ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ВРАЩАТЕЛЬНЫЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ БЛОК, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ НЕПРЯМЫХ ВИЗУАЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
ELECTRICALLY ROTATED CONTROL UNIT, IN PARTICULAR, FOR INDIRECT VISUAL SYSTEMS FOR VEHICLES

Область техники
Изобретение относится к электрически вращательному регулирующему блоку, в частности, для непрямых визуальных систем для транспортных средств, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Предшествующий уровень техники
Известны электрически вращательные регулирующие блоки для складывания и/или регулирования непрямых визуальных систем в транспортных средствах, например, из EP1755923B1. Электрический привод вращения размещен между основным элементом и вращаемым элементом так, что электрический привод вращения должен быть выполнен с возможностью передачи и поглощения сил и моментов, действующих между основным элементом и вращаемым элементом. Вследствие этого, получаются сравнительно большие и тяжелые компоненты и, таким образом, сравнительно большой и тяжелый электрически вращательный регулирующий блок.
Краткое изложение сущности изобретения
В связи с этим, задачей настоящего изобретения является обеспечение электрически вращательного регулирующего блока, в частности, для непрямых визуальных систем транспортных средств, который является меньшим и позволяет использовать более легкие компоненты.
Эта задача решается признаками пункта 1 формулы изобретения.
Посредством обеспечения соединительного устройства, которое в нейтральном положении, в котором электрический привод вращения отключен, соединяет основной элемент с вращаемым элементом вращательно-неподвижным образом и отсоединяет электрический привод вращения от вращаемого элемента, а при приведении в действие электрического привода вращения, отсоединяет основной элемент от вращаемого элемента и соединяет электрический привод вращения с вращаемым элементом, достигается передача сил и моментов, возникающих во время использования, непосредственно между основным элементом и вращаемым элементом с помощью соединительного устройства. Это прямое и непосредственное соединение между основным элементом и вращаемым элементом нейтрализуется, только когда электрический привод вращения приводится в действие, например, для складывания зеркала в парковочное положение. Электрический привод вращения приводится в действие только на короткое время или на период времени, когда может обеспечиваться отсутствие чрезмерных сил, действующих на основной элемент и вращаемый элемент. Вследствие этого, электрический привод вращения может быть выполнен соответственно небольшим и для сравнительно небольших сил и моментов.
В соответствии с предпочтительной конфигурацией изобретения, согласно пункту 2 формулы изобретения, соединительное устройство содержит первые соединительные элементы и, по меньшей мере, один разъединяющий элемент, размещенный на вращаемом элементе. Соответственные вторые соединительные элементы обеспечены на основном элементе, причем первые и вторые соединительные элементы находятся в зацеплении друг с другом при соединении основного элемента с вращаемым элементом. Ведомый элемент имеет конфигурацию, которая вызывает отделение этих двух соединительных элементов при приведении в действие электрического привода вращения так, что основной элемент отсоединяется от вращаемого элемента.
В соответствии с предпочтительной конфигурацией изобретения, согласно пункту 3 формулы изобретения, по меньшей мере, один разъединяющий элемент представляет собой разъединяющий выступ и, по меньшей мере, один ведущий элемент представляет собой ведущий выступ. При приведении в действие электрического привода вращения разъединяющие выступы скользят вдоль наклонных участков и, таким образом, раздвигают ведомый элемент и вращаемый элемент в аксиальном направлении так, что эти два соединительных элемента отделяются, а основной элемент и вращаемый элемент отсоединяются друг от друга. Вместо наклонных участков также можно представить канавку, проходящую в V-образной форме, в которой разъединяющий выступ, имеющий полусферической конец, скользит и, таким образом, увеличивает расстояние между ведомым элементом и вращаемым элементом и отделяет два соединительных элемента друг от друга.
