-
Technisches
Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft einen ausklappbarer Monitor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
mit einer Antriebseinheit, mit der der Monitor um eine Drehachse
aus einer im Wesentlichen horizontalen Nichtgebrauchslage in eine
im Wesentlichen vertikale Gebrauchlage und umgekehrt schwenkbar
ist.
-
Aus
der
DE 43 09 151 A1 ist
ein Monitor für den
Einsatz in einem Autobus bekannt, bestehend aus einem Gehäuse, einer
Bildröhre
und zwei Leisten oder Vorsprüngen,
die in korrespondierende Leisten oder Vorsprünge unter dem Himmel des Autobusses eingeschoben
und durch eine Sicherung in ihre Stellung einer gegenseitigen Verhakung
gehalten werden. Einer der Nachteile ist, dass der Monitor fest
am Autobushimmel befestigt ist und somit viel Bauraum innerhalb
des Busses benötigt,
auch wenn der Monitor nicht aktiviert ist.
-
Des
Weiteren ist es allgemein bekannt, in Kraftfahrzeugen, beispielsweise
in Reisebussen, Videoanlagen mit einer Vielzahl an Monitoren auszustatten.
An den Monitoren ist eine Schwenkvorrichtung befestigt, wodurch
die Monitore aus einer Vertiefung des Reisebusdaches automatisch
in eine Gebrauchslage ausgeklappt und in eine Nichtgebrauchslage
wieder zurück
in ihre Position eingeklappt werden können. Hierbei befindet sich
die Drehachse im oberen Bereich des Monitors. Beim Schwenkvorgang
ist jedoch nachteiligerweise ein hohes Drehmoment erforderlich,
da der Monitor ein relativ hohes Gewicht aufweist. Dementsprechend
ist eine starke Antriebseinheit notwendig, die eine Schwenkbewegung
des Monitors zuverlässig
ausführen
kann. Auch zum Halten des Monitors in eingeklappter Position (Ruhelage)
muss die Antriebseinheit eine entsprechende Kraft beziehungsweise
ein Drehmoment auf den Monitor ausüben, da in dieser Lage das
durch die Schwerkraft wirkende Moment (Schwerkraftmoment) am größten ist.
-
Darstellung der Erfindung,
Aufgabe, Lösung,
Vorteile
-
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen ausklappbaren Monitor
zu schaffen, welcher die oben genannten Nachteile vermeidet, insbesondere
ein einfacher und kostengünstiger
Monitor zur Verfügung
gestellt wird, der durch eine kleine und kompakte Antriebseinheit
verschwenkbar ist.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein ausklappbarer Monitor mit den Merkmalen
des Anspruches 1 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind
bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
-
Dazu
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Monitor ein Feder-Hebel-System umfasst, das im Wesentlichen
ein Moment auf den Monitor ausübt, das
in jeder Lage des Monitors entgegengesetzt dem aufgrund der Masse
des Monitors wirkenden Schwerkraftmoment nahezu entspricht. Das
erfindungsgemäße Feder-Hebel-System ist
derart mit dem Monitor in Wirkverbindung, dass das Drehmoment, das
durch die Schwerkraft entsteht, in jeder Lage des Monitors weitestgehend
aufgehoben ist. Das Schwerkraftmoment lässt sich hierbei durch folgende
mechanische Gleichung ermitteln: MS =
cos(α) L
m
-
Hierbei
entspricht m der Monitormasse, L dem Abstand zwischen der Drehachse
und dem Monitorschwerpunkt, und α dem
Schwenkwinkel des Monitors um die Drehachse (0° = Monitor in Nichtgebrauchslage;
90° = Monitor
in Gebrauchslage).
