WO2007076789A2 - Vorrichtung zum verstellen einer kraftfahrzeugkomponente - Google Patents

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WO2007076789A2
WO2007076789A2 PCT/DE2006/002218 DE2006002218W WO2007076789A2 WO 2007076789 A2 WO2007076789 A2 WO 2007076789A2 DE 2006002218 W DE2006002218 W DE 2006002218W WO 2007076789 A2 WO2007076789 A2 WO 2007076789A2
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spring element
actuator
adjustment position
spring
shape memory
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WO2007076789A3 (de
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Bernhard Meier
Joachim Klesing
René Landmann
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Webasto Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J7/00—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs
    • B60J7/02—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes
    • B60J7/04—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes with rigid plate-like element or elements, e.g. open roofs with harmonica-type folding rigid panels
    • B60J7/057—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs
    • B60J7/0573—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs power driven arrangements, e.g. electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J7/00—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs
    • B60J7/22—Wind deflectors for open roofs

Definitions

  • the present invention relates to a device for adjusting a motor vehicle component, such as a wind deflector, a sunroof, a shutter or the like.
  • Such a wind deflector is known for example from the publication DE 198 02 301 Al.
  • the wind deflector described therein has an electric motor, which is assigned only to the wind deflector for an adjustment thereof.
  • the applicant adjustable wind deflector for a sunroof system are known, which have an actuating element that undergoes a change in shape in response to an external change in temperature.
  • the top material consists of two composite materials with shape memory properties that can be activated at different temperatures.
  • the top material is heated up to a predetermined first temperature at which the first composite material with shape memory property is activated and softens the top, so that it can be rolled up or folded in.
  • the second memory material is preferably a metallic material, in particular from the group of so-called shape-memory materials.
  • This object is achieved by the adjustment device with the features of claim 1.
  • the adjusting device has at least one actuator element, which has a shape memory material; and at least one power supply device which can be driven to energize the at least one actuator element as a function of a desired change in shape thereof.
  • the present invention over the above-mentioned approaches has the advantage that the at least one power supply means for supplying a heating current can be controlled such that the at least one ac t ⁇ relement of a shape memory material moves a desired travel or actuates an associated actuator accordingly.
  • shape memory materials have a high rigidity and thus a high force, they only require a small space.
  • the actuation element is heated when the at least one power supply device is energized by the resistance-induced loss of heat of the shape memory material, which advantageously allows very short reaction times or switching times.
  • the at least one actuator element is designed as a first spring element made of shape memory material, for example as a spiral spring made of shape memory material, the axial extent of which depends on the current supplied by the first power supply. change device occurring heat loss changes.
  • Such spring elements of shape memory material can be produced in a simple and cost-effective manner, for example of a NiTi alloy, a CuAlNi alloy or a CuZnAl alloy. These materials allow very high cycle numbers.
  • the first spring element made of shape memory material is operatively connected to a positioner such that a change in the axial extension of the first spring element as a function of the energization thereof moves the actuator from a first adjustment position to a second adjustment position.
  • the actuator in turn can be coupled with the associated motor vehicle component in a suitable manner such that a movement of the actuator causes the corresponding adjustment of this vehicle component.
  • a second spring element is provided, which is arranged relative to the actuator opposite to the first spring element of shape memory material and which is also in operative connection with the actuator.
  • the second spring element is preferably formed analogously to the first spring element as a spiral spring.
  • the second spring element is designed as a return spring made of steel or the like for a provision of the actuator from the second adjustment position in the first adjustment position.
  • the return spring is preferably not made of a shape memory material and is therefore not energized changed shape, but the return spring is used exclusively by their FedervorSpannung a provision of the actuator in a predetermined starting position or in the first adjustment position.
  • the first spring element made of shape memory material undergoes longitudinal expansion when energized and displaces the actuator against the restoring force of the second spring element from the first adjustment position into the second adjustment position.
  • at least one locking / unlocking device is preferably provided in the device, which locks or unlocks the actuator in at least one of the adjustment positions.
