Beschreibung

Positioniereinrichtung für eine Combinerscheibe einer Head- Up-Anzeige eines Fahrzeugs

Die Erfindung bezieht sich auf eine Positioniereinrichtung für eine Combinerscheibe einer Head-Up-Anzeige eines Fahr ^¬ zeugs, mit einem reversierbaren Drehantrieb, von dem eine Combinerkinematik antreibbar ist, durch die die Combiner ^¬ scheibe zwischen einer Ruheposition in einem Gehäuse und ei ^¬ ner aus einer Öffnung des Gehäuses herausragenden Arbeitspo ^¬ sition bewegbar antreibbar ist, wobei in der Arbeitsposition Strahlengänge von einer bildgebenden Einheit und einem Optik ^¬ modul im Gehäuse auf die Combinerscheibe zu führen.

Bei einer Head-Up-Anzeige mit einer derartigen Positionier ^¬ einrichtung für eine Combinerscheibe wird das virtuelle Bild mittels der optisch wirksamen Combinerscheibe erzeugt, die vorzugsweise vor dem Fahrer zwischen Windschutzscheibe und Armaturenbrett positioniert ist. Diese Combinerscheibe muss in die Ruheposition einfahrbar sein, um Beschädigungen vorzu ^¬ beugen und um sie bei deaktivierter Head-Up-Anzeige aus dem Sichtbereich des Fahrers zu bewegen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Positioniereinrich ^¬ tung für eine Combinerscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem und Bauraum sparendem Aufbau ei ^¬ nen erhöhten Schutz der in Ruheposition befindlichen Combi ^¬ nerscheibe gegen Beschädigungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Combinerkinematik in der Ruheposition der Combinerscheibe in den Bereich der Strahlengänge zwischen dem Optikmodul und der Combinerscheibe ragt und in der Arbeitsposition aus dem Be ^¬ reich der Strahlengänge herausbewegt ist. In ihrer Ruheposition ist die Combinerscheibe im Gehäuse ge ^¬ gen Beschädigungen geschützt. Da die Combinerkinematik in der Ruheposition sich in dem dann nicht genutzten Bereich der Strahlengänge zwischen dem Optikmodul und der Combinerscheibe befindet und nur in der Arbeitsposition aus dem Bereich der Strahlengänge herausbewegt ist, wird nur ein geringer Bauraum benötigt, der insbesondere wenig Raum außerhalb der Strahlen ^¬ bereiche benötigt. Dies ermöglicht es, auch ohne mehr Bauraum zu benötigen, die Combinerscheibe großflächig auszuführen. Damit kann auch die Öffnung in der Armaturentafel, durch die die Combinerscheibe aus dem Gehäuse in ihre Arbeitsposition bewegt wird, seitlich schmal und damit nur unwesentlich brei ^¬ ter als die Combinerscheibe ausgebildet werden.

Diese Öffnung kann in der Ruheposition auch noch durch eine Scheibe oder ein Deckglas abgedeckt werden. Damit wären auch die optischen Komponenten geschützt.

Die Combinerkinematik kann zwei Klappeinheiten aufweist, von denen jeweils eine auf einer Seite des Bereichs der Strahlen ^¬ gänge quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, wobei jede Klappeinheit mindestens zwei Klapparme besitzt, wobei erste Klapparme der Klappeinheiten mit ihren einen Enden um zur Fahrzeuglängsachse parallele erste Klappachsen schwenkbar antreibbar sind, wobei sich die erste Achsen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung außerhalb des Bereichs Strahlengangs zwischen dem Optikmodul und der Combinerscheibe erstrecken und wobei jeweils der erste Klapparm an seinem zweiten Ende über eine zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Klappachse mit einem ersten Ende eines zweiten Klapparms der Klappeinheit schwenkbar verbunden ist, dessen zweites Ende um eine zur Fahrzeuglängsrictung parallele zweite Achse mit der Combiner ^¬ scheibe schwenkbar verbunden ist.

In eingeklappter Ruhelage der Klapparme ragen die Klappein ^¬ heiten zueinander gerichtet in den Bereich der Strahlengänge, während sie in der aufgeklappten Arbeitsposition im Wesentli ^¬ chen gestreckt nach oben gerichtet sind.

In einfacher, wenig Bauraum benötigender Weise kann zum

Klappantrieb an den ersten Enden der ersten Klapparme jeweils ein Kulissenstein angeordnet sein, wobei die Kulissensteine jeweils in eine Kulisse an in Fahrzeuglängsrichtung festen, zueinander parallelen Kulissenträgern ragen, wobei sich die Kulissen in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und in Richtung zum Fahrzeugende hin eine Neigung zum Inneren des Gehäuses aufweisen und wobei die ersten Klapparme reversibel in Fahr ^¬ zeuglängsrichtung bewegbar antreibbar sind.