Посредством предпочтительной конфигурации изобретения, согласно пункту 4 формулы изобретения, в нейтральном положении поддерживается соединение между основным элементом и вращаемым элементом, а разъединение при приведении в действие электрического привода вращения может быть выполнено только против сопротивления пружинного элемента или упругого элемента.
Объект пункта 5 формулы изобретения относится к предпочтительной и простой конфигурации двух соединительных элементов в виде кулачковой муфты.
Кольцеобразная конфигурация ведомого элемента, согласно пункту 6 формулы изобретения, предпочтительно, предлагается для вращательных перемещений.
Предпочтительная конфигурация изобретения, согласно пункту 7 формулы изобретения, содержащая множество, предпочтительно, три, ведущих выступов и множество наклонных участков, обеспечивает устойчивую конструкцию, в которой не возникают опрокидывающие моменты. Это применимо, в частности, когда разъединяющий выступ на вращаемом элементе связан с каждым ведущим выступом на ведомом элементе.
Посредством предпочтительной конфигурации изобретения, согласно пункту 8 формулы изобретения, достигается возможность изготовления отдельных компонентов с низкими допусками на изготовление. За счет плоской поверхности ведомый элемент сначала перемещается на небольшой угол, пока разъединяющий выступ не достигнет наклонного участка, и не начнется операция разъединения.
Предпочтительная конфигурация изобретения, согласно пункту 9 формулы изобретения, обеспечивает при отключении электрического привода вращения, скольжение разъединяющего выступа вниз снова на наклонную поверхность посредством пружиной силы упругого элемента, а два соединительных элемента автоматически зацепляются снова. Таким образом, регулирующий блок автоматически возвращается в нейтральное положение, т.е. основной элемент и вращаемый элемент соединяется друг с другом вращательно-неподвижным образом.
Предпочтительная конфигурация изобретения, согласно пункту 10 формулы изобретения, обеспечивает крутящий момент, который является достаточным для регулирования, например, зеркала и в то же время обеспечивает небольшой объем конструкции. В дополнение можно прибегнуть к существующим общеизвестным компонентам - планетарная передача Вольфрома.
Предпочтительная конфигурация изобретения, согласно пункту 11 формулы изобретения, обеспечивает зацепление двух соединительных элементов при отключении электрического привода посредством упругого элемента.
Посредством предпочтительной конфигурации изобретения, согласно пункту 12 формулы изобретения, оказывается содействие соединению и разъединению двух соединительных элементов. Наклонные лопатки трапециевидных соединительных элементов облегчают скольжение разъединяющих элементов к и друг от друга.
Предпочтительная конфигурация изобретения, согласно пункту 13 формулы изобретения, определяет максимальный угол вращения, т.е. угол, при котором, например, полностью складывается зеркало.
Посредством предпочтительной конфигурации изобретения, согласно пункту 14 формулы изобретения, достижение указанного максимального угла вращения или упора обнаруживается контролем силы тока, потребляемого электрическим приводом вращения. При достижении упора сила тока увеличивается и, таким образом, может быть обнаружено сенсорным и управляющим устройством. Если так, то направление вращения быстро изменяется так, что два соединительных элемента могут быть зацеплены снова.
В предпочтительной конфигурации изобретения, согласно пункту 15 формулы изобретения, первый и второй соединительные элементы выполнены так, что соединительные элементы могут быть зацеплены снова только при вращении на конкретный угол. Таким образом, устанавливается минимальный угол вращения между двумя нейтральными положениями.
В соответствии с предпочтительной конфигурацией изобретения, согласно пунктам 16 и 17 формулы изобретения, достижение указанного конкретного угла ψ обнаруживается посредством того, что уменьшенное потребление тока электрического привода вращения обнаруживается при достижении положения, в котором соединительные элементы могут быть зацеплены снова.
Предпочтительная конфигурация изобретения, согласно пунктам 18-22 формулы изобретения, приводит к простой сборке и компактной конструкции.
