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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verstel-
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lung eines beweglich gelagerten Elementes, insbesondere eines Rückblickspiegels
in Xraftfahrzeugen, wobei von einer Ausführung mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruches 1 ausgegangen wird.
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Bei einer bekannten Vorrichtung zur Betätigung eines Autospiegels
trägt eine elektromotorisch angetriebene Gewindespindel eine Wandermutter als Stellglied,
die radialelastisch derart ausgebildet ist, daß ihr Durchmesser zwecks Auskuppelns
aus dem Gewinde der Gewinde spindel beim Ansteigen der Stellkraft auf eine bestimmte
Größe variabel ist.
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Bei dieser Ausführung kann sich die Gewindespindel auch dann weiterdrehen,
wenn das Stellglied gegen einen Begrenzungsanschlag läuft, weil sich dann der Durchmesser
der Wandermutter vergrößert. Außerdem kann bei blockierter Gewindespindel das bewegliche
Element manuell verstellt werden, weil die Wandermutter aufgrund ihrer Elastizität
eine Anzahl von Gewindegängen überrasten kann.
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Nachteilig an dieser Ausführung ist allerdings, daß die manuelle Verstellung
des beweglichen Elementes nicht mit der erforderlichen Genauigkeit möglich ist.
Es sind nämlich nur bestimmte Raststellungen der Wandermutter möglich, wobei der
Abstand zwischen zwei Raststellungen von der Steigung des Gewindes der Spindel abhängt.
Außerdem ist bei dieser Ausführung die notwendige manuelle Verstellkraft verhältnismäßig
groß und vor allem auch sehr ungleichmäßig, so daß es in der Praxis oft vorkommt,
daß die Wandermutter über eine gewünschte Raststellung hinausfedert. Schließlich
stören auch Rattergeräusche, die bei der manuellen Verstellung und beim Auflaufen
der Wandermutter auf einen Anschlag entstehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung
zu schaffen, die in konstruktiver Hinsicht einfach
aufgebaut ist,
einen Überlastschutz aufweist und eine manuelle Verstellung erlaubt, wobei eine
Einstellung in jede beliebige Lage mit einem geringen Kraftaufwand möglich sein
soll. Andererseits muß natürlich auch sichergestellt sein, daß das bewegliche Element
in der eingestellten Lage sicher gehalten wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den:kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
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Der Erfindung liegt dabei das Prinzip zugrunde, daß ein mit der Gewindespindel
kämmendes Zahnrad, das sich frei drehen kann, an der Gewinde spindel entlang rollen
kann, auch wenn die Gewindespindel blockiert ist. Ist aber andererseits die Drehbewegung
des Zahnrades blockiert, wird dieses Zahnrad von der sich drehenden Gewindespindel
parallel zu dessen Drehachse verstellt.
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Die Bremseinrichtung dient also dazu, das Zahnrad zu blockieren, wenn
eine motorische Verstellung durchgeführt wird. Die Bremskraft wird nun so eingestellt,
daß sie zur Blockierung des Zahnrades nicht mehr ausreicht, wenn das Stellglied
gegen einen Anschlag läuft. Auch wenn das bewegliche Element durch Einwirkung einer
Kraft manuell verstellt werden soll, darf die Bremskraft nicht zur Blockierung des
Zahnrades ausreichen.
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Alle diese Forderungen werden erfüllt, wenn die Bremseinrichtung drehmomentabhängig
arbeitet, wobei kraftschlüssige oder formschlüssige Ausführungen möglich sind.
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Eine kraftschlüssige Ausführung ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet,
daß ein Federelement, beispielsweise eine Tellerfeder,eine Stirnfläche des Zahnrades
gegen eine Reibfläche am Stellglied drückt. Bei einer formschlüssigen Ausführung
kann das Zahnrad auf einer Stirnseite eine Verzahnung aufweisen, die mit einer entsprechenden
Verzahnung am Stellglied zusammenwirkt. Zwar ist dann eine stufenlose Einstellung
des beweglichen Elementes von Hand nicht möglich, aber die Stufen sind gegenüber
der bekannten Ausführung sehr viel kleiner. t
Bei einer Ausführung
der Erfindung entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 wird das Zahnrad
federnd gegen die Gewindespindel gedrückt, wobei die Federwirkung auch durch entsprechende
Ausbildung der Schwinge selbst erreicht werden könnte. Dabei kann der Federdruck
in Abhängigkeit von der Steigung des Gewindes der Spindel so groß gewählt werden,
daß ein Eingriff des Zahnrades in die Gewindespindel mit Sicherheit gewährleistet
ist.
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Denkbar ist auch eine Ausführung, bei der das Stellglied mit dem Zahnrad
in einer Führung parallel zur Achse der Gewindespindel verstellbar ist. Allerdings
müssen dann sehr enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden.
