfte und Spannungen auf die
Führungselemente, denen diese mitunter nicht standhalten können.
Dieses Problem tritt insbesondere bei motorisch betriebenen Bildschirmverstelleinrichtungen auf,
zumal hier der üblicherweise durch eine selbsthemmende
Getriebestufe untersetzte Antriebsmotor Kräften, die von
der Bildschirmseite in die Verstelleinrichtung eingeleitet werden,
ein hohes Widerstandsmoment entgegensetzt, so dass die Verstelleinrichtung
einer manuellen Belastung des Bildschirms nicht nachgeben kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine motorische Bildschirmverstelleinrichtung
anzugeben, die effektiv gegen eine Beschädigung infolge unsachgemäßer
Bedienung geschützt ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Danach umfasst die (Bildschirmverstell-)Einrichtung
einen Bildschirm oder zumindest einen Bildschirmträger
zur Halterung eines solchen Bildschirms. Die Einrichtung umfasst
weiterhin eine Antriebseinheit zur Verstellung des Bildschirms bzw.
Bildschirmträgers zwischen einer Öffnungsstellung
und einer Parkstellung. In der Öffnungsstellung ist der
Bildschirm hierbei von einem Fahrzeuginnenraum aus zugänglich
(insbesondere sichtbar). In der Parkstellung ist der Bildschirm
dagegen gegenüber dem Fahrzeuginnenraum verborgen.
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Die
Antriebseinheit umfasst einen Antriebsmotor sowie eine Kraftübertragungsmechanik,
die den Antriebsmotor mit dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger
mechanisch koppelt, und so bei laufendem Antriebsmotor die Verstellung
des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers bewirkt. Die Kraftübertragungsmechanik
umfasst eine Überlastkupplung, die den Antriebsmotor bei
mechanischer Überlast von dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger
reversibel kraftübertragungsmäßig entkoppelt.
Die Überlastkupplung umfasst ein Kulissenstück,
das rotierbar um eine Drehachse gelagert ist, und das mindestens eine
Vertiefung aufweist. Die Überlastkupplung umfasst weiterhin
ein Gegenstück, das koaxial mit dem Kulissenstück
rotierbar gelagert ist, und das einen mit der oder jeder Vertiefung
korrespondierenden Eingriffskörper aufweist. Ist das Kulissenstück
mit mehreren Vertiefungen versehen, so ist das Gegenstück vorzugsweise
mit einer entsprechenden Anzahl von Eingriffskörpern ausgestattet.
Grundsätzlich können aber auch weniger Eingriffskörper
als Vertiefungen vorgesehen sein. Je mehr Vertiefungen das Kulissenstück
aufweist, desto feinstufiger wirken das Gegenstück und
das Kulissenstück dabei zusammen.
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Der
oder jeder Eingriffskörper ist gegen eine elastische Vorspannung
relativ zu dem Kulissenstück derart beweglich, dass er
in einem Ruhezustand (insbesondere bei Normallastverhältnissen),
insbesondere formschlüssig, in die korrespondierende Vertiefung
eingreift und dabei das Kulissenstück drehfest mit dem
Gegenstück koppelt, bei Überlast aber gegen die
elastische Vorspannung aus der Vertiefung ausgelenkt wird, und so
das Kulissenstück von dem Gegenstück entkoppelt.
Die Entkopplung des Kulissenstücks von dem Gegenstück
ist dann gegeben, wenn das Kulissenstück relativ zu dem
Gegenstück um die gemeinsame Drehachse verdrehbar ist.
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Als Überlast
wird ein Zustand bezeichnet, bei dem zwischen dem Kulissenstück
und dem Gegenstück ein Drehmoment wirkt, das einen – insbesondere
durch die Bauweise und Auslegung der Überlastkupplung vorgegebenen – Schwellwert überschreitet.
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Die
vorstehend beschriebene Überlastkupplung stellt eine besonders
effektive, gleichzeitig aber einfach realisierbare Möglichkeit
dar, den Bildschirm im Überlastfall kontrolliert und reversibel
von dem Antriebsmotor zu entkoppeln und so eine etwaige Beschädigung
der Kraftübertragungsmechanik, des Bildschirms oder sonstiger
Teile der Bildschirmverstelleinrichtung zu verhindern. In der vorstehend
beschriebenen Bauform ist die Überlastkupplung ferner vergleichsweise
kompakt zu realisieren bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit
und geringer Verschleißanfälligkeit.