Предпочтительная конфигурация изобретения, согласно пункту 23 формулы изобретения, позволяет устройству автоматически принимать сложенное положение при влиянии чрезмерных сил, например, в случае столкновения с препятствием.
Используемый электрический привод вращения также может быть шаговым двигателем, который запускает ведомый элемент непосредственно или с помощью зубчатой передачи. В случае прямого запуска без зубчатой передачи шаговый двигатель может быть расположен вместо этой зубчатой передачи непосредственно в трубчатом основном элементе.
Краткое описание чертежей
Дополнительные детали, признаки и преимущества изобретения получены из следующего далее описания предпочтительных вариантов выполнения посредством чертежей, на которых:
Фигура 1 показывает разобранный вид примерного первого варианта выполнения изобретения,
Фигура 2 показывает вид сверху первого варианта выполнения изобретения,
Фигура 3a показывает сечение вдоль линии A-A на Фиг. 2 в соединенном состоянии (нейтральное положение),
Фигура 3b показывает сечение вдоль линии A-A в разъединенном состоянии (электрический привод вращения активен),
Фигура 4 показывает сечение вдоль линии B-B на Фиг. 2,
Фигура 5 показывает вид в перспективе первого и второго соединительных элементов первого варианта выполнения,
Фигура 6 показывает потребление тока электрического привода вращения как функцию от угла вращения с самоблокирующейся передачей и ведомого элемента, согласно Фиг. 1,
Фигура 7 показывает альтернативную конфигурацию ведомого элемента, согласно второму варианту выполнения изобретения, для автоматического соединения основного элемента и вращаемого элемента за счет пружинного смещения, и
Фигура 8 показывает потребление тока электрического привода вращения как функцию от угла вращения, в случае не самоблокирующейся передачи, включающей в себя ведомый элемент, согласно Фигуре 7.
Описание предпочтительных вариантов воплощения
Разобранный вид первого варианта выполнения изобретения, показанного на Фиг. 1, содержит основной элемент 1 и вращаемый элемент 3, который размещен с возможностью вращения на осевом элементе 5. Осевой элемент 5 удерживается в основном элементе 1. Основной элемент 1 соединен с электрическим приводом 7 вращения, содержащим передачу 9 Вольфрома, через которую проходит осевой элемент 5. Передача 9 Вольфрома запускает кольцеобразный ведомый элемент 11.
Трубчатый основной элемент 1 содержит первый открытый конец 13 и противолежащий второй открытый конец 15. На первом открытом конце 13 расположены соединительные элементы 17, ориентированные в аксиальном направлении, которые выполнены в виде выступов или зубцов первой ширины 18 и второй ширины 19. Количество соединительных элементов первой ширины 18 больше, чем количество соединительных элементов второй ширины 19. Конкретно говоря, обеспечены три соединительных элемента второй ширины 19, которые симметрично распределены по периферии первого открытого конца 13. Между каждым из первых соединительных элементов второй ширины 19 расположены четыре соединительных элемента первой ширины 18 на периферии первого открытого конца 13 основного элемента 1, см. Фигуру 5.
Вращаемый элемент 3 содержит первый вращающийся элемент 21, включающий в себя вторые соединительные элементы 23, образованные комплементарно соединительным элементам 17. Т.е. вторые соединительные элементы 23 имеют выемки первой ширины 24, служащие для приема первых соединительных элементов первой ширины 18, и выемки второй ширины 25, служащие для приема вторых соединительных элементов второй ширины 19. За счет этой конструкции первых соединительных элементов 17 на основном элементе 1 и соответственных комплементарных вторых соединительных элементов 23 на первом вращающемся элементе 21 вращаемого элемента 3, первые и вторые соединительные элементы 17, 23 могут зацепляться только в случае трех особых угловых положений и в случае трех особых вращательных положений и, таким образом, соединяют основной элемент 1 с вращаемым элементом 3 вращательно-неподвижным образом. Первый вращающийся элемент 21 также содержит три разъединяющих выступа 27, которые выступают радиально внутрь и аксиально вперед по отношению к вторым соединительным элементам 23. Эти три разъединяющие выступа 27 расположены так, что симметрично распределены по ободу первого вращающегося элемента 21, и аксиально проходят от последних. На стороне первого вращающегося элемента 21, обращенной от разъединяющих выступов 27, обеспечена упорная поверхность 29, имеющая круговую кольцевую форму, которая зацеплена за соответственную противоупорную поверхность 31 на втором вращающемся элементе 33.
