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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Bewegungsmechanismus mit einem
im Wesentlichen sphärischen
Halter und einem im Wesentlichen schalenförmigen Ring, die, wenn sie
ineinander gefügt sind,
um wenigstens eine erste Achse relativ zueinander verdrehbar sind,
die in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen parallel zu der oberen
Stirnfläche
des Halters verläuft,
während
Antriebsmittel dazu vorgesehen sind, um eine Bewegung des Halters
in Bezug auf den Ring zu ermöglichen,
wobei die Antriebsmittel eine nicht gerade Antriebsstange, die auf
Lagern in dem Halter montiert ist, sowie Mittel zur Betätigung der
Antriebsstange aufweisen.
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Ein
derartiger Bewegungsmechanismus kann bspw. dazu verwendet werden,
einen mit dem Halter starr verbundenen Gegenstand zu veranlassen,
eine Bewegung um eine oder zwei Achsen relativ zu dem ortsfest angeordneten
schalenförmigen Ring
auszuführen,
und kann z. B. für
Außenspiegel von
Fahrzeugen verwendet werden, in denen eine Spiegelplatte an dem
schalenförmigen
Ring befestigt sein kann, während
der Halter in dem Gehäuse
der Spiegelplatte montiert ist, wobei das Gehäuse an einem Fahrzeug fixiert
sein kann. Da die Antriebsmittel für die Spiegelplatte in dem
Halter eingepasst sein können,
kann ein eher kompakter Aufbau der Spiegelverstellmittel erhalten
werden, was angesichts der zunehmend strengeren Anforderungen, die
an die Abmessungen derartiger Spiegelverstellmittel gestellt werden,
von großer
Bedeutung ist.
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Ein
Bewegungsmechanismus der oben beschriebenen Art für eine Bewegung
um zwei Achsen ist aus der NL-A-1 012 090 bekannt, die einen Bewegungsmechanismus
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 veranschaulicht, wobei der Bewegungsmechanismus
einen zwischen einem Halter und einer Schale angeordneten Teller
aufweist, der um eine erste Achse drehbar lediglich mit der Schale
fest verbunden ist und um eine zweite Achse drehbar lediglich mit
dem Halter drehfest verbunden ist. Die Antriebsmittel weisen hier
jeweils eine Antriebsstange für
jede der Drehbewegungsmöglichkeiten
um die erste bzw. die zweite Achse auf. Diese Antriebsstange ist
mit einem Vorsprung versehen, der in einem Schlitz in dem Halter
und durch diesen bewegbar ist und der in einen in der Schale vorgesehenen
zweiten Schlitz eingreift, der senkrecht zu dem Schlitz in dem Halter
ausgerichtet ist. Zwischen diesem Vorsprung und somit auch der Antriebsstange
einerseits und den Schlitzen in dem Halter und der Schale andererseits
ist zu vieles Spiel gegeben, das sich in der Praxis nicht vermeiden
lässt und
infolgedessen die Genauigkeit dieses Antriebs die höchsten Anforderungen
nicht erfüllt.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden und
eine relative Bewegung eines sphärischen
Halters in Bezug auf einen schalenförmigen Ring um wenigstens eine
Achse zu verwirklichen, während
der kompakte Aufbau des Bewegungsmechanismus aufrecht erhalten wird
und in besonderen Ausführungsformen
sogar verbessert werden kann.
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Zu
diesem Zweck ist gemäß der Erfindung der
Bewegungsmechanismus dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange
mit einem Antriebsteil verbunden ist, das in einer Ausnehmung in
dem Ring in Bezug auf eine zweite Achse drehbar gelagert ist, wobei
die zweite Achse in einer Ebene liegt, die mit der oberen Stirnfläche des
Rings übereinstimmt
oder parallel zu dieser verläuft,
und wobei die zweite Achse unter einem Winkel von ungefähr 90° in Bezug
auf die erste Achse angeordnet ist.
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In
einer besonderen Ausführungsform
weist die Antriebsstange die Gestalt eines Ringsegmentes auf, das
um eine dritte Achse (C) drehbar angeordnet ist, die in einer Ebene
liegt, die mit der oberen Stirnfläche des Halters zusammenfällt oder
parallel zu dieser angeordnet ist und die unter einem Winkel von ungefähr 45° zu der ersten
Achse (A) verläuft.