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In
bevorzugter Ausführung der Überlastkupplung handelt
es sich bei dem oder jedem Eingriffskörper um einen Wälzkörper,
der in exzentrischer Lage am Gegenstück gelagert ist. Zur
Realisierung besonders kompakter, insbesondere besonders flacher
Bauformen der Überlastkupplung hat sich hierbei insbesondere
die Verwendung eines oder mehrerer Eingriffskörper in Form
kugelförmiger Wälzkörper als vorteilhaft
herausgestellt. Grundsätzlich können aber auch
andere, von Wälzlagern an sich bekannte Wälzkörperformen,
insbesondere rollen-, Walzen- oder kegelförmige Wälzkörper
im Rahmen der erfindungsgemäßen Überlastkupplung
als Eingriffskörper herangezogen werden.
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Zur
Lagerung des oder jeden Wälzkörpers umfasst das
Gegenstück in einer bevorzugten Ausführungsform
einen Käfig, der den oder jeden Eingriffskörper
radial und tangential fixiert. Weiterhin umfasst das Gegenstück
in dieser Ausführung ein – insbesondere etwa ringförmiges – Druckstück,
das den oder jeden Eingriffskörper von der dem Kulissenstück
entgegengesetzten Seite beaufschlagt, und den Eingriffskörper
somit gegen das Kulissenstück drückt. Das Druckstück
ist hierbei mit einer Lauffläche versehen, über
der der oder jeder Wälzkörper in tangentialer
Richtung abrutschen oder abrollen kann.
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Die
oder jede Vertiefung des Kullissenstücks ist – wiederum
zur Erzielung einer besonders flachen und einfachen Bauform der Überlastkupplung – insbesondere
in einer quer zur Drehachse ausgerichteten Stirnfläche
des Kulissenstücks eingebracht. Das Druckstück
beaufschlagt den oder jeden Wälzkörper in dieser
Ausführungsform zweckmäßigerweise in axialer
Richtung und drückt somit den oder jeden Eingriffskörper
gegen die genannte Stirnfläche des Kulissenstücks.
Alternativ sind aber auch Bauformen der Überlastkupplung
denkbar, bei denen die oder jede Vertiefung am Umfang des Kulissenstücks
angeordnet ist und das Druckstück den oder jeden Eingriffskörper
in radialer Richtung gegen diese Umfangsfläche beaufschlagt.
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Das
Druckstück ist – insbesondere in axialer Richtung – zweckmäßigerweise
gegen eine elastische Vorspannung relativ zum Kulissenstück
verschiebbar, um dem oder jedem Eingriffskörper den zum
Herausgleiten aus der korrespondierenden Vertiefung nötigen
Freiraum zu gewähren.
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Zur
Realisierung der elastischen Vorspannung wird das Druckstück
vorzugsweise durch ein Federelement, insbesondere in Form einer
Tellerfeder oder eines Tellerfederpakets, in Richtung auf das Kulissenstück
beaufschlagt. Um im Normalbetrieb der Überlastkupplung,
also in dem Zustand, in dem das Kulissenstück mit dem Gegenstück
gekoppelt ist und der oder jeder Eingriffskörper in der
korrespondierenden Vertiefung einliegt, einen reibungsarmen Betrieb
der Überlastkupplung zu gewährleisten, ist das
das Druckstück vorspannende Federelement vorteilhafterweise
an einem Abschnitt einer Antriebswelle widergelagert, mit dem der
Käfig drehfest verbunden ist. Auf diese Weise ist nämlich
sichergestellt, dass im Normalbetrieb der Überlastkupplung zwischen
dem Federelement, dem Druckstück, dem Käfig und
dem damit verbundenen Wellenabschnitt keine Relativbewegungen, und
somit auch keine Reibung auftreten.
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Das
Druckstück ist dagegen vorzugsweise nicht drehfest mit
dem Käfig und dem gegebenenfalls hiermit gekoppelten Wellenabschnitt
verbunden, sondern gegenüber dem Käfig verdrehbar.
Auf diese Weise kann das Druckstück den insbesondere beim Entkoppeln
von den Wälzkörpern ausgeübten Tangentialkräften
in gewissem Umfang nachgeben, wodurch die Funktionssicherheit der Überlastkupplung noch
verbessert wird.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführung der Bildschirmverstelleinrichtung
betätigt die Überlastkupplung bei ihrer Entkopplung
automatisch einen zugeordneten elektrischen Schalter, der den Antriebsmotor
der Einrichtung schaltet. Der Schalter ist vorzugsweise derart bezüglich
der Überlastkupplung angeordnet, dass er mittelbar oder
unmittelbar durch den bzw. mindestens einen der Eingriffskörper
betätigt wird, wenn der Eingriffskörper aus der
Vertiefung des Kulissenstücks ausgelenkt wird. Der Schalter
befindet sich somit immer dann in seinem betätigten Zustand,
wenn sich der Eingriffskörper in einem aus der Vertiefung
ausgelenkten Zustand befindet. Besteht das Gegenstück,
wie vorstehend beschrieben, aus einem den oder jeden Eingriffskörper
lagernden Käfig und einem Druckstück, so wird
der Schalter vorzugsweise durch das in diesem Fall als Vermittlungsglied wirkende
Druckstück betätigt. Beim Entkoppeln bewegt also
in diesem Fall der oder jeder aus der zugehörigen Vertiefung
ausgelenkte Eingriffskörper das Druckstück, welches
wiederum den Schalter betätigt.