  • the energization of the first spring element can be withdrawn after an adjustment of the actuator and a lock by the locking device, the adjuster remains by the lock in the second adjustment position.
  • the unlocked actuator is moved back by the restoring force of the second spring element from the second adjustment position to the first adjustment position.
  • an actuator device is provided which causes an energization of the first spring element, an adjustment of an associated actuator against a restoring force of a second spring element.
  • the second spring element may consist of a shape memory material analogously to the first spring element.
  • the second spring element is also formed as a spiral spring of a shape memory material and connected to an associated power supply device. Analogous to the first spring element, the axial extension of the second spring element changes as a function of the loss heat occurring as a result of the current supply by means of the second power supply device.
  • the first spring element is in this case at a predetermined energization of the same in an issued state and the second spring element in no Be ⁇ tromung the same in a retracted state such that they adjust the actuator from a first adjustment position to a second adjustment position.
  • At least one locking / unlocking device is also provided in this embodiment, which locks or unlocks the actuator in the first and / or the second adjustment position. If the energization of the first spring element is withdrawn and, in contrast, the second spring element is subjected to a predetermined current supply, the spring elements move an unlocked actuator from the second adjustment position back into the first adjustment position.
  • an actuator system is created from two opposing spring elements made of shape memory material, which has an enlarged travel relative to the actuator system with only one spring element of shape memory material, since the second spring element of shape memory material additionally expands when energized and against the spring force of the first spring element adjusted in the axial direction.
  • the adjusting device to a drive device, which is coupled for a common or separate control of the power supply device (s) with these such that spring elements of shape memory material are energized alternately or simultaneously with predetermined currents.
  • the power supply lines are not located in the area of the moving spring elements but rather on the insensitive cheren sections of the individual Federlemente in the field of spring mounts.
  • the spring elements are each guided on an associated guide pin, mounted on associated spring holders and arranged sealed in a housing.
  • such actuator systems can be mounted as a compact device in a simple and cost-effective manner in the area of the vehicle component to be adjusted.
  • an adjustment of a sunroof cover, an actuation of a wind deflector, a placement of a spoiler, an opening or closing of ventilation flaps, an actuation of a Ausstellppers or the like is possible.
  • Figure Ia is a schematic representation of an adjusting device according to a first preferred embodiment of the present invention in a first adjustment position
  • FIG. 1 b shows a schematic representation of an adjusting device according to a first preferred embodiment of the present invention in a second adjustment position
  • Figure 2a is a schematic representation of an adjustment device according to a second preferred Embodiment of the present invention in a first adjustment position
  • Figure 2b is a schematic representation of an adjustment device according to a second preferred
  • Embodiment of the present invention in a second adjustment position.
  • Figure 1 illustrates a schematic representation of an adjusting device according to a first preferred embodiment of the present invention, wherein the adjusting device is in a first adjustment position, for example, the starting position.
  • the exemplary adjusting device has a carrier 1 on which a first spring element 2 is provided.
  • the first spring element 2 is mounted on a guide pin 3 for guiding and positioning the first spring element 2.
  • the first spring element 2 is also mounted in an associated spring holder on the carrier 1.
  • the first spring element 2 is formed according to the present embodiment of a shape memory material, such as a NiTi alloy, a CuAlNi alloy or a CuZnAl alloy.
  • shape memory alloys are suitable shape memory materials and allow very high cycle numbers. In the case of such shape memory materials, deformation results when heated. These materials can also be easily deformed at low temperatures and go into theirs when heated In the case of such shape memory alloys, martensitic phase transformations occur, and the forced change in shape due to heating or preventing the change in shape can produce very high restoring forces.
  • the adjusting device has a power supply unit 4, which is electrically connected to the ends of the first spring element 2 either directly or via associated spring holders and generates a heating current through the first spring element 2.
  • the power supply device 4 applies a voltage of approximately 12 V such that a current dependent on the existing electrical resistance flows through the first spring element 2 in approximately from 15 A to 20 A.
  • the first spring element 2 then heats up as a result of the loss-related heat loss resulting therefrom, so that the first spring element 2 expands by a predetermined adjustment path as a function of the selected shape memory material according to the present exemplary embodiment.
  • analog shape memory materials which undergo a length reduction from a predetermined transition temperature.
  