-
Das
Feder-Hebel-System erzeugt ein Drehmoment, das dem Schwerkraftmoment
entgegengesetzt ist, wobei beide Drehmomente nahezu den gleichen
Betrag aufweisen. Erfindungsgemäß ist das
Feder-Hebel-System so ausgebildet, dass in jeder Schwenkposition
ein entsprechend entgegengerichtetes Drehmoment auf den Monitor
einwirkt, so dass das Schwerkraftmoment in jeder Schwenkwinkellage α weistestgehend
aufgehoben wird. Eine derartige Ausgestaltung des ausklappbaren
Monitors hat den wesentlichen Vorteil, dass nur eine sehr geringe
Kraft beziehungsweise ein geringes Drehmoment von der Antriebseinheit
während
des Schwenkvorganges des Monitors ausgeübt werden muss. Folglich kann
eine leistungsschwache Antriebseinheit eingesetzt werden, die lediglich
einen geringen Bauraum benötigt. Somit
wird eine kompakte und kostengünstige
Vorrichtung geschaffen, mit der gleichzeitig eine zuverlässige Funktionsweise
des ausklappbaren Monitors gewährleistet
ist.
-
Ein
weiterer, wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen klappbaren Monitors ist,
dass die Größe des verwendeten
Monitors und somit auch dessen Gewicht für die Antriebseinheit keine
Rolle spielt, da das Feder-Hebel-System individuell hinsichtlich
des eingesetzten Monitors angepasst ist, so dass in jeder Schwenkposition
des Monitors das Schwerkraftmoment durch das aufgrund des Feder-Hebel-Systems
wirkende Drehmoment aufgehoben ist. Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung
durch eine geringe Schwenkzeit des Monitors von der Nichtgebrauchslage
in die Gebrauchslage und umgekehrt aus.
-
Vorzugsweise
umfasst das Feder-Hebel-System eine Federeinheit und ein Hebelelement, das
an der Drehachse angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung
kann die Federeinheit am Hebelelement in einem bestimmten Abstand
zur Drehachse angeordnet sein. Dieser Abstand zur Drehachse ist
notwendig, damit die wirkende Federkraft der Federeinheit ein entsprechendes
Moment erzeugt, welches dem Schwerkraftmoment des Monitors entgegenwirkt.
In einer Ausführungsform
der Erfindung ist das Hebelelement mit einem Befestigungsmittel ausgebildet,
der zum Beispiel ein Bolzen sein kann. Alternative Befestigungsmittel
sind selbstverständlich
denkbar. Die Federeinheit, die beispielsweise eine Zugfeder sein
kann, ist am Befestigungsmittel des Hebelelementes angeordnet.
-
Bei
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
steht die Federeinheit mit einem ersten Ende mit dem Monitor in
Wirkverbindung. Mit einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ist
die Federeinheit wirkverbindungsfrei zum Monitor angeordnet. Hierbei
kann die Federeinheit mit dem ersten Ende an einem am Monitor angeordneten
Haltemittel und mit dem zweiten Ende am Befestigungsmittel des Hebels
befestigt sein. Die vorzugsweise als Zugfeder ausgebildete Federeinheit übt mit ihrem
ersten Ende eine Kraft direkt auf den Monitor aus, die zum zweiten
Ende der Federeinheit gerichtet ist. Während der Schwenkbewegung dreht
sich hierbei das erste Ende der Federeinheit mit dem Monitor mit.
Das zweite Ende der Federeinheit übt eine Zugkraft auf das Befestigungsmittel
sowie auf den Hebel aus. Da der Hebel jedoch in dieser Ausführungsform
starr (unbeweglich) – beispielsweise
an einer Wandung des Kraftfahrzeugdaches – angeordnet ist, wird die
wirkende Zugkraft am zweiten Ende der Federeinheit durch den Hebel
vollständig aufgenommen.
Das zweite Ende der Federeinheit ist somit wirkverbindungsfrei zum
Monitor angeordnet, das bedeutet, dass es an dieser Stelle zu keiner
Kräfteübertragung
auf den Monitor kommt. Erfindungsgemäß ist die Geometrie des Feder-Hebel-Systems sowie die
Federkraft der Federeinheit derart abgestimmt, dass das erste Ende
der Federeinheit in jeder Schwenkposition des Monitors ein Moment
erzeugt, welches das Schwerkraftmoment im Wesentlichen aufhebt.