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Die
oder jede im Kulissenstück vorgesehene Vertiefung ist in
bevorzugter Ausführung der Überlastkupplung durch
eine Nut gebildet, die hinsichtlich ihrer Nutachse zumindest im
Wesentlichen radial ausgerichtet ist. Bei mehr als zwei Vertiefungen
bilden diese somit eine in etwa stern- oder radspeichenförmige
Kontur. Die oder jede Nut ist vorzugsweise an ihren Nuträndern
abgeschrägt, um eine kontrollierte Freigabe des zugehörigen
Eingriffskörpers zu ermöglichen. Mit anderen Worten
wird durch die Abschrägung der Nutränder, aufgrund
dessen die oder jede Nut einen trapezförmigen, sich zum
Nutgrund hin verjüngenden Querschnitt aufweist, ausgeschlossen,
dass sich der Eingriffskörper in der Nut verklemmt.
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Um
die an sich vergleichsweise komplexe Schiebe-Kipp-Bewegung des Bildschirmträgers
besonders einfach zu realisieren, umfasst die Kraftübertragungsmechanik
in zweckmäßiger Ausgestaltung einen Hebel mit
zwei über ein Kniegelenk schwenkbar gekoppelten Hebelschenkeln,
wobei dieser Hebel einerseits mittelbar oder unmittelbar mit einer
Antriebswelle der Antriebseinheit, und andererseits mit dem Bildschirm
bzw. Bildschirmträger gekoppelt ist. Die Überlastkupplung
ist hierbei in der Antriebswelle angeordnet, die in diesem Fall
in zwei reversibel entkoppelbare Abschnitte geteilt ist.
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Bei
der in der Antriebswelle angeordneten Überlastkupplung
ist vorzugsweise das Kulissenstück der Kupplung rotationsfest
mit einem bildschirmseitigen, also dem Bildschirm zugewandten Abschnitt
der Antriebswelle verbunden, wohingegen zumindest ein Teil des Gegenstücks,
insbesondere der gegebenenfalls vorhandene Käfig, rotationsfest mit
dem motorseitigen Abschnitt der Antriebswelle verbunden ist.
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Bei
der vorstehend genannten Antriebswelle kann es sich direkt um die
Motorwelle handeln. Vorzugsweise ist der die Überlastkupplung
tragenden Antriebswelle und der Motorwelle aber ein – insbesondere
selbsthemmendes – Untersetzungsgetriebe zwischengeschaltet.
Die Überlastkupplung ist in diesem Fall also abtriebsseitig
des Untersetzungsgetriebes angeordnet.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung eine Bildschirmverstelleinrichtung
mit einem einen Bildschirm haltenden Bildschirmträger sowie
mit einer Antriebseinheit zur Verstellung des Bildschirmträgers,
wobei der Bildschirmträger in eine Öffnungsstellung
ausgefahren ist,
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2 in
gegenüber 1 verdrehter perspektivischer
Darstellung die dortige Bildschirmverstelleinrichtung, wobei der
Bildschirmträger in eine Parkstellung eingefahren ist,
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3 in
perspektivischer Darstellung einen Teil der Antriebseinheit mit
einem Antriebsmotor sowie mit einer Überlastkupplung,
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4 die Überlastkupplung
gemäß 3 in einer Explosionsdarstellung,
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5 die Überlastkupplung
gemäß 3 in montiertem Zustand zusammen
mit einem zugeordneten Mikroschalter,
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6 in
einem schematischen Längsschnitt die Überlastkupplung
gemäß 3 in gekoppeltem Zustand,
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7 in
Darstellung gemäß 6 die Überlastkupplung
gemäß 3 in entkoppeltem Zustand,
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8 und 9 in
unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen ausschnitthaft
die Bildschirmverstelleinrichtung mit dem in die Parkposition eingefahren
Bildschirmträger sowie mit einer Einfallsicherung, die
das Einfallen von Gegenständen in eine Bildschirmtasche
der Einrichtung verhindert, sowie
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10 in
perspektivischer Darstellung ausschnitthaft die Bildschirmverstelleinrichtung
mit der Einfallsicherung mit in die Öffnungsstellung ausgefahrenem
Bildschirmträger.
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Einander
entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren
stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen
in Gesamtansicht eine (Bildschirmverstell-)Einrichtung 1 zum
Einbau in dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs. Die Einrichtung 1 umfasst
einen Bildschirmträger 2 mit einem daran befestigten
Bildschirm 3. Die Einrichtung 1 umfasst weiterhin
eine Antriebseinheit 4 zur Verstellung des Bildschirmträgers 2 mit
dem daran befestigten Bildschirm 3 zwischen einer in 1 dargestellten Öffnungsstellung 5 und
einer in 2 dargestellten Parkstellung 6.
