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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Tragarm für Außenspiegel nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Außenspiegel
für Kraftfahrzeuge
sind mittels eines Tragarms am Fahrzeug befestigt. Dieser Tragarm
ist oft zweiteilig ausgeführt,
wobei ein erster Arm fest oder lösbar
am Fahrzeug befestigt ist und ein zweiter Arm, der den Spiegelkopf
trägt,
gelenkig mit dem ersten Arm verbunden ist. Dies ermöglicht ein Abklappen
des Spiegelkopfes und des zweiten Arms um das Gelenk, so daß der Außenspiegel
aus einer Fahrposition in eine Abklappposition geschwenkt werden
kann, in der er näher
am Fahrzeug anliegt.
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Ein
solches Abklappen verringert nicht nur die Gesamt-Außenabmessung
des Kraftfahrzeugs, was beispielsweise bei der Lagerung und dem
Transport vorteilhaft ist. Überdies
gewährleistet
es ein Ausweichen des Außenspiegels
im Falle einer Kollision mit einem Hindernis und schützt dabei
Hindernis und Spiegel gleichermaßen. Besonders bei Nutzfahrzeugen,
beispielsweise Bussen, müssen
die zum Teil sehr massiven Außenspiegelanordnungen,
oft bestehend aus Haupt-, Weitwinkel- und/oder Frontspiegel, ein
solches Abklappen sicher gewährleisten,
um bei Kollision mit Personen keine schweren Schäden hervorzurufen.
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Daher
muß der
Außenspiegel
trotz auftretenden Vibrationen, Windkräften und dergleichen wenigstens
in seiner Fahrposition sicher fixiert werden und gleichzeitig ein
Abklappen bei Überwinden
einer Mindestkraft (beispielsweise dem bei einer Kollision auftretenden
Stoß)
gestatten.
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Hierzu
ist es bei Personenkraftwagen bekannt, ersten und zweiten Arm mittels
einer Feder elastisch gegeneinander derart vorzuspannen, daß die Feder
den zweiten Arm in Richtung der Fahrposition drückt bzw. zieht. Bei Überwinden
der entsprechend gewählten
Federvorspannkraft kann der zweiten Arm unter weiterer Spannung
der Feder aus der Fahrposition in eine Abklappposition geschwenkt werden
und klappt nach Wegfall der auslenkenden Kraft unter der Federkraft
wieder ins eine Fahrposition zurück.
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Eine
solche Fixierung mittels Federkraft reicht bei Nutzfahrzeugen mit
großen
Spiegeln und damit auftretenden großen Trägheits- und Windkräften in
aller Regel nicht aus, um den Spiegelkopf sicher in der Fahrposition
zu halten. Zudem gestattet sie keine statische Abklappposition,
der Spiegel wird stattdessen stets in die Fahrposition zurückgestellt.
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Daher
ist es, insbesondere bei Nutzfahrzeugen, beispielsweise aus der
EP 1 498 314 A1 ,
bekannt, das Gelenk zwischen erstem und zweitem Arm als Rastgelenk
auszubilden. Dabei werden eine oder mehrere Rastnasen des einen
Arms mittels Federkraft in entsprechende Rastausnehmungen des anderen
Arms gedrückt
und fixieren dabei formschlüssig
die Arme relativ zueinander. Wirkt ein ausreichend großes Drehmoment
auf den einen Arm, bewegen sich die Rastnasen gegen die Federkraft
aus der Rastausnehmung heraus und gleiten unter der Federkraft in – in Drehrichtung
des Gelenks versetzte – andere
Rastausnehmungen, wo sie die Arme wiederum relativ zueinander durch
Formschluß fixieren.
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Eine
solche Rastgelenkverbindung weist jedoch ebenfalls einige Nachteile
auf zum einen verschleißen
die Rastnasen und/oder Rastausnehmungen, die aus Gewichtsgründen häufig. aus
Kunststoff gefertigt sind, bei mehrfachem Verschwenken des Spiegels
mit der Zeit, so daß die
Fixierung in den einzelnen Rastpositionen nachläßt und Spiel entstehen kann.