Während
des Schwenkvorganges verändert das
zweite Ende der Federeinheit seine Position nicht.
-
In
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann die Federeinheit mit dem zweiten Ende an einem
kontaktlos zum Monitor ausgeführten Fixierungsmittel
und mit dem ersten Ende am Befestigungsmittel des Hebels befestigt
sein, der während des
Schwenkvorganges des Monitors sich mitdreht. Das Fixierungsmittel
kann beispielsweise an der Fahrzeugdachwandung angeordnet sein und
in einer Ausführung
der Erfindung die Form eines Stiftes einnehmen, an den das zweite
Ende der Federeinheit eingehängt
werden kann. Das erste Ende der Federeinheit übt eine Kraft auf das Befestigungsmittel
aus, die über
den Hebel auf den Monitor übertragen
wird. Diese Wirkverbindung zwischen der Federeinheit und dem Monitor
ermöglicht,
dass ein Drehmoment durch das Feder-Hebel-System erzeugt werden kann,
das in allen Schwenklagen des Monitors das wirkende Schwerkraftmoment
aufhebt.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Antriebseinheit im Monitor, der gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ein LCD-Bildschirm ist, integriert. Da das auf den Monitor wirkende
Schwerkraftmoment durch das Feder-Hebel-System aufgehoben wird,
ist lediglich eine kleine Antriebseinheit, die problemlos in den
Monitor eingebaut werden kann, für
die Schwenkbewegung des Monitors von der Nichtgebrauchslage in die
Gebrauchlage und umgekehrt notwendig. Im Gegensatz dazu ist es bei
den im Stand der Technik bekannten klappbaren Monitoren üblich eine
Schwenkvorrichtung mit der Antriebseinheit um den Monitor herumzukonstruieren,
wodurch nachteiligerweise viel Bauraum benötigt wird. Durch die Integrierung
der Antriebseinheit in den Monitor ergibt sich ferner der Vorteil,
dass der Monitor bei eventuell auftretenden Defekten ohne großen Montageaufwand
einfach und in kurzer Zeit ausgebaut werden kann.
-
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform,
ist auch vorgesehen, dass in Nichtgebrauchslage der Monitor (100)
in einer Vertiefung eines Kraftfahrzeugdaches aufgenommen ist, so
dass zusätzlich
Bauraum eingespart wird.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die
in den Ansprüchen
und in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
-
1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen ausklappbaren Monitors
mit einem Feder-Hebel-System, und
-
2 eine
Seitenansicht einer alternativen Ausgestaltung eines ausklappbaren
Monitors.
-
Bester Weg
zur Ausführung
der Erfindung
-
1 zeigt
einen ausklappbaren Monitor 100, der in einem nicht dargestellten
Kraftfahrzeug – beispielsweise
in einem Bus – angeordnet
ist. Der Monitor 100 befindet sich in der gezeigten Darstellung
in einer horizontalen Nichtgebrauchslage. In dieser Stellung ist
der Monitor 100 vorzugsweise in einer nicht dargestellten
Vertiefung des Kraftfahrzeugdaches aufgenommen, wobei die Vertiefung
im Wesentlichen der Form des Monitors 100 angepasst ist.
Aus dieser versenkten Lage ist der Monitor 100 um eine Drehachse 10 in
eine vertikale Gebrauchslage schwenkbar. Die Schwenkrichtung ist
durch die Pfeildarstellung in 1 dargestellt.
Die vertikale Gebrauchslage ist in 1 sowie
in 2 zeichnerisch durch eine gestrichelte Darstellung
der Monitorkontur 100 angedeutet. Bei dem Monitor 100 handelt
es sich um einen LCD-Bildschirm.
-
Dem
Monitor 100 kann beispielsweise eine nicht dargestellte
Bedienungseinrichtung zur Steuerung – beispielsweise zur Programmwahl – zugeordnet
sein, die zum Beispiel als Flachbauteil in dem Fahrzeugsitz oder
dessen Kopfstütze
versenkbar angeordnet werden kann und über eine Kabelverbindung oder über eine
drahtlose Verbindung mit dem Monitor 100 in Kontakt ist.