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Eine kostengünstige, geräucharme und ohne große Leistungsverluste
arbeitende Einrichtung ist mit den Merkmalen der Ansprüche 6 bis 9 gegeben. Bei
dieser Ausführung können die Schenkel der Schwinge bei zu starker Belastung nicht
aus ein anderfedern, wodurch die Funktion der Bremseinrichtung beeinträchtigt würde.
Außerdem wird durch die Führungsnut auch das Ende der Schwinge in der korrekten
Lage gehalten, so daß eine Berührung zwischen den Schenkeln und der Gewindespindel
vermieden wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele hervor.
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Es zeigen: Fig. 1 in schematischer, perspektivischer Darstellung ein
erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 ein Schnittbild durch einen Rückblickspiegel,
Fig.
3 eine Ansicht auf die Verstelleinrichtung, Fig. 4 eine Darstellung entsprechend
Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispieles, Fig. 5 eine schematische Darstellung
eines weiteren Ausführungsbeispieles, Fig. 6 eine Ansicht auf die Verstelleinrichtung
nach Fig. 5, Fig.7-9 Schnitte durch die Verstelleinrichtung nach Fig. 6 und Fig.10
einen Teilschnitt entlang der Schni ttlinie X-X in Fig. 9.
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In Fig. 1 ist mit 10 das verstellbare Element, nämlich ein Rückblickspiegel,
bezeichnet. Die Abtriebswelle 11 eines Elektromotors 12 treibt ein Schneckenrad
13 an, mit dem drehfest eine Gewindespindel 14 verbunden ist. Außerdem ist dieses
Schneckenrad 13 mit einem weiteren Zahnrad 15 starr verbunden, das mit einem weiteren
Zahnrad 16 kämmen kann, welches das zweite Schneckenrad 17 mit der zweiten Gewindespindel
18 antreibt. Das Zahnrad 16 ist auf einem Hebel 19 gelagert, der von einem Elektromagnet
20 betätigbar ist.
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Der Elektromotor 12 treibt also entweder nur die Gewindespindel 14
oder aber diese Gewindespindel 14 und die Gewindespindel 18 an.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das insgesamt mit 30 bezeichnete
Stellglied eine Schwinge, die senkrecht zur Gewindespindelachse bei 31 schwenkbar
gelagert ist. Die Schwinge besteht aus zwei Hebeln 32 und 33, die axial ineinander
geführt sind. Der eine Hebel 32 ist als Gabel mit den parallelen Schenkeln 34 und
35 ausgebildet. Zwischen diesen Schenkeln 34 und 35 ist ein Zahnrad 36 drehbar festgelegt.
Eine Tellerfeder 37 stützt sich an dem einen Schenkel 35 ab und drückt das Zahnrad
36 mit seiner einen Stirnfläche gegen den anderen Schenkel 34, der als Reibfläche
wirkt. Der gabelförmige Hebel 32 ist an dem anderen Hebel 33 über eine Druckfeder
38 abgestützt. Das Zahnrad 36 wird also federnd gegen die Gewindespindel 14 bzw.
18 gedrückt.
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Die beschriebene Verstelleinrichtung arbeitet folgendermaßen: wenn
sich die Gewindespindel 14 bzw. 18 dreht, wird die Schwinge 30 um den Drehpunkt
31 verschwenkt, denn die Tellerfeder 37 drückt das Zahnrad 36 so stark gegen die
Reibfläche an dem Schenkel 34 der Gabel, daß dieses Zahnrad 36 blockiert ist.
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Sobald aber das bewegliche Element blockiert wird, beispielsweise
auf einen Endanschlag aufläuft, dreht sich das Zahnrad 36, weil die kraftschlüssige
Reibkupplung das erhöhte Drehmoment nicht abfangen kann. Trotz einer Blockierung
des verstellbaren
Elementes kann sich also die Gewindespindel 14
bzw. 18 weiterdrehen, wobei nur eine geringfügig erhöhte Stromaufnahme des Elektromotors
12 feststellbar ist.
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Andererseits kann das Zahnrad 36 auf der stehenden Gewindespindel
14 bzw. 18 abrollen, wenn auf das bewegliche Element 10 bzw. die Schwinge 30 eine
Kraft einwirkt.
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Die Verstelleinrichtung kann also bei einem Defekt des Motors 12 manuell
betätigt werden, wobei sehr wichtig ist, daß eine stufenlose Verstellung bei gleichmäßiger
Verstellkraft möglich ist. Andererseits ist der Motor wirksam gegen Überlastung
geschützt und zwar auch in den Endstellungen des beweglichen Elementes, so daß zusätzliche
Endlagenschalter nicht benötigt werden. Außerdem ist eine motorische Verstellung
möglich, wobei aber die Stellung des beweglichen Elementes aufgrund der Selbsthemmung
der Getriebeteile gewährleistet ist.