Die Einrichtung 1 umfasst außerdem ein Gehäuse 7,
das die Antriebseinheit 4 haltert, und das den Bildschirmträger 2 mit
dem daran befestigten Bildschirm 3 führt.
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In
der bestimmungsgemäßen Einbaustellung der Bildschirmverstelleinrichtung 1 in
dem Kraftfahrzeug ist der Bildschirmträger 2 in
der Öffnungsstellung 5 gemäß 1 derart
aus dem Gehäuse 7 ausgefahren, dass der Bildschirm 3 von
dem Fahrzeuginnenraum aus zugänglich, insbesondere einsehbar ist.
Der Bildschirmträger 2 ist hierbei gegenüber
dem umgebenden Raum schräg senkrecht ausgerichtet, so dass
der Bildschirm 3 mit seiner Bildschirmoberfläche 8 nach
schräg oben zeigt. In der Parkstellung 6 gemäß 2 ist
der Bildschirmträger 2 mit dem Bildschirm 3 dagegen
in eine Bildschirmtasche 9 (2) des Gehäuses 7 eingefahren,
und somit gegenüber dem Fahrzeuginnenraum verborgen. Der Bildschirmträger 2 ist
hierbei etwa horizontal ausgerichtet.
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Zur
Verstellung von der Parkstellung 6 in die Öffnungsstellung 5 werden
Bildschirmträger 2 und Bildschirm 3 in
einer kombinierten Bewegung einerseits in etwa horizontaler Richtung
aus einer Vorderseite 10 (2) des Gehäuses 7 herausgeschoben, andererseits
nach oben gekippt.
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Zur
Realisierung dieser Schiebe-Kipp-Bewegung umfasst die Antriebseinheit 4 zwei
konstruktiv gleich aufgebaute Hebel 11, die jeweils zwei über
ein Kniegelenk 12 miteinander verbundene Schenkel 13 und 14 umfassen.
Die jeweils bildschirmseitigen Schenkel 13 der beiden Hebel 11 sind
an zueinander entgegengesetzten Seiten des Bildschirmträgers 2 jeweils
am unteren Rand desselben mit einem zum Kniegelenk 12 entgegengesetzten
Schenkelfuß 15 starr angeschlagen. Die jeweils
bildschirmfernen Schenkel 14 der beiden Hebel 11 sind
mit ihrem zum Kniegelenk 12 jeweils entgegengesetzten Freiende 16 rotationsfest
und fluchtend miteinander auf einer horizontalen Schwenkachse 17 aufgesetzt.
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In
einer mit der Öffnungsstellung 5 des Bildschirmträgers 2 korrespondierenden
Stellung ist jeder Hebel 11 im Wesentlichen gestreckt,
so dass seine beiden Schenkel 13 und 14 ausgehend
von dem Kniegelenk 12 zumindest näherungsweise
diametral voneinander abstehen (1). In einer
der Parkstellung 6 entsprechenden Stellung sind die beiden Schenkel 13 und 14 eines
jeden Hebels 11 im Wesentlichen aneinander angelegt, wobei
der Schenkel 13 in den im Querschnitt U-förmigen
Schenkel 14 eingeklappt ist (2).
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Die
Antriebseinheit 4 umfasst zusätzlich zu dem Hebel 11 ein
Zahnradsegment 20, drei Getriebezahnräder 21 (3), 22 und 23,
eine Überlastkupplung 24, ein selbsthemmendes
Untersetzungsgetriebe in Form eines Schneckengetriebes 25 sowie
einen Antriebsmotor 26.
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Die
Teile 20 bis 26 bilden einen rotatorischen Teil
der Antriebseinheit 4, der in 3 nochmals
isoliert dargestellt ist. Im Betrieb der Antriebseinheit 4 wird
eine vom Antriebsmotor 26 erzeugte Drehbewegung über
das Schneckengetriebe 25, die Überlastkupplung 24,
die Gewindezahnräder 23 bis 21 und das
Zahnradsegment 20 auf die Schwenkachse 17 übertragen.
Durch die zweischenkeligen Hebel 11 wird diese Drehbewegung
dann in die vorstehend beschriebene Schiebe-Kipp-Bewegung des Bildschirmträgers 2 umgesetzt.
Die Teile 11, 17 sowie 20 bis 25 bilden
somit eine Kraftübertragungsmechanik, mit der das vom Antriebsmotor 26 erzeugte
Drehmoment auf den Bildschirmträger 2 übertragen
wird.