Durch die Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung bewirkt die Nei- gung der Kulissen ein Verschwenken der ersten Klapparme aus der Ruheposition in die Arbeitsposition und umgekehrt.

Um beim Aufklappen im Endbereich eine beschleunigte Bewegung zu erreichen, kann die Neigung der Kulissen in ihren zum Fahrzeugende hin gerichteten Endbereichen progressiv ausge ^¬ bildet sein.

Ein einfacher und geringen Bauraum benötigender Bewegungsan ^¬ trieb der ersten Klapparme in Fahrzeuglängsrichtung wird da- durch erreicht, dass die ersten Enden der ersten Klapparme

Spindelmuttern aufweisen, die auf sich in Fahrzeuglängsrich ^¬ tung erstreckenden, an den Kulissenträgern drehbar gelagerten Spindeln angeordnet sind, welche reversierbar drehbar

antreibbar sind.

Dabei können die Spindeln gleichzeitig die Schwenkachsen bil ^¬ den, auf denen die ersten Klapparme mit ihren Spindelmuttern schwenkbar gelagert sind. Zur Stabilisierung können die Kulissenträger an ihren einen Enden durch eine Querstrebe zu einem Gestell verbunden sein. Um die eingeklappte Combinerkinematik noch weiter in das Ge ^¬ häuse absenken zu können, kann das Gestell um eine im Bereich der Querstrebe sich quer zur Fahrzeuglängsachsrichtung er ^¬ streckende Gestellachse schwenkbar antreibbar sein, wobei die Gestellachse an den in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Endbe ^¬ reichen der Kulissenträger angeordnet ist.

Dabei kann das Gestell zwischen einer Ruheposition mit zum Gehäuseunteren geneigten Kulissenträgern und einer Arbeitspo- sition mit waagrecht sich erstreckenden Kulissenträgern schwenkbar antreibbar sein.

Zum Schwenkantrieb des oder der Kulissenträger kann auf der Außenseite zumindest eines der Kulissenträger eine reversier- bar drehbar antreibbare Antriebsscheibe angeordnet sein, die um eine sich quer zur Fahrzeuglängsachsrichtung erstreckende Antriebsachse drehbar gelagert ist und an ihrer dem Kulissen ^¬ träger zugewandten Seite eine spiralartige Antriebskulisse aufweist, in die ein Antriebskulissenstein des Kulissenträ- gers bewegbar geführt ist, wobei sich der Antriebskulissen ^¬ stein in der Ruheposition im Bereich des radial inneren Endes und in der Arbeitsposition im Bereich des radial äußeren En ^¬ des der Antriebskulisse befindet. Zum gleichmäßigen Antrieb beider Kulissenträger ist vorzugs ^¬ weise auf den Außenseiten jedes Kulissenträgers eine An ^¬ triebsscheibe angeordnet, die um eine quer zur Fahrzeuglängs ^¬ achsrichtung erstreckende gemeinsame Antriebsachse drehbar gelagert sind, wobei eine erste der Antriebsscheiben die re- versierbar drehbar antreibbare Antriebsscheibe ist und die zweite Antriebsscheibe über eine Koppelwellenverbindung von der ersten Antriebsscheibe drehbar antreibbar ist.

Weist die reversierbar drehbar antreibbare Antriebsscheibe und ggf. die zweite Antriebsscheibe ein konzentisches Zahn ^¬ segment auf, in das ein auf der Spindel drehfest angeordnetes Ritzel eingreifbar ist, so sind durch die Antriebsscheibe bauteilsparend nicht nur die Kulissenträger schwenkbar son ^¬ dern auch die Combinerkinematik in Fahrzeuglängsrichtung be ^¬ wegbar antreibbar. Vorzugsweise weisen dabei das Zahnsegment und das Ritzel eine Hypoidverzahnung auf.

Die erste Antriebsscheibe und die zweite Antriebsscheibe kön ^¬ nen jeweils eine Stirnradverzahnung aufweisen, in die jeweils ein drehfest auf einer drehbar gelagerten Koppelwelle ange ^¬ ordnetes Koppelzahnrad eingreift.

Zum Drehantrieb der ersten Antriebsscheibe kann die rever- sierbar drehbar antreibbare Antriebsscheibe einen Zahnkranz aufweisen, in die ein Antriebselement eines reversierbaren Antriebsmotors eingreift.