Diese Ausführungsform
ist aus Gründen
der Raumersparnis besonders wichtig.
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Der
obigen speziellen Ausführungsform
haftet jedoch ein Problem an. Die dritte Achse (C) verläuft im Wesentlichen
unter einem Winkel von 45° zu der
zweiten Achse (B). Wenn das Ringsegment relativ zu der dritten Achse
(C) gedreht wird, ist das Antriebsteil nicht in der Lage, eine reine
Drehbewegung in der Ausnehmung in dem Ring auszuführen. Zur Lösung dieses
Problem sind unterschiedliche Möglichkeiten
gefunden worden.
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In
einer ersten Ausführungsform
gemäß der Erfindung
weist die Ausnehmung in dem Ring die Gestalt eines Langlochs auf,
während
das Antriebsteil die Gestalt eines Zylinders aufweist, wobei die Längserstreckung
des Langlochs im Wesentliche in einer Richtung ausgerichtet ist,
die parallel zu der ersten Achse (A) verläuft.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
ist das Antriebsteil mit der Antriebsstange auf eine solche Weise
bewegbar verbunden, dass bei einer Verdrehung der Antriebsstange eine
relativ geringe Verlagerung des Antriebsteils in einer Richtung
möglich ist,
die im Wesentlichen parallel zu derjenigen der ersten Achse (A)
verläuft.
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In
einer dritten Ausführungsform
weist der schalenförmige
Ring eine Ausnehmung auf, die in dem Ring auf eine solche Weise
bewegbar angeordnet ist, dass bei einer Verdrehung der Antriebsstange eine
relativ geringe Verlagerung der Ausnehmung in einer Richtung möglich ist,
die im Wesentlichen parallel zu derjenigen der ersten Achse (A)
verläuft.
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Obwohl
in all den drei oben angegebenen Ausführungsformen die Antriebsstange
vorzugsweise mit einer Verzahnung versehen ist und in all diesen
Fällen
die Antriebsstange eine Drehbewegung ausführen kann, die in Bezug auf
eine Achse festgelegt ist, die im Wesentlichen mit der dritten Achse
(C) zusammenfällt,
bildet diese Auswahl der Antriebsstange eine Voraussetzung für eine vierte
Ausführungsform.
Hier sind die Mittel zur Betätigung
der Antriebsstange ferner durch ein Antriebssystem gebildet, das
ein angetriebenes verzahntes Rad aufweist. Eine vierte Lösung des
obigen Problems wird erhalten, wenn das Antriebssystem in einer
Richtung, die im Wesentlichen parallel zu derjenigen der dritten Achse
(C) verläuft,
verschiebbar ist. Hier ist das angetriebene Zahnrad mit einem Wellenteil
versehen, der in radialer Richtung in einer Nut in der Antriebsstange
gelagert ist.
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Um
eine Bewegung des Halters in Bezug auf den Ring um zwei im Wesentlichen
zueinander senkrechte Achsen zu ermöglichen, sind die Antriebsmittel
mit einer zweiten nicht geraden Antriebsstange versehen, die mit
einem zugehörigen Antriebsteil
verbunden ist, das in einer zweiten Ausnehmung in dem Ring in Bezug
auf die erste Achse (A) drehbar gelagert ist, wobei die entsprechenden
Antriebsstangen in dem Halter im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet
sind. Genau durch die Anordnung der Antriebsstangen parallel zueinander
wird in dem Halter ein zusätzlicher
Raum für
die zugehörigen
Motoren mit Getriebemitteln erhalten.
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Die
Erfindung betrifft nicht nur einen Bewegungsmechanismus sondern
auch einen Außenspiegel
für ein
Fahrzeug, sondern auch einen Außenspiegel
für ein
Fahrzeug, der mit einem derartigen Bewegungsmechanismus versehen
ist.