Электрический привод 7 вращения содержит электродвигатель 35, включающий в себя червячный привод 36. Передача 9 Вольфрома содержит центральную солнечную шестерню 43, которая соединена с центральной червячной шестерней 41 вращательно-неподвижным образом. Передача 9 Вольфрома приводится в движение червячным приводом 36, зацепляющимся за червячную шестерню 41. Центральная солнечная шестерня 43 приводит в движение три соответственные планетарные шестерни 45, которые в свою очередь зацепляются за кольцевую шестерню 47 неподвижно в отношении основного элемента 1, а также за внутренние зубья на ведомом элементе 11. Как видно из Фигур 3 и 4, передача 9 Вольфрома размещена на трубчатом основном элементе 1. Электродвигатель 35, включающий в себя червячный привод 36, размещен поперечно основному элементу 1, а червячный привод 36 зацепляется за червячную шестерню 41 с помощью отверстия в основном элементе 1. Электродвигатель 35 и червячный привод 36 покрыты и защищены от атмосферных воздействий покрывающими элементами 49.
Ведомый элемент 11 круговой кольцевой формы включает в себя, как упомянуто выше, внутренние зубья, за которые зацепляется планетарная шестерня 45 передачи 9 Вольфрома. Ведомый элемент 11 содержит первый обод 51 и противолежащий второй обод 53. На первом ободе 51 образованы симметрично распределенные по периферии три ведущих выступа 55, проходящие от первого обода 51 в аксиальном направлении и обращенные к первому вращающемуся элементу 21, включающему в себя разъединяющие выступы 27. Между каждым из трех ведущих выступов 55 размещена нижняя плоская поверхность 57, сопровождаемая влево и вправо двумя наклонными поверхностями 59, которые, в свою очередь, сопровождаются двумя верхними плоскими поверхностями 61. Две верхние плоские поверхности 61 заканчиваются слева и справа соответственно на лопатках ведущих выступов 55. Когда ведомый элемент 11 вращается электрическим приводом 7 вращения, разъединяющие выступы 27 скользят по нижним плоским поверхностям 57 к наклонным поверхностям 59 и по верхним плоским поверхностям 61, входя в контакт с лопатками ведущего выступа 55.
Как видно из Фигур 3 и 4, передача 9 Вольфрома, ведомый элемент 11 и главная часть первого вращающегося элемента 21 расположены внутри трубчатого основного элемента 1. Отдельные компоненты скреплены друг с другом с помощью осевого элемента 5 и упругого элемента, воздействующего на основной элемент 1, в виде спиральной пружины 63. Ведомый элемент 11 удерживается с возможностью вращения внутри основного элемента 1 с помощью опорного кольца 65. Передача 9 Вольфрома является самоблокирующейся, т.е. в обесточенном состоянии планетарные шестерни 45 останавливаются и не продолжают вращение.