-
Der
schwenkbare Monitor 100 weist des Weiteren ein Feder-Hebel-System 11,12 auf,
das im Wesentlichen aus einer Federeinheit 11 und einem Hebelelement 12 besteht.
Die Federeinheit 11 ist als Zugfeder ausgebildet. Bei der
Federeinheit 11 kann es sich in einer weiteren Ausführungsform
beispielsweise auch um eine Gasfeder handeln.
-
Gemäß 1 steht
die Federeinheit 11 mit einem ersten Ende 14 mit
dem Monitor 100 in Wirkverbindung. Hierbei weist der Monitor 100 ein
Haltemittel 16 in Form eines Stiftes auf, an dem die Federeinheit 11 eingehängt ist.
Des Weiteren weist die Federeinheit 11 ein dem ersten Ende 14 gegenüberliegendes
zweite Ende 15 auf, welches wirkverbindungsfrei zum Monitor 100 an
einem Befestigungsmittel 13 des Hebels 12 angeordnet
ist. Das Befestigungsmittel 13 ist als Bolzen ausgebildet,
der einstückig
mit dem Hebel 12 verbinden ist. Der Hebel 12 besteht
im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem metallischen Material und ist fest an einer nicht dargestellten
Wandung angeordnet. Der Hebel 12 kann beispielsweise formschlussig
und/oder kraftschlüssig
und/oder stoffschlüssig
mit der Wandung verbunden sein. In einem bestimmten Abstand zum Bolzen 13 weist
der Hebel 12 eine Öffnung
auf, in der eine als Drehachse 10 für den Monitor 100 ausgebildete
Welle drehbar gelagert ist.
-
Die
Federeinheit 11 übt
am Befestigungsmittel 13 und am Haltemittel 16 jeweils
eine bestimmte Zugkraft aus. Da das zweite Ende 15 der
Federeinheit 11 wirkverbindungsfrei zum Monitor 100 angeordnet
ist, entsteht lediglich ausgehend vom ersten Ende 14 der
Federeinheit 11 eine Kraftübertragung auf den Monitor 100.
Diese auf den Monitor 100 wirkende Kraft bewirkt ein Drehmoment,
welches das aufgrund der Monitormasse beruhende Schwerkraftmoment
ausgleicht. Hierbei ist das durch die Federeinheit 11 auf
den Monitor 100 wirkende Moment im Uhrzeigersinn und das
Schwerkraftmoment gegen den Uhrzeigersinn gerichtet.
-
Das
Feder-Hebel-System 11, 12 ist derart ausgebildet,
dass es in jeder Lage des Monitors 100 das Schwerkraftmoment
nahezu aufhebt. In Nichtgebrauchlage wirken auf den Monitor 100 das
größte Feder-
und das größte Schwerkraftmoment.
Während
des Schwenkvorganges des Monitors 100 nehmen die genannten
Momente stetig ab bis in Gebrauchslage des Monitors 100 das
Feder- und das Schwerkraftmoment nahezu null sind. Während des Schwenkvorganges
des Monitors 100 dreht sich das erste Ende 14 der
Federeinheit 11 mit um die Drehachse 10, wobei
das zweite Ende 15 unbeweglich mit dem Hebelelement 12 in
seiner Position verbleibt.
-
Der
wesentliche Vorteil dieser Erfindung ist, dass für die Bewegung des Monitors 100 eine
leistungsschwache Antriebseinheit verwendet werden kann. Diese Antriebseinheit
kann möglichst
klein ausgestaltet sein und ist vorteilhafterweise im Monitor integriert.
-
Gemäß 2 wird
eine weitere Alternative der Erfindung dargestellt. Der ausklappbare
Monitor 100 weist im Wesentlichen die Merkmale des in 1 dargestellten
Monitors 100 auf, so dass im folgenden schwerpunktmäßig auf
die Unterschiede eingegangen wird.