Zum anderen müssen,
um den hohen Trägheits-
und Windkräften
zu widerstehen, entsprechend große Rastnasen vorgesehen sein,
was den Tragarm vergrößert und
die Designfreiheit einschränkt.
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Ausgehende
von der
EP 1 498 314
A1 ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen abklappbaren Tragarm für
eine Fahrzeugaußenspiegel
mit geringerem Verschleiß zur
Verfügung
zu stellen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist ein Spiegeltragarm nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale weitergebildet.
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Ein
erfindungsgemäßer Spiegeltragarm
für eine
Fahrzeugaußenspiegel
umfaßt
in an sich bekannter Weise einen ersten Arm, der an dem Fahrzeug
befestigbar ist, sowie einen zweiten Arm, der mit dem ersten Arm
durch ein Drehgelenk verbunden ist. Das Drehgelenk ist als Rastgelenk
ausgebildet, das den zweiten Arm relativ zum ersten Arm in wenigstens
einer Fahrposition und wenigstens einer Abklappposition fixieren
kann und ein Verschwenken des zweiten Armes in einer Drehrichtung
von der wenigstens einen Fahrposition zu der wenigstens einen Abklappposition
ermöglicht.
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Zusätzlich zu
diesem Rastgelenk ist zwischen dem ersten und dem zweiten Arm ein
Federelement derart angeordnet, daß es in der Fahrposition auf
den zweiten Arm ein Drehmoment entgegen der Drehrichtung aufprägt und in
der Abklappposition auf den zweiten Arm ein Drehmoment in der Drehrichtung
aufprägt.
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Dieses
Federelement unterstützt
also die formschlüssige
Rastverbindung des Rastgelenks, indem es in der Fahrposition ein
Drehmoment weg von der Abklappposition aufprägt, also einem Verschwenken
aus der Fahrposition in die Rastposition entgegenwirkt. Umgekehrt
prägt es
in der Rastposition ein Drehmoment weg von der Fahrposition auf, wirkt
also einem Verschwenken aus der Rastposition entgegen.
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Durch
das Zusammenwirken der formschlüssigen
Rastverbindung und der Vorspannung des Federelements können sowohl
die Rastverbindung als auch das Federelement an sich schwächer und
damit kleiner dimensioniert werden als bei herkömmlichen abklappbaren Spiegeltragarmen,
bei denen jeweils nur die Rastverbindung oder nur das Federelement den
Trägheits-
und Windkräften
widerstehen muß. Zudem
gestattet das „Umschlagen" der Federwirkung
zwischen Fahr- und Abklappposition im Gegensatz zu reinen federgespannten
Abklapptragarmen eine Fixierung auch in der Abklappposition.
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Da
die Rastverbindung durch das Federelement in seiner Fixierfunktion
unterstützt
wird, wobei das Federelement einen Teil der auftretenden Kräfte aufnimmt,
die den Spiegel aus seiner Fahr- oder Abklappposition bewegen würden, verringern
sich die in der Rastverbindung auftretenden Kräfte und damit auch der hier
auftretenden Verschleiß.
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Das
Rastgelenk kann bevorzugt eine Drehachse und eine oder mehrere Rastausnehmungen an
einem von dem ersten und dem zweiten Arm umfassen, in die jeweils
eine oder mehrere in der Drehrichtung beabstandeten Rastnasen an
dem anderen von dem ersten und dem zweiten Arm formschlüssig eingreifen
können.
Hierdurch werden in an sich bekannter Weise die eine oder mehrere
Fahrposition und die eine oder mehrere Abklappposition dargestellt,
wobei in jeder dieser Positionen jeweils Rastnasen in entsprechend
angeordnete Rastausnehmungen eingreifen.
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Die
Rastnasen und/oder -ausnehmungen können dabei integral mit dem
jeweiligen Arm ausgebildet sein, oder, wie beispielsweise in der
EP 1 498 314 A1 dargestellt,
deren Offenbarung insoweit hier einbezogen wird, auf separaten Rastelementen,
die in dem jeweiligen Arm beweglich gelagert sind.