Vorzugsweise weist dabei das Antriebselement eine Schnecken ^¬ welle und der Zahnkranz eine Schrägverzahnung auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zei ^¬ gen : Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Positionier ^¬ einrichtung in der Ruhestellung,

Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Positionier ^¬ einrichtung nach Figur 1 mit aus der Ruhestellung aufgerichteter Stellung der Combinerscheibe,

Figur 3 eine perspektivische Darstellung der Positionier ^¬ einrichtung nach Figur 1 mit teilangehobener Stel ^¬ lung der Combinerscheibe,

Figur 4 eine perspektivische Darstellung der Positionier ^¬ einrichtung nach Figur 1 mit vollangehobener Stel- lung vor Feinverstellungsposition der Combiner scheibe,

Figur 5 eine perspektivische Darstellung der Positionier ^¬ einrichtung nach Figur 1 mit in Arbeitsposition an gehobener feinverstellter Position der Combiner- scheibe,

Figur 6 einen perspektivische Explosionsdarstellung der Po- sitioniereinrichtung nach Figur 1 mit in Arbeitspo sition angehobener feinverstellter Position der Combinerscheibe,

Figur 7 eine perspektivische Darstellung eines Kulissenträ- gers und eines ersten Klapparms der Positionierein richtung nach Figur 1.

Die in den Figuren dargestellte Positioniereinrichtung für eine Combinerscheibe 14 einer Head-Up-Anzeige in einem Fahr- zeug weist ein als U-förmiger Rahmen ausgebildetes Gestell 1 auf, das aus zwei parallel im Abstand zueinander sich erstre ^¬ ckenden Kulissenträgern 2, 2' besteht, die an ihren einen En ^¬ den durch eine Querstrebe 3 miteinander verbunden sind. Das Gestell 1 ist um eine Gestellachse 5 schwenkbar, die sich quer zur Fahrzeuglängsachsrichtung 4 im Bereich der Querstre ^¬ be 3 erstreckt.

Der von den Kulissenträgern 2, 2 ^x und der Querstrebe 3 um- schlossene Bereich ist der Bereich 6 der Strahlengänge, die von einer nicht dargestellten bildgebenden Einheit über ein Optikmodul in einem ebenfalls nicht dargestellten Gehäuse auf eine Combinerscheibe 7 führen. Die Kulissenträger 2, 2 ^x weisen an ihren beiden Enden Lager 8, 8 ^x auf, in denen sich parallel zu den Kulissenträgern 2, 2 ^x sich erstreckende Spindeln 9, 9 ^x drehbar gelagert sind. Auf den Spindeln 9, 9 ^x sind Spindelmuttern 10, 10 ^x angeord ^¬ net, die sich an ersten Enden 11, 11 ^x von ersten Klapparmen 12, 12 ^x befinden. Die ersten Klapparme 12, 12 ^x erstrecken sich radial zu den Spindeln 9, 9 ^x und sind an ihren zweiten Enden 13, 13 ^x über Verbindungsstücke 14, 14 ^x mit den ersten Enden 15, 15 ^x zweiter Klapparme 16, 16 ^x um zwei zu den Spin ^¬ delmuttern 10, 10 ^x parallele Klappachsen 17, 17 ^x schwenkbar verbunden .

Die zweiten Enden 18, 18 ^x der zweiten Klapparme 16, 16 ^x sind wiederum an den Seitenbereichen der Combinerscheibe 7 um zu den Spindeln 9, 9 ^x parallele Achsen 19, 19 ^x schwenkbar ange ^¬ lenkt. Durch die Combinerscheibe 7 ist der Bereich 6 der Strahlengänge überdeckbar.

Im Bereich der Spindelmuttern 10, 10 ^x weisen die Kulissenträ ^¬ ger 2, 2 ^x an ihren einander zugewandten Seiten Kulissen 20 auf, die sich entlang der Längserstreckung der Kulissenträger 2, 2 ^x erstrecken und in ihrem sich von der Querstrebe 3 ent ^¬ fernenden Verlauf zum Inneren des Gehäuses (nach unten) ge ^¬ neigt sind. In ihren der Querstrebe 3 entfernten Endbereich 21 weist die Neigung einen progressiven Verlauf auf. In die Kulissen 20 ragen Kulissensteine 22, die im Bereich der Spindelmuttern 10, 10 ^x an den ersten Enden 11, 11 ^x der ersten Klapparme 12, 12 ^x angeordnet sind (Figur 7) .

An den einander abgewandten Außenseiten der Kulissenträger 2, 2 ^x sind jeweils radförmige Antriebsscheiben 23, 23 ^x um eine sich parallel zur Gestellachse 5 sich erstreckende Antriebs ^¬ achse 24 drehbar angeordnet.

Die Antriebsscheiben 23 weist an ihrem radial umlaufenden Um- fang einen Zahnkranz 25 mit Schrägverzahnung und daneben ei ^¬ nen Zahnkranz 26 mit Stirnverzahnung auf, während die An ^¬ triebsscheibe 23 ^x nur mit einem Zahnkranz 26 ^x mit Stirnver- zahnung versehen ist, die der Stirnverzahnung des Zahnkranzes 26 entspricht.