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Das
Schneckengetriebe 25, die Überlastkupplung 24 und
das Gewindezahnrad 23 sind koaxial fluchtend miteinander
auf einer gemeinsamen Antriebswelle 27 (3)
angeordnet. Diese Antriebswelle 27 ist auf Höhe
der Überlastkupplung 24 in zwei voneinander grundsätzlich
unabhängig drehbare Abschnitte, nämlich einen
motorseitigen Abschnitt 28, und einen bildschirmseitigen
Abschnitt 29 geteilt. Diese beiden Abschnitte 28 und 29 werden
durch die Überlastkupplung 24 in der nachfolgend
näher beschriebenen Weise reversibel gekoppelt (d. h. rotationsfest
verbunden) und entkoppelt (d. h. bezüglich einer Relativverdrehung
freigegeben).
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Die
in den 4 und 5 isoliert dargestellte Überlastkupplung 24 ist
im Wesentlichen gebildet durch ein Kulissenstück 30 und
ein Gegenstück 31. Letzteres umfasst wiederum
drei als Eingriffs- bzw. Wälzkörper wirkende Kugeln 32,
einen Käfig 33, ein Druckstück 34 sowie
ein Tellerfederpaket 35.
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Das
im Wesentlichen scheibenförmige Kulissenstück 30 ist
drehfest, insbesondere einstückig, mit dem bildschirmseitigen
Abschnitt 29 der Antriebswelle 27 verbunden. Die
Antriebswelle 27 definiert hierbei eine Drehachse 36,
um die das Kulissenstück 30 bestimmungsgemäß drehbar
ist. An einer quer zu dieser Drehachse 36 ausgerichteten
und dem Gegenstück 31 zugewandten Stirnfläche 37 des
Kulissenstücks 30 sind drei Vertiefungen in Form
von Nuten 38 eingebracht. Diese Nuten 38 sind
mit ihrer Nutachse jeweils radial zur Drehachse 36 ausgerichtet und über
den Umfang des Kulissenstücks 30 äquidistant
verteilt, so dass die Nuten 38 zusammen eine stern- oder
speichenförmige Struktur bilden. Die beiden Nutwände,
die jede Nut 38 jeweils in Tangentialrichtung begrenzen,
sind schräg angestellt, so dass sich der Querschnitt einer
jeden Nut 38, ausgehend von der Stirnfläche 37 zum
Nutgrund hin kontinuierlich verjüngt. Jede der Nuten 38 hat
dabei insbesondere einen trapezförmigen Nutquerschnitt.
Alternativ hierzu können die Nuten 38 im Nutgrund
aber auch ausgerundet sein oder spitz zulaufen.
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Der
im Wesentlichen durch eine flache Kreisscheibe gebildete Käfig 33 hat
eine zentrale Durchführung 39 in Form eines Sechskantloches,
mit der er bestimmungsgemäß drehfest auf eine
entsprechende Sechskantkontur 40 des bildschirmseitigen
Abschnitts 28 der Antriebswelle 27 aufgesteckt
wird. Der Käfig 33 hat weiterhin drei kreisförmige
Durchführungen 41, die symmetrisch um die Durchführung 39 herum
angeordnet sind. Jede Durchführung 41 dient zur
Aufnahme einer korrespondierenden Kugel 32. Die Durchführung 41 hat
hierbei jeweils einen den Kugeldurchmesser geringfügig übersteigenden Durchmesser,
so dass die Kugeln 32 mit geringem Spiel in der jeweiligen
Durchführung 41 einliegen. Jede Kugel 32 kann
sich hierdurch in der jeweils zugeordneten Durchführung 41 frei
und reibungsarm drehen sowie in axialer Richtung bewegen, ist aber durch
die jeweilige Durchführung 41 in tangentialer und
radialer Richtung gelagert.
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Das
in grober Näherung scheibenförmige Druckstück 34 hat
eine zentrale Durchführung 42, mit der das Druckstück 34 derart
auf den Abschnitt 28 aufgeschoben ist, dass der Käfig 33 dem
Druckstück 34 und dem Kulissenstück 30 sandwichartig
zwischengelagert ist. Die Durchführung 42 ist
hinsichtlich ihres freien Durchmessers geringfügig größer
dimensioniert als der Außendurchmesser des Abschnitts 28 der
Antriebswelle 27. Das Druckstück 34 sitzt
hierdurch mit Spiel auf dem Abschnitt 28 und ist somit
sowohl in axialer Richtung als auch in tangentialer Richtung gegenüber
dem Käfig 33 und dem damit verbundenen Abschnitt 28 der
Antriebswelle 27 beweglich. Eine dem Kulissenstück 30 zugewandte Stirnfläche 43 des
Druckstücks 34 dient als Lauffläche für
die Kugeln 32. Diese Lauffläche ist, wie aus den 6 und 7 erkennbar
ist, insbesondere mit einer zentralen, kreisförmigen Vertiefung
versehen, in der der Käfig 33 zumindest teilweise
aufgenommen ist.