Далее, функционирование первого варианта выполнения, согласно Фигурам 1-4 описано схемой, показанной на Фигуре 6. Фиг. 6 показывает потребление тока электродвигателя 35 как функцию от угла вращения φ электродвигателя 35 и ведомого элемента 11, соответственно. Максимальный угол вращения ψ регулируется и устанавливается механическим упором - не показан. В нейтральном положении, т.е. когда электрический привод 7 вращения является неактивным, основной элемент 1 и первый вращающийся элемент 3 соединены с помощью двух соединительных элементов 17 и 23 вращательно-неподвижным образом. Когда электрический привод 7 вращения приведен в действие, разъединяющие выступы 27 сначала движутся по нижним плоским поверхностям 57 ведомого элемента 11 - этап (1) на Фиг. 6. После этого, на этапе (2), разъединяющие выступы 27 скользят вдоль наклонных поверхностей 59 и аксиально раздвигают вращаемый элемент 3 и ведомый элемент 11, и таким образом, отсоединяют первые соединительные элементы 17 от вторых соединительных элементов 23 - угол Φ разъединения. После разъединения двух соединительных элементов 17 и 23 разъединяющие выступы 27 достигают верхних плоских поверхностей 61 и упираются в ведущие выступы 55 на ведомом элементе 11. Вращение ведомого элемента 11 передается с помощью ведущих выступов 55 разъединяющим выступам 27 и, таким образом, первому вращающемуся элементу 21 и вращаемому элементу 3. В результате, зеркало поворачивается, например, складывается, (этап (3)). На этапе (3) свободные концы двух соединительных элементов 17 и 23 скользят вдоль друг друга. Когда угловое положение ψ двух соединительных элементов 17, 23 достигает положения, в котором они могут зацепляться снова (этап (6)), потребление тока электрического привода 7 вращения уменьшается, так как уменьшается трение между двумя соединительными элементами 17 и 23. Когда достигается механический упор в точке (7), потребление тока сильно увеличивается (этап (7)). Это увеличение тока обнаруживается сенсорным и управляющим устройством (не показано) и направление вращения электродвигателя 36 и таким образом ведомого элемента изменяется - этап (8).
Посредством изменения направления вращения разъединяющие выступы 27 скользят от верхних плоских поверхностей 61 вдоль наклонных поверхностей 59 ″вниз″ снова к нижним плоским поверхностям 57 ведомого элемента 11 (этап (9)). За счет пружинного смещения с помощью спиральной пружины 63 первые и вторые соединительные элементы 17, 23 зацепляются снова так, что основной элемент 1 и вращаемый элемент 3 соединяются снова вращательно-неподвижным образом. Электрический привод 7 вращения отключен и механически отцеплен от вращаемого элемента 3 (нейтральное положение).
Посредством Фигур 7 и 8 описан второй вариант выполнения изобретения. Касательно конструкции, второй вариант выполнения отличается, по существу, только конфигурацией ведомого элемента 110, в котором, по сравнению с ведомым элементом 11 первого варианта выполнения, не обеспечены верхние плоские поверхности 61, т.е. наклонные поверхности 59 заканчиваются непосредственно на лопатках ведущих выступов 55. В дополнение передача выполнена как не самоблокирующаяся передача, т.е. передача может вращаться в обесточенном состоянии.