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Die
Rastnasen und -ausnehmungen können sich
bevorzugt in vertikaler oder horizontaler Richtung erstrecken. Greifen
in einer Position gleichzeitig mehrere Rastnasen in Rastausnehmungen,
wird nicht nur das Rastdrehmoment auf diese mehreren Paarungen verteilt,
sondern vorteilhaft auch eine Selbstzentrierung des Rastdrehgelenks
erzielt.
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Das
Rastgelenk kann ein oder mehrere Rastfederelemente umfassen, die
die Rastnase in die Rastausnehmung vorspannen. Gleichermaßen können die
Rastnasen und/oder -ausnehmungen elastisch ausgebildet sein, so
daß sie
sich bei Verdrehung der Arme gegeneinander elastisch deformieren und
bei Erreichen einer neuen Fahr- oder Abklappposition zurück ausfedern.
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Durch
Ausbildung mehrerer Rastnase und/oder Rastausnehmungen können mehrere
Fahrpositionen und/oder mehrere Abklapppositionen realisiert werden.
Dabei sind die in Drehrichtung erste Fahrposition bzw. letzte Abklappposition
die stabilsten, da das Drehmoment des Federelements den zweiten
Arm in diese Positionen vorspannt.
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Aus
aerodynamischen Gründen
ist es vorteilhaft, das Federelement innerhalb des ersten/oder zweiten
Arms anzuordnen, der dazu geeignete Aussparungen aufweist.
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Besonders
bevorzugt umfaßt
das Federelemente eine Zugfeder. Diese ist als kostengünstiges Massenprodukt
verfügbar
und kann durch Einhängen in
entsprechende Befestigungen am ersten und zweiten Arm leicht montiert
werden.
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Die
Zugfeder kann so zwischen dem ersten und dem zweiten Arm angeordnet
werden, daß sie
in einer Totpunktposition zwischen der in der Drehrichtung letzten
Fahrposition und der in der Drehrichtung ersten Abklappposition
kein Drehmoment in oder gegen die Drehrichtung zwischen erstem und
zweitem Arm erzeugt. In der Drehrichtung vor Erreichen dieser Totpunktposition
stellt die Zugfeder den zweiten Arm in die bzw. eine Fahrposition
zurück,
nach Überschreiten
der Totpunktposition in die bzw. eine Abklappposition.
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Durch
geeignete Anordnung des Federelements, insbesondere der Zugfeder,
kann auch das in die Fahrposition rückstellende und das in die
Abklappposition weiterstellende Drehmoment des Federelements unterschiedlich
gewählt
werden. Es kann beispielsweise vorteilhaft sein, das Rückstelldrehmoment
entgegen der Drehrichtung größer zu wählen, das
neben den Trägheits-
auch den Windkräften
widerstehen muß.
Hierzu kann beispielsweise die Totpunktposition in der Drehrichtung
näher bei der
Fahrposition gewählt
werden.
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Besonders
vorteilhaft wird ein erfindungsgemäßer Spiegeltragarm in einer
Spiegelanordnung für ein
Nutzfahrzeug eingesetzt, bei dem ein Spiegelkopf an dem zweiten
Arm fest oder verschwenkbar befestigt ist. Das Verschwenken des
Spiegelkopfes zur Einstellung eines geeigneten Blickwinkels kann
in an sich bekannter Weise manuell oder motorisch geschehen. Vor
allem für
Spiegelköpfe
mit Front-, Haupt- und/oder Weitwinkelspiegel eignet sich der erfindungsgemäße Spiegeltragarm
aufgrund der dabei auftretenden Lasten.
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Weitere
Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen
und den Ausführungsbeispielen.
Hierzu zeigt:
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1–3 schematisch
einen Spiegeltragarm nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
in Fahr-, Totpunkt- und Abklappposition;
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4 ein
Kräftediagramm
der Zugfeder in der Fahrposition;
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5 den
Spiegeltragarm der 1–3 in vergrößerter schematischer
Darstellung; und
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6 einen
Querschnitt der 5.