-
Die
Federeinheit 11 ist mit dem ersten Ende 14 am
Befestigungsmittel 13 des Hebels 12 befestigt. Das
zweite Ende 15 der Federeinheit 11 ist kontaktfrei
zum Monitor 100 an einem Fixierungsmittel 17 angeordnet.
Das Fixierungsmittel 17 kann beispielsweise fest an einer
Wandung des Kraftfahrzeugdaches angeordnet sein. Wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 übt die Federeinheit 11 an
ihren beiden Enden 14, 15 eine Zugkraft aus. Da
das Fixierungsmittel 17 nicht in Verbindung mit dem Monitor 100 steht
(wirkverbindungsfrei), wird an dieser Stelle kein Drehmoment auf
den ausklappbaren Monitor 100 übertragen.
-
In
einem Abstand zum Befestigungsmittel 13 ist eine als Drehachse 10 ausgebildete
Welle in einer Öffnung
des Hebels 12 drehbar gelagert. Der Monitor 100 ist
mit der Welle verbunden und kann um die Drehachse 10 von
der Nichtgebrauchslage in die Gebrauchslage verschwenkt werden,
welches durch die Pfeildarstellung verdeutlicht ist. Das Befestigungsmittel 13 sowie
der Hebel 12 stehen in Wirkverbindung mit dem Monitor 100,
so dass die auf das Befestigungsmittel 13 wirkende Zugkraft
des ersten Endes 14 der Federeinheit 11 ein Federdrehmoment
auf den Monitor 100 ausübt,
welches in jeder Lage des Monitors 100 das Schwerkraftmoment
aufhebt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
wirkt das Schwerkraftmoment im Uhrzeigersinn und das Federmoment
gegen den Uhrzeigersinn.
-
Vorteilhaft
ist, dass bei beiden dargestellten Ausführungsformen der Schwenkvorgang
des Monitors 100 auch ohne Antriebseinheit manuell realisiert werden
kann. Da sich das Schwerkraftmoment und das Federmoment in jeder Lage
nahezu aufheben, ist lediglich eine geringe Kraft notwendig, um
manuell ein Schwenken des Monitors 100 um die Drehachse 10 ausführen zu
können,
so dass sich vorteilhafter Weise eine Ausführungsform ergibt, bei der
der Monitor (100) manuell auch ohne Antriebseinheit von der
Nichtgebrauchslage in die Gebrauchlage und umgekehrt schwenkbar
ist
-
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, eine
Arretiervorrichtung am Monitor 100 anzuordnen, die den
Monitor 100 zumindest in der Nichtgebrauchslage zuverlässig hält. Obwohl bereits
das Feder-Hebel-System 11, 12 dafür sorgt, dass
der Monitor 100 in der Nichtgebrauchslage sicher gehalten
wird, stellt die Arretiervorrichtung ein zusätzliches Sicherungselement
dar.
-
Die
Inbetriebsetzung des Schwenkvorganges kann auf unterschiedliche
Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann durch manuelle Betätigung eines
Tastelementes die Antriebseinheit aktiviert werden, die den Monitor 100 aus
der Nichtgebrauchslage in die Gebrauchslage auslenkt oder umgekehrt.
-
Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltung beider Ausführungsformen
ist zur Realisierung eines besonders kleinen und wenig Leistung erfordernden
Antriebes vorgesehen, dass die Schwenkung aus der jeweiligen Lage über entsprechende
leichtgängige
Achsen so erfolgt und das Feder-Hebel-System so ausgelegt ist, dass
das Feder-Hebel-System ein Moment auf den Monitor ausübt, das
in jeder Lage des Monitors entgegengesetzt dem aufgrund der Masse
des Monitors wirkenden Schwerkraftmoment entspricht.
-
Die
Erfindung umfasst nicht nur die ordnungsgemäße Ausgestaltung des Monitors,
sondern auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Monitor
mit einer voranstehend beschriebenen Ausgestaltung