Переход между нейтральным положением, в котором основной элемент 1 и вращаемый элемент 3 соединены вращательно-неподвижным образом с помощью двух соединительных элементов 17, 23 и отключен электрический привод 7 вращения, и отсоединенным состоянием, в котором электрический привод 7 вращения является активным, и обратно снова в нейтральное положение будет описан далее посредством Фигуры 8. Фиг. 8 иллюстрирует аналогично Фиг. 6 потребление тока электродвигателя 35 как функцию от угла вращения электродвигателя 35 и ведомого элемента 11, соответственно. В нейтральном положении, т.е. когда электрический привод 7 вращения является неактивным, основной элемент 1 и первый вращающийся элемент 3 вращательно-неподвижно соединены с помощью двух соединительных элементов 17 и 23. Когда электрический привод 7 вращения приводится в действие, разъединяющие выступы 27 сначала движутся по нижним плоским поверхностям 57 ведомого элемента 11 (этап (1)) на Фиг. 6. После этого на этапе (2) разъединяющие выступы 27 скользят вдоль наклонных поверхностей 59 и аксиально раздвигают вращаемый элемент 3 от ведомого элемента 11 и, таким образом, отсоединяют первые соединительные элементы 17 от вторых соединительных элементов 23. На конце наклонных поверхностей 59 разъединяющие выступы 27 упираются в ведущие выступы 55 на ведомом элементе 11. Вращение ведомого элемента 11 передается с помощью ведущих выступов 55 разъединяющим выступам 27 и, таким образом, первому вращающемуся элементу 21 и вращаемому элементу 3. В результате, зеркало поворачивается, например, складывается (этап (3)). На этапе (3) свободные концы двух разъединяющих элементов 17 и 23 скользят вдоль друг друга. Когда достигается первое угловое положение двух соединительных элементов 17, 23, в котором они могут быть зацеплены снова (этап (4)), потребление тока электрического привода 7 вращения уменьшается, так как уменьшается трение между двумя соединительными элементами 17, 23. Указанное падение тока обнаруживается сенсорным и управляющим устройством, и электрический привод 7 вращения отключается (этап (5)). За счет наклонных поверхностей 59 и пружинного прижатия спиральной пружиной 63 ведомый элемент 110 и вращаемый элемент сжимаются вместе в аксиальном направлении, разъединяющие выступы 27 скользят вдоль наклонных поверхностей 59 ″вниз″ к нижним плоским поверхностям 57 так, что два соединительных элемента 17 и 23 снова автоматически зацепляются, а основной элемент и вращаемый элемент снова соединяются вращательно-неподвижно; опять достигается нейтральное положение.
Так как определение падения тока на этапе (4) на Фиг. 8 может быть трудным и сложным, также во втором варианте выполнения может быть дополнительно обеспечен механический упор так, что требуется только сильное увеличение тока при достижении механического упора, как в первом варианте выполнения, согласно Фиг. 6. Таким образом, нейтральное положение достигается автоматически снова за счет отсутствия верхних плоских поверхностей на ведомом элементе 110 пружинным смещением спиральной пружины 63.
Разделение вращаемого элемента 3 на первый вращающийся элемент 21, включающий в себя упорную поверхность 29, и второй вращающийся элемент 33, включающий в себя противоупорную поверхность 31, как предполагается в обоих примерных вариантах выполнения, обеспечивает функцию аварийного складывания, при которой, в случае столкновения, например, зеркала с препятствием, зеркало складывается в сложенное положение упорной поверхностью 29 и противоупорной поверхностью 31 без нагружения электрического привода 7 вращения. Крутящий момент, при котором срабатывает указанное аварийное складывание, устанавливается геометрической конфигурацией упорной поверхности 29 и противоупорной поверхности 31 и прочностью спиральной пружины 63.
Список ссылочных позиций:
1 основной элемент
3 вращаемый элемент
5 осевой элемент
7 электрический привод вращения
9 передача Вольфрома
11 ведомый элемент
13 первый открытый конец основного элемента 1
15 второй открытый конец основного элемента 1
17 первые соединительные элементы
18 первые соединительные элементы первой ширины
19 первые соединительные элементы второй ширины
21 первый вращающийся элемент
23 вторые соединительные элементы
24 выемки первой ширины
25 выемки второй ширины
27 разъединяющий элемент, разъединяющие выступы на первом вращающемся элементе 21
29 упорная поверхность
31 противоупорная поверхность
33 второй вращающийся элемент
35 электродвигатель
36 червячный привод
41 червячная шестерня
43 солнечная шестерня
45 планетарные шестерни
47 кольцевая шестерня
49 покрытие
51 первый обод ведомого элемента 11
53 второй обод ведомого элемента 11
55 ведущий элемент, ведущие выступы на ведомом элементе 11 и 110
57 нижние плоские поверхности
59 наклонный участок, наклонные поверхности
61 верхние плоские поверхности
63 спиральная пружина
65 опорное кольцо
110 ведомый элемент