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5 und 6 zeigen
einen Spiegeltragarm nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
in Draufsicht bzw. Querschnitt. Der Spiegeltragarm umfaßt einen
ersten Arm 1, der an einem Fahrzeug (nicht dargestellt)
befestigbar ist. An diesem ist ein zweiter Arm 2 drehbar
um eine Achse 3 befestigt. Hierzu weisen erster und zweiter
Arm entsprechend komplementär
geformte Aussparungen und Vorsprünge
in horizontaler Richtung auf, wie in 6 schematisch
dargestellt.
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Der
zweite Arm 2 ist damit aus einer in 1 dargestellten
Fahrposition (in der ein Spiegelkopf 5, der an dem zweiten
Arm – beispielsweise
mittels Kugelgelenk verstellbar – befestigt ist, so angeordnet ist,
daß der
im Spiegelkopf 5 angeordnete Frontspiegel (nicht dargestellt)
den vorbestimmten Blickwinkel aufweist) in eine in 3 gezeigte
Abklappposition (in der der Spiegelkopf 5 im wesentlichen
an die Fahrzeugkontur geklappt ist) in einer in 1 als Pfeil
dargestellten Drehrichtung A hin- und rückdrehbar.
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In
den horizontalen Vorsprüngen
des ersten Arms 1 sind je zwei in der Drehrichtung A voneinander
beabstandete Rastausnehmungen 6a ausgebildet, die in 5 strichliert
angedeutet sind. Die horizontalen Vorsprünge des zweiten Armes 2 weisen
je eine Rastnase 6b auf, die in die Rastausnehmungen 6a formschlüssige eingreifen
kann.
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In 5 und 6 ist
der zweite Arm 2 in einer Fahrposition angeordnet. Dabei
greifen die Rastnasen 6b in die in der Drehrichtung A ersten Rastausnehmungen 6a ein.
Durch Tellerfedern 7 werden erster und zweiter Arm in vertikaler
Richtung gegeneinander verspannt, so daß die Rastnasen in die Rastausnehmungen
gedrückt
werden und in diesen einrasten. Hierzu können beispielsweise die Drehachsen 3 jeweils
in die horizontalen Vorsprünge des
zweiten Arms 2 eingeschraubt sein.
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Wird
der zweite Arm 2 in der Drehrichtung A gegenüber dem
ersten Arm 1 gedreht, so geben die horizontalen Vorsprünge des
ersten und zweiten Arms gegen die Vorspannung der Tellerfedern 7 soweit
nach, daß die
Rastnasen 6b aus den in der Drehrichtung A ersten Rastausnehmungen
herausgleiten. Bei Erreichen der Abklappposition rasten die Rastnasen 6b dann
unter der Vorspannung der Tellerfedern 7 in den in der
Drehrichtung A zweiten Rastausnehmungen ein und fixieren so wiederum den
zweiten Arm.
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Die
dargestellte Rastverbindung dient nur der schematischen Erläuterung.
Gleichermaßen
können
die Rastnasen auch an dem ersten Arm ausgebildet sein, es können jeweils
mehrere Rastnasen gleichzeitig in entsprechende Rastausnehmungen eingreifen
und es können
auch an Stelle der dargestellten zwei Positionen mehrere Fahr- und
oder Abklapppositionen vorgesehen sein, indem entsprechend mehrere
Rastnasen bzw. -ausnehmungen in Drehrichtung A verteilt sind.
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In
einer nicht dargestellten Ausführung
sind die Rastnasen nicht integral mit einem Arm ausgebildet, sondern
auf einem separaten Rastelement, welches seinerseits unter Federvorspannung
horizontal oder vertikal in dem Arm gleiten kann. Wie bei der dargestellten
Ausführung
werden auch hier die Rastnasen unter Federvorspannung in entsprechende Ausnehmungen
gedrückt
und rasten in diesen ein. Durch Verschieben des Rastelements entgegen
der Federvorspannung kann der zweite Arm in Drehrichtung A verdreht
werden.