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Wesentliches Element zur Erfüllung dieser Forderungen ist die kraftschlüssige
Bremseinrichtung, die durch das Federelement 37 in Verbindung mit der Reibungskraft
zwischen Stirnseite des Zahnrades 36 und dem einen Schenkel 34 gebildet ist.
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Diese Bremseinrichtung kann das Zahnrad 36 blockieren, wenn eine motorische
Verstellung gewünscht ist. Die Bremseinrichtung erlaubt aber andererseits eine Drehbewegung
des Zahnrades 36, wenn von außen auf das bewegliche Element 10 eingewirkt wird.
Schließlich hat dieses Federelement 37 noch die Aufgabe, das verstellbare Element
in der jeweiligen Lage festzuhalten.
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Das verstellbare Element 10 ist in einem Gehäuse 40 über ein bei 41
angedeutetes Kreuzgelenk beweglich gelagert. Die Stellkraft wird von dem einen Hebel
33 über ein Kugelgelenkstück 42 bzw. 43 auf das Element 10 übertragen. In Fig. 1
ist angedeutet, daß dabei das Kugelgelenkstück 42 auf der einen Drehachse X am Element
10 angreift. Das andere Kugelgelenkstück 43
ist dagegen seitlich
davon am Element 10 angelenkt, wobei die Gerade G, die beide Anlenkstellen verbindet,
senkrecht auf der X-Achse bzw. parallel zur Y-Achse verläuft. Bei einer Betätigung
lediglich des einen Stellgliedes mit dem Kugelgelenkstück 43 wird damit das Element
10 um die X-Achse verschwenkt. Werden dagegen beide Stellglieder betätigt, schwenkt
das Element um die Y-Achse.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden die beiden Gewindespindeln
14 bzw. 18 über zwei Elektromotore 12a und b separat angetrieben. Aus Platzersparmsgründen
sind diese Antriebseinheiten parallel zueinander aber axial versetzt derart angeordnet,
daß ein Motor seitlich neben dem Stellglied des anderen liegt. Außerdem ist bei
diesem Ausführungsbeispiel die Kraftübertragung zwischen der Schwinge 30 und dem
verstellbaren Element 10 konstruktiv einfacher gelöst. Der Rückblickspiegel ist
auf einer Tragplatte 50 festgeklebt, die aus Kunststoff hergestellt ist, wobei natürlich
unter Umständen eine Verstärkung durch ein Metallblech notwendig sein kann.
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An diese Tragplatte ist eine Kunststoffkugel 51 angeformt, die von
einem einstückig mit der Schwinge 30 verbundenen Gabel stück 52 mit Preßsitz umgriffen
wird. Diese Kugeln sind derart an der Tragplatte 50 angeordnet, daß sie auf den
beiden Schwenkachsen liegen. da bei dieser Ausführung jeweils nur eine der beiden
Spindeln betätigt wird.
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Abschließend wird noch auf einige konstruktive Einzelheiten hingewiesen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist bei 60 ein gestellfester Sicherungssteg
angeordnet, der verhindern soll, daß das Zahnrad 36 Gewindegänge der Spindel überspringt.
Dieser Sicherungssteg 60 ist also so angeordnet, daß der eine Hebel 32 der Schwinge
30 in Richtung auf deren Drehpunkt nur um einen Betrag zurückfedern kann, der geringer
ist als die Zahntiefe des Zahnrades bzw. der Gewindespindel.
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Die Verstelleinrichtung wird als vormontierte Baueinheit in das Gehäuse
des Spiegels eingesetzt und durch einen Deckel 70 wird unmittelbar an einem umlaufenden
Steg 72 befestigt, der einstückig an das Gehäuse angeformt ist. Wie Fig. 2 zeigt,
sind an die aus Kunststoff hergestellte Tragplatte 50 direkt mehrere Funktionselemente
angespritzt, nämlich Teile des Kugelgelenkes sowie Haltenasen 73 für die Balgdichtung.
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Fig. 2 zeigt weiterhin, daß ein gewisses Spiel in der Verstellvorrichtung
über ein Federelement 74 abgefangen werden kann.
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Dieses Federelement kann eine an der Tragplatte befestigte Blattfeder
sein, die seitlich an einem gestellfesten Teil federnd abgestützt ist. Auf diese
Weise kann ein Flattern des beweglichen Elementes, was beispielsweise durch wechselnde
Fahrwindeinflüsse hervorgerufen werden könnte, vermieden werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 10 werden zwei sehr hochtourige
Motoren verwendet, so daß eine entsprechende Untersetzung notwendig ist. Bei diesem
Ausführungsbeispiel sind die Stellglieder 30 als einstückige Schwingen ausgebildet.