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Das
Tellerfederpaket 35 ist ebenfalls mit einer zentralen Durchführung 44 versehen.
Mit dieser Durchführung 44 ist das Tellerfederpaket 35 derart auf
den Abschnitt 28 der Antriebswelle 27 aufgeschoben,
dass das Druckstück 34 zwischen dem Tellerfederpaket 35 und
dem Käfig 33 angeordnet ist. An der von dem Kulissenstück 30 abgewandten
Seite ist das Tellerfederpaket 35 in axialer Richtung an
einem ringförmigen Radialvorsprung 45 des Abschnitts 28 abgestützt.
Es übt damit eine axiale elastische Kraft auf das Druckstück 34 aus,
die dieses gegen den Käfig 33 und das Kulissenstück 30 vorspannt.
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In
montiertem Zustand werden die jeweils in eine der Durchführungen 41 eingelegten
Kugeln 32 durch die von dem Tellerfederpaket 35 auf
das Druckstück 34 übertragene Federkraft
in axialer Richtung zwischen der Stirnfläche 43 des
Druckstücks 34 und der Stirnfläche 37 des
Kulissenstücks 30 eingespannt. Bei entsprechender
Drehstellung des Kulissenstücks 30 zu dem Käfig 33 rasten
die Kugeln 32 unter Wirkung dieser Vorspannung in die korrespondierenden
Nuten 38 ein. Das Kulissenstück 30 und das
Gegenstück 31, sowie die hiermit jeweils verbundenen
Abschnitte 29 bzw. 28 der Antriebswelle 27 sind
somit in Tangentialrichtung formschlüssig gekoppelt. Ein
vom Antriebsmotor 26 über das Schneckengetriebe 25 übertragenes
Drehmoment wird hierdurch von dem Abschnitt 29 auf den
Abschnitt 28 der Antriebswelle 27 übertragen,
so dass der Bildschirmträger 2 durch den Antriebsmotor 26 bewegt werden
kann.
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Wird
andererseits eine manuelle Kraft auf den Bildschirmträger 2 ausgeübt,
wird also beispielsweise versucht, den ausgefahrenen Bildschirm 3 manuell
in die Parkstellung zurückzudrücken, so wird über
den Hebel 11, das Zahnradsegment 20 und die Getriebezahnräder 21, 22 und 23 ein
Drehmoment auf den bildschirmseitigen Abschnitt 28 der
Antriebswelle 27 ausgeübt. Da das Schneckengetriebe 25 unter
einer solchen Drehmomentbelastung hemmt, werden in diesem Fall die
Abschnitte 28 und 29 der Antriebswelle 27 gegeneinander
verspannt. Sobald dieses Drehmoment den durch die Bauweise der Überlastkupplung 24 vorgegebenen
Schwellwert überschreitet, werden die Kugeln 32 aus
der jeweils korrespondierenden Nut 38 herausgehoben. Hierbei wird,
unter Komprimierung des Tellerfederpakets 35, das Druckstück 34 um
einen der Nuttiefe entsprechenden Hub von dem Kulissenstück 30 wegbewegt.
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In
diesem Zustand sind die Kugeln 32 wie in einem Kugellager
zwischen den glatten Stirnflächen 37 und 43 des
Kulissenstücks 30 und des Druckstücks 34 eingespannt.
Die Kopplung zwischen dem Kulissenstück 30 und
dem Gegenstück 31 ist somit aufgehoben, so dass
die jeweils korrespondierenden Abschnitte 29 bzw. 28 der
Antriebswelle 27 gegeneinander zum Abbau des Drehmoments
rotieren können.
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Nach
jeweils einer Dritteldrehung rasten die Kugeln 32 erneut
in die Nuten 38 ein, wodurch die Kopplung des Kulissenstücks 30 mit
dem Gegenstück 31 wieder hergestellt ist. Sofern
sich in diesem Zustand die Überlast erneut einstellt, wiederholt
sich der beschriebene Entkopplungsvorgang. Ansonsten verharrt die Überlastkupplung 24 in
dem neu hergestellten Kopplungszustand.
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Die
Bewegung des Druckstücks 34 beim Entkoppeln der Überlastkupplung 24 wird
im Rahmen der Einrichtung 1 ausgenutzt, um den Antriebsmotor 26 zu
schalten. Hierzu ist mit dichtem Abstand zum Außenumfang
des Druckstücks 34 ein elektrischer Mikroschalter 50 angeordnet,
der durch den Außenumfang des hierzu mit einer Abgleitschräge 51 versehenen
Druckstücks 34 betätigt wird (6 und 7).