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Zwischen
erstem und zweitem Arm ist ein Federelement in Form einer Zugfeder 4 derart
angeordnet, daß es
in der Fahrposition auf den zweiten Arm ein Drehmoment entgegen
der Drehrichtung A und in der Abklappposition ein Drehmoment in
der Drehrichtung A aufprägt.
Hierzu ist die Zugfeder beidseitig horizontal außerhalb der Drehachse 3 angelenkt.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die Zugfeder 4 maximal
ausgelenkt, wenn ihre Achse durch die Drehachse 3 verläuft. Die
Zugfeder weist in dieser Totpunktposition ihre maximale Federkraft
auf, die jedoch kein Drehmoment um die Drehachse 3 erzeugt, sondern
den zweiten Arm 2 in Federrichtung zum ersten Arm 1 hin
zieht.
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Befindet
sind der zweite Arm 2 in der in 1 bezeichneten
Drehrichtung A noch vor dieser Totpunktposition, also näher bei
der Fahrposition, die in 1 dargestellt ist, übt die Feder 4 neben
einer zur Drehachse 3 gerichteten Federkraftkomponente N
auch eine Kraft Q entgegen der Drehrichtung A aus, wie das Kräftediagramm
von 4 zeigt. Darin bezeichnet F die von der Zugfeder
auf den zweiten Arm ausgeübte
Kraft, die sich in eine Normalkraft N, die kein Drehmoment erzeugt,
und eine Querkraft Q aufteilt, die ein Drehmoment entgegen der Drehrichtung
A auf den zweiten Arm erzeugt.
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Daher
wird im Bereich zwischen der Fahrposition in 1 und der
Totpunktposition in 2 durch die Zugfeder 4 stets
ein Drehmoment entgegen der Drehrichtung A auf den zweiten Arm 2 ausgeübt, das
diesen in die Fahrposition zurückstellt
bzw. in dieser vorspannt. In der Fahrposition selber wird der zweite
Arm, wie oben erläutert,
durch die eingerastete Rastnase 6b gegen eine weitere Verdrehung
entgegen der Drehrichtung A fixiert. Zusätzlich kann hierzu ein entsprechender,
die Drehbewegung des zweiten Arms 2 begrenzender Anschlag
vorhanden sein (nicht dargestellt).
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Befindet
sind umgekehrt der zweite Arm 2 in der in 1 bezeichneten
Drehrichtung A hinter der Totpunktposition, also näher bei
der Abklappposition, die in 3 dargestellt
ist, übt
die Feder 4 neben der zur Drehachse 3 gerichteten
Federkraftkomponente N auch eine Kraft Q in der Drehrichtung A aus.
Daher wird im Bereich zwischen der Totpunktposition in 2 und
der Abklappposition in 3 durch die Zugfeder 4 stets
ein Drehmoment in der Drehrichtung A auf den zweiten Arm 2 ausgeübt, das
diesen in die Abklappposition weiterdreht bzw. in dieser vorspannt. In
der Abklappposition selber wird der zweite Arm, wie oben erläutert, durch
die eingerastete Rastnase 6b gegen eine weitere Verdrehung
in der Drehrichtung A fixiert. Zusätzlich kann auch hierzu ein
entsprechender, die Drehbewegung des zweiten Arms 2 begrenzender
Anschlag vorhanden sein (nicht dargestellt).
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Je
nach Anordnung der Zugfeder 4 zwischen erstem und zweitem
Arm kann – alternativ
zu der hier schematisch dargestellten symmetrischen Anordnung – auch ein
größeres oder
kleineres Rückstellmoment
in die Fahrposition im Vergleich zum weiterstellenden Moment in
die Abklappposition realisiert werden. Hierzu kann beispielsweise
in 5 der Anlenkpunkt der Zugfeder 4 am zweiten
Arm 2 außermittig
verschoben werden. Gleichermaßen
kann beispielsweise auch der Anlenkpunkt am ersten Arm 1 verschoben
werden – insoweit
zeigen 1–6 nur
das schematische Prinzip.
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Wie
in 6 dargestellt, ist das Federelement 4 bevorzugt
innerhalb der beiden Arme 1, 2 angeordnet, um
den Windwiderstand zu reduzieren.