Die Achsen 80 des Zahnrades 36 sind in Langlöchern 81 der Schenkel 34,35 geführt,
so daß sich das Zahnrad 36 und das Federelement 37 in Längsrichtung der Schwinge
verschieben kann. Diese axiale Verschiebbarkeit ist wichtig, damit das Zahnrad 36
bei einer Verstellung der Schwinge weiterhin im Eingriff mit der Gewindespindel
14,18 bleibt. Dabei rollen bei einer Verstellung der Schwinge die aus den Schenkeln
herausragenden Achsen 80 des Zahnrades 36 auf Führungsstegen 60 entlang, die parallel
zur Gewindespindel 14,18 verlaufen.
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Die beiden Schenkeln 34,35 gehen in einen Ansatz 82 über. Durch diesen
Ansatz 82 wird die Stabilität der Schwinge erhöht, so daß die Schenkel 34,35 nicht
auseinanderfedern können. Außerdem ist in Fig. 5 ersichtlich, daß dieser Ansatz
82 in einer Nut 83 geführt ist. Auf diese Weise wird ein Auslenken der gesamten
Schwinge verhindert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 10 ist mit dem verstellbaren
Element 10 eine Kugel 84 verschraubt, die in zwei Kugelschalen 85 und 86 drehbar
gelagert ist. Die eine Kugelschale 85 ist einstückig an einem Gehäusedeckel 87 angeformt,
die andere Kugelschale 86 ist als seperates Teil über eine Blattfeder 88 an einer
Tragplatte 89 abgestützt. Dabei ragt ein Ansatz 90 dieser zweiten Kugelschale 86
in eine Aussparung der etwa rechteckigen Blattfeder 88 hinein, die über seitliche
Lappen 91 am Trägerteil festgeleg ist und sich auf dessen Boden abstützt.
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An der aus Kunststoff gefertigten Kugel sind einstückig zwei Arme
92 und 93 angeformt, die einen Winkel von 900 miteinander einschließen und damit
auch die Verstellachsen des Elementes festlegen. Die balligen Stirnseiten 94 der
beiden Arme 92,93 ragen in Langschlitze 95 in den Ansätzen 82 hinein. Diese Langschlitze
95 sind quer zur Drehachse der Schwinge bzw. in deren Längsrichtung ausgerichtet.
Die Breite der Schlitze 95 entspricht dem Durchmesser der balligen Stirnseiten 94
der Arme. 92,93, so daß diese also senkrecht zu den Längsschlitzen 95 spielfrei
geführt sind.
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Fig. 9 und 10 zeigen, daß die Arme 92,93 außerdem in Schlitzen 96
der Kugelschale 85 geführt sind. Fig. 10 zeigt die Kontur dieser Schlitze 96, deren
Breite vom Rand ausgehend zunächst abnimmt,und in der mittleren Verstellage dem
Durchmesser der Arme 92,93 entspricht und dann wieder zunimmt. Auf diese Weise wird
das Spiel verringert. In den beiden Extremstellungen des Stellelementes tangiert
der Arm jeweils die eine oder andere Seitenwand 97 des Schlitzes 96. Zwei mögliche
Verstelllagen sind in Fig. 10 gestrichelt eingezeichnet. Die Kerben 98 sind erforderlich,
damit die Kugelschale mit dem Schlitz 96 ohne Schwierigkeiten entformt werden kann.
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Die Fig. 5 bis 10 zeigen, daß die gesamte Stelleinrichtung in einem
Gehäuse bestehend aus Trägerteil 89 und Gehäusedeckel 87 untergebracht ist. Diese
Baueinheit kann leicht in das eigentliche Spiegelgehäuse eingesetzt werden, das
in den Zeichnungen
nicht näher dargestellt ist. Dabei sind im Gegensatz
zu den anderen Ausführungsbeispielen keine besonderen Maßnahmen zur Abdichtung erforderlich.
Wesentlich ist auch, daß die Dämpfungsfeder 74 direkt zwischen dem beweglichen Element
10 und dem Gehäuse eingespannt ist und damit diese Baueinheit ohne Änderungen in
verschiedenen Spiegelgehäusen eingesetzt werden kann.
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In diesem Zusammenhang muß aber besonders darauf hingewiesen werden,
daß aufgrund der federnden Einspannung der Kugel 84 zwischen den Kugelschalen 85,86
bereits eine sehr gute Dämpfung erreicht wird, so daß ein Flattern des beweglichen
Elementes bereits sehr stark reduziert ist. In vielen Fällen wird man deshalb auf
zusätzliche Dämpfungselemente verzichten können.
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