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Der
Antriebsmotor 26 ist derart mit dem Mikroschalter 50 verschaltet,
dass er in der den Bildschirmträger 2 einfahrenden
Richtung aktiviert wird, wenn die Überlastkupplung 24 entkoppelt.
Diesem Verschaltungsprinzip liegt die Erkenntnis zugrunde, dass
gefährliche Überlastzustände in der Regel
nur bei ganz oder teilweise ausgefahrenem Bildschirmträger 2 vorkommen,
wobei die die Überlast auslösende Kraft typischerweise
auf die Parkstellung des Bildschirmträgers 2 ausgerichtet
ist. Durch die zuvor beschriebene Verschaltung des Mikroschalters 50 mit
dem Antriebsmotor 26 wird erreicht, dass der Antriebsmotor 26 bei
Eintritt der Überlast einer solchen Kraft nachgibt, indem
sie den Bildschirm 3 automatisch einzieht.
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Neben
dem Mikroschalter 50 umfasst die Einrichtung 1 zwei
weitere Mikroschalter 52 und 53, die derart mit
dem Antriebsmotor 26 verschaltet sind, dass sie diesen
abschalten, wenn der Bildschirmträger 2 die Parkstellung
bzw. die Öffnungsstellung erreicht. Der Mikroschalter 52 ist
hierbei derart am Gehäuse 7 befestigt, dass er
von dem Zahnradsegment 20 in einer der Parkstellung des
Bildschirmträgers 2 entsprechenden Schwenkstellung
betätigt wird (s. insbesondere 2 und 3).
Der Mikroschalter 53 ist derart am Gehäuse 7 befestigt,
dass er von einem Betätigungshebel 54 (9)
einer nachfolgend näher beschriebenen Einfallsicherung 55 der
Einrichtung 1 (oder alternativ von dem Bildschirm 3 oder Bildschirmträger 2)
in einer der Öffnungsstellung des Bildschirmträgers 2 entsprechenden
Schwenkstellung betätigt wird.
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Die
genannte Einfallsicherung 55 verhindert, dass in den zwischen
dem Bildschirm 3 oder Bildschirmträger 2 und
dem Gehäuse 7 notwendigerweise gebildeten Schlitz
flache Gegenstände, wie Kreditkarten, Schlüssel
etc. in die Bildschirmtasche 9 eingeschoben werden können
oder einfallen, von wo aus sie unter Umständen ohne Demontage
der Fahrzeuginnenverkleidung nicht mehr entnommen werden können.
Die Einfallsicherung 55 umfasst neben dem Betätigungshebel 54 einen
Schließbügel 56, der die aus dem Bildschirmträger 2 und
dem Bildschirm 3 gebildete Baueinheit rückwärtig
flankiert. Die Einfallsicherung 55 umfasst außerdem
eine Schließplatte 57, die die aus dem Bildschirmträger 2 und
dem Bildschirm 3 gebildete Baueinheit frontseitig flankiert. Sowohl
der Schließbügel 56 als auch die Schließplatte 57 sind
mit jeweils einer Anzahl von angeformten Zinken versehen, mit denen
der Schließbügel 56 bzw. die Schließplatte 57 in
entsprechende Vertiefungen an der Rückseite des Bildschirmträgers 2 bzw. der
Vorderseite des Bildschirms 3 formschlüssig eingreifen.
In Blickrichtung auf die Bildschirmoberkante 58, die in
der Parkstellung mit der Oberfläche des Armaturenbretts
fluchtet, überlappen die jeweiligen Zinken des Schließbügels 56 und
der Schließplatte 57 mit dem jeweils zugewandten
Rand des Bildschirmträgers 2 bzw. des Bildschirms 3.
Infolge dieser Überlappung können auch sehr flache
Gegenstände wie z. B. ein Blatt Papier nicht zwischen dem
Bildschirmträger 3 und dem Schließbügel 56 bzw.
dem Bildschirm 2 und der Schließplatte 57 hindurchgeschoben
werden.
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Der
Schließbügel 56 ist beidseitig in Kulissenbahnen 59 (10)
auf einer etwa einem Viertelkreis entsprechenden Bahn geführt.
Die Kulissenbahnen 59 sind in Form von länglichen,
gebogenen Nuten jeweils auf der Innenseite zweier Führungsplatten 60 eingebracht,
die auf die Seitenflächen des Gehäuses 7 aufsteckbar
sind. Der Schließbügel 56 an beiden Seitenflächen
mit je einem Führungssteg 61 (9)
versehen, der bestimmungsgemäß formschlüssig
in die jeweils angrenzende Führungskulisse 59 eingreift.
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Die
Schließplatte 57 ist in fluchtenden Nuten 62 an
den Seitenwänden des Gehäuses 7 in einer etwa
vertikalen Richtung längsverschiebbar. Der etwa „y”-förmige
Betätigungshebel 54 ist an dem gemeinsamen Fußpunkt
seiner zwei Arme in einem Schwenkpunkt 63 schwenkbar am
Gehäuse 7 gelagert.