In den Zahnkranz 25 mit Schrägverzahnung greift eine Schne- ckenwelle 29 eines reversierbaren Antriebsmotors 30 zum Dreh ^¬ antrieb der Antriebsscheibe 23 ein.

In die Zahnkränze 26, 26 ^x mit Stirnverzahnungen greifen je ^¬ weils Koppelzahnräder 27, 27 ^x ein, die auf einer drehbar ge- lagerten, sich parallel zur Gestellachse 5 erstrecken den

Koppelwelle 28 angeordnet sind. Damit wird die Drehbewegung der Antriebsscheibe 23 auf die Antriebsscheibe 23 ^x übertra ^¬ gen . An ihren den Kulissenträgern 2, 2 ^x zugewandten Stirnseiten weisen die Antriebsscheiben 23, 23 ^x nutartig ausgebildete spiralartig verlaufende Antriebskulissen 31 auf, in die An ^¬ triebskulissensteine 32 eingreifen, die an den Außenseiten der Kulissenträger 2, 2 ^x angeordnet sind.

An den der Querstrebe 3 entgegengesetzten Enden der Spindeln 9, 9 ^x sind Ritzel 33, 33 ^x angeordnet, die in an den einander zugewandten Stirnseiten der Antriebsscheiben 23, 23 ^x konzen ^¬ trisch zur Antriebsachse 24 angeordnete Zahnsegmente 34 ein- greifbar sind.

Zur Stabilisierung sind die der Querstrebe 3 entgegengesetz ^¬ ten Enden der Kulissenträger 2, 2 ^x durch einen Schlitten 35 miteinander verbunden.

Figur 1 zeigt die Positioniereinrichtung in der Ruhestellung, in der sich die Combinerscheibe 7 innerhalb des nicht darge ^¬ stellten Gehäuses befindet und die Klapparme 12, 12 16, 16 ^x zueinander gerichtet in den Bereich 6 der Strahlengänge ra- gen. Wird nun die Antriebsscheibe 23 von dem Antriebsmotor 30 drehbar angetrieben und damit auch die Antriebsscheibe 23 ^x drehbar angetrieben, bewegen sich die Antriebskulissensteine 32, 32 ^x in den Antriebskulissen 31 aus deren radial inneren Bereichen in Richtung zu den radial äußeren Bereichen, wo ^¬ durch die Kulissenträger 2, 2 ^x aus ihrer nach unten geneigten Ruhelage bis in eine annähernd waagrechte Lage geschwenkt werden . Ist die annähernd waagrechte Lage erreicht, gelangen auch die Ritzel 33, 33 ^x an dem einen Ende des Zahnsegments 34 in Ein ^¬ griff mit diesem (Figur 2) .

Bei der weiteren Drehbewegung der Antriebsscheiben 23, 23 ^x werden nun über die Ritzel 33, 33 ^x auch die Spindeln 9, 9 ^x drehbar angetrieben, so dass sich die Spindelmuttern 10, 10 ^x aus ihrer der Querstrebe 3 nahen Lage zu den der Querstrebe 3 entfernten Lage hin bewegen. Die in die nutartigen Kulissen 20 eingreifenden Kulissenstei ^¬ ne 22 bewegen sich in den Kulissen 20 und schwenken aufgrund der Neigung der Kulissen 20 die ersten Klapparme 12, 12 ^x aus ihrer in den Bereich 6 ragenden Ruhelage in eine aufrechte Lage. Dabei werden zwangsweise auch die zweiten Klapparme 16, 16 ^x in ihre aufrechte Lage geklappt, so dass nun der Bereich 6 frei für die Strahlengänge von dem Optikmodul zur Combiner- scheibe 7 wird (Figur 3) .

Haben die Klapparme 12, 12 16, 16 ^x ihre zueinander ge- streckte Lage erreicht (Figur 4), haben auch die Ritzel 33, 33 ^x das andere Ende des Zahnsegments 34 erreicht und kommen von diesem außer Eingriff.

Die nun für die Antriebskulissensteine noch zur Verfügung stehenden radial äußeren Endbereiche 36 der Antriebskulissen 31 haben nur noch eine geringe Steigung. Innerhalb dieser Endbereiche 36 kann nun eine Feinverstellung der Neigung der Combinerscheibe 7 erfolgen, so dass sie genau auf die Positi ^¬ on der Augen des jeweiligen Fahrers des Fahrzeugs gerichtet werden kann (Figur 5) und ihre Arbeitsposition erreicht hat. Bei Drehrichtungsumkehr erfolgt ein umgekehrter Bewegungsab ^¬ lauf, bis wieder die Ruheposition erreicht ist.