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Die
Erfindung wird nun in größerer Einzelheit mit
Bezug auf die beigefügte
Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht des Bewegungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Draufsicht auf den Bewegungsmechanismus nach 1;
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3 eine
Seitenansicht dieses Bewegungsmechanismus mit Blick entsprechend
den Pfeilen P;
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4 eine
beispielhafte Ausführungsform der
Antriebsmittel für
den Bewegungsmechanismus;
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5A–5C eine
Ausführungsform
der Antriebsstange mit dem Antriebsteil, betrachtet unter unterschiedlichen
Winkeln;
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6A–6D eine
andere Ausführungsform
der Antriebsstange mit dem Antriebsteil, betrachtet unter unterschiedlichen
Winkeln; und
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7A–7E eine
weitere Ausführungsform
der Antriebsstange mit dem Antriebsteil, betrachtet unter unterschiedlichen
Winkeln.
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Einander
entsprechende Teile in den Figuren sind durch gleiche Bezugszeichen
bezeichnet.
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Der
Bewegungsmechanismus gemäß 1–3,
wie er veranschaulicht ist, dient einer Bewegung eines im Wesentlichen
sphärischen
Halters 1 relativ zu einem im Wesentlichen schalenförmigen Ring 2 um
eine erste Achse A, die in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen
parallel zu der oberen Stirnfläche
des Halters 1 verläuft.
Die kardanische Aufhängungen
des Halters und des Rings sind nicht weiter veranschaulicht, weil
dies für
die Beschreibung der Erfindung nicht wichtig ist. Die zur Ermöglichung
einer Bewegung des Halters 1 in Bezug auf den Ring vorgesehenen
Antriebsmittel weisen eine nicht gerade verlaufende Antriebsstange 3,
die mittels Lager in dem Halter 1 befestigt ist, sowie
Mittel zur Betätigung
der Antriebsstange 3 auf. Die Antriebsstange 3 hat
die Gestalt eines Kreisringsegmentes, das in Bezug auf eine Achse
C drehbar ist. Diese Achse C liegt unter einem Winkel von 45° in Bezug
auf die Achse A. Das Kreisringsegment ist mit Zähnen versehen, die mit den
Zähnen
eines angetriebenen verzahnten Rads 6 eines veranschaulichten
Antriebssystems 9 kämmen
(vgl. 4). Dieses Antriebssystem 9 weist einen
Motor und zugehörige Getriebemittel
auf; diese Komponenten sind jedoch der Einfachheit wegen nicht veranschaulicht.
Durch Aktivierung des Schritt motors wird das Zahnrad 6 durch
die Getriebemittel angetrieben, was zur Folge hat, dass das Kreisringsegment
in dem Halter verlagert wird. Durch die Verbindung der Antriebsstange 3 mit
einem Antriebsteil 4, das in einer Ausnehmung 5 in
dem Ring 2 in Bezug auf eine zu der Achse A senkrechte
Achse B drehbar gelagert ist, bedeutet eine Verlagerung der Antriebsstange 3 in
dem Halter, dass das Antriebssteil 4 den Ring 2 relativ
zu dem Halter 1 verlagert. Das Antriebsteil 4 ist
in Form eines zylindrischen Elementes gestaltet.
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Falls
die Antriebsstange 3 in einer solchen Weise angeordnet
wäre, dass
sie um die Achse A herum gedreht werden könnte, könnte die Ausnehmung 5 kreisrund
sein, und falls sich der Halter und der Ring in Bezug aufeinander
um die Achse B drehen würden,
dann könnte
das Antriebsteil 4 eine Drehbewegung um seine mit der Achse
B zusammenfallende Achse ausführen.
Für diese
Situation sind die Antriebsstange 3 und das Antriebsteil 4 in
den 5A–5C veranschaulicht.
In der Ausführungsform
nach 1–3 kann
sich die Antriebsstange 3 jedoch nur parallel zu einer
Ebene bewegen, die senkrecht zu der Achse C verläuft. Während dieser Bewegung wird
das Antriebsteil 4 etwas seitlich bewegt, während es
den Ring 2 mitnimmt. In der veranschaulichten Ausführungsform
wird dies dadurch ermöglicht,
dass der Ausnehmung 5 die Gestalt eines Langlochs verliehen
wird. Für
diese Situation sind die Antriebsstange 3 und das Antriebsteil 4 in
den 6A–6D veranschaulicht.
Der Grund, warum die Antriebsstange 3 parallel zu einer
zu der Achse C senkrechten Ebene bewegbar ist, liegt in der Tatsache,
dass der hier beschriebene Bewegungsmechanismus in der Praxis für eine Bewegung
des Halters relativ zu dem Ring um zwei Achsen, nämlich A
und B, verwendet wird und dass für
eine Drehbewegung um eine der beiden Achsen es vorteilhafter ist,
beide zu diesem Zweck vorgesehene Motoren zu aktivieren. Für einen
Bewegungsmechanismus einer anderen Art ist diese Verwendung bereits
in der oben erwähnten
internationalen Patentanmeldung PCT/NL00/00326 beschrieben. Hier
ist der Antriebsmechanismus auf der Seite der Trennwand 10 angeordnet.
Diametral gegenüber
in Bezug auf eine Ebene, die parallel zu dieser Trennwand durch
das Zentrum des Bewegungsmechanismus verläuft, ist eine Trennwand 11 vorgesehen,
die parallel zu der Trennwand 10 angeordnet ist. Für eine Zwei-Achsen-Bewegung
des Halters 1 in Bezug auf den Ring 2 ist eine
zweite Antriebsstange an der Seite dieser Trennwand angeordnet,
d. h. in der gleichen Weise wie die Antriebsstange 3 an
der Seite der Trennwand 10 angeordnet ist. Selbstverständlich sind
die hierfür benötigten Antriebsmittel
in dem Halter angeordnet. In diesem Fall ergibt die Anordnung der
beiden Antriebsstangen eine zusätzliche
Raumersparnis im Vergleich zu dem Zustand, bei dem die beiden Antriebsstangen
senkrecht zueinander ausgerichtet sind, wie dies in der vorstehend
genannten internationalen Patentanmeldung der Fall ist. Da die Bewegungen
um die beiden Achsen A und B ansonsten in einer ähnlichen Weise verwirklicht
sind, ist in der dargestellten Ausführungsform der Bewegungsmechanismus
lediglich in Zusammenhang mit einer Bewegung um die Achse A veranschaulicht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist die Ausnehmung tatsächlich
kreisrund gehalten, jedoch das Antriebsteil 4 auf eine
Weise bewegbar mit der Antriebsstange 3 verbunden. Diese
Situation ist in den 7A–7E veranschaulicht,
von denen die 7A eine vergrößerte Ansicht
eines Details aus 7B zeigt. Hier ist das Antriebsteil 4 mit
der Antriebsstange über
ein elastisches Element 12 verbunden.
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In
einer noch weiteren Ausführungsform,
wie sie in 4 veranschaulicht ist, ist die
Ausnehmung 5 ebenfalls kreisrund gehalten. Eine seitlich
gerichtete Bewegung des Antriebsteils 4, die während der Verlagerung
der Antriebsstange 3 auftritt, wird verhindert, indem das
Zahnrad 6 mit einem Wellenteil 7 versehen ist,
das in Radialrichtung in einer Nut 8 in der Antriebsstange 3 gelagert
ist. Während
der Verlagerung der Antriebsstange 3 ist eine geringfügige axiale
Bewegung zwischen dem Wellenteil 7 und der Nut 8 möglich.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beispielhaft angegebenen Ausführungsformen,
die hier mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben sind, beschränkt, sondern
umfasst sämtliche
Arten derer Modifikationen, sofern diese selbstverständlich in
den Schutzumfang gemäß den beigefügten Ansprüchen fallen. Somit
ist es bspw. möglich,
die seitlich gerichtete Bewegung des Antriebsteils 4, zu
der es während
einer Verlagerung der Antriebsstange 3 kommt, dadurch aufzunehmen,
dass die Ausnehmung 5 in einem Plattenstück vorgesehen
wird, das in Bezug auf den Ring 2 seitlich verschiebbar
ist. Es ist ferner möglich,
statt der in 4 veranschaulichten Verzahnung
eine Kronradverzahnung auf der Fläche 13 der Antriebsstange 3 vorzusehen.
Das Antriebssystem 9 kann dann in einer um 90° verdrehten
Stellung angeordnet werden.