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In
der ersten Phase eines den Bildschirmträger 2 ausfahrenden
Stellvorgangs, bei dem der Bildschirmträger 2 überwiegend
linear mit der Bildschirmoberkante 58 voran in den Fahrzeuginnenraum
hineingeschoben wird, bleibt die Einfallsicherung 55 im Wesentlichen
unbewegt in der in den 8 und 9 dargestellten
Stellung. Wenn der Bildschirmträger 2 im Wesentlichen
vollständig aus der Bildschirmtasche 9 ausgefahren
ist, stoßen die Zinken des Schließbügels 56 an
einem Anschlag 64 (10) an,
der am rückwärtigen unteren Rand des Bildschirmträgers 2 angeordnet
ist. Wird nun der Bildschirmträger 2 im weiteren
Verlauf des Stellvorgangs nach oben geschwenkt, so nimmt er den
Schließbügel 56 mit. Der Schließbügel 56 gleitet
hierbei auf der durch die Kulissenbahnen 59 vorgegebenen
Viertelkreisbahn nach unten. Mit seiner Seitenfläche stößt der
Schließbügel 56 im weiteren Verlauf des
Stellvorgangs auf den Horizontalschenkel des Betätigungshebels 54 und
drückt diesen nach unten. In der Darstellung gemäß 9 wird
der Betätigungshebel 54 hierdurch geringfügig
im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Mittels eines am vorderen Ende
seines Horizontalschenkels angeordneten Mitnehmers, drückt
der Betätigungshebel 54 dabei wiederum die Schließplatte 57 nach
unten. Der Betätigungshebel 54 betätigt
im Zuge der Schwenkbewegung weiterhin den Mikroschalter 53,
der wiederum den Motor 26 abschaltet. Alternativ hierzu
ist der Mikroschalter 53 derart am Gehäuse 7 angeordnet,
dass er direkt von dem Bildschirm 3 oder dem Bildschirmträger 2 betätigt
wird.
-
Beim
Einfahren des Bildschirmträgers 3 vollzieht sich
der gekoppelte Bewegungsablauf des Schließbügels 56,
der Schließplatte 57 und des Betätigungshebels 54 in
umgekehrter Richtung.
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Zur
sicheren Vermeidung einer Verkantung des Schließbügels 56 oder
der Schließplatte 57 umfasst die Einfallsicherung 55 vorzugsweise
zwei spiegelsymmetrische Betätigungshebel 54,
die fluchtend miteinander an den beiden Seitenwänden des
Gehäuses 7 gelagert sind. Grundsätzlich
genügt aber ein einziger Betätigungshebel 54.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (Bildschirmverstell-)Einrichtung
- 2
- Bildschirmträger
- 3
- Bildschirm
- 4
- Antriebseinheit
- 5
- Öffnungsstellung
- 6
- Parkstellung
- 7
- Gehäuse
- 8
- Bildschirmoberfläche
- 9
- Bildschirmtasche
- 10
- Vorderseite
- 11
- Hebel
- 12
- Kniegelenk
- 13
- Schenkel
- 14
- Schenkel
- 15
- Schenkelfuß
- 16
- Freiende
- 17
- Schwenkachse
- 20
- Zahnradsegment
- 21
- Getriebezahnrad
- 22
- Getriebezahnrad
- 23
- Getriebezahnrad
- 24
- Überlastkupplung
- 25
- Schneckengetriebe
- 26
- Antriebsmotor
- 27
- Antriebswelle
- 28
- (motorseitiger)
Abschnitt
- 29
- (bildschirmseitiger)
Abschnitt
- 30
- Kulissenstück
- 31
- Gegenstück
- 32
- Kugel
- 33
- Käfig
- 34
- Druckstück
- 35
- Tellerfederpaket
- 36
- Drehachse
- 37
- Stirnfläche
- 38
- Nut
- 39
- Durchführung
- 40
- Sechskantkontur
- 41
- Durchführung
- 42
- Durchführung
- 43
- Stirnfläche
- 44
- Durchführung
- 45
- Radialvorsprung
- 50
- Mikroschalter
- 51
- Abgleitschräge
- 52
- Mikroschalter
- 53
- Mikroschalter
- 54
- Betätigungshebel
- 55
- Einfallsicherung
- 56
- Schließbügel
- 57
- Schließplatte
- 58
- Bildschirmoberkante
- 59
- Kulissenbahn
- 60
- Führungsplatte
- 61
- Führungssteg
- 62
- Nut
- 63
- Schwenkpunkt
- 64
- Anschlag
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005012010
A1 [0005]
- - DE 102005052030 A1 [0005]
- - DE 19938690 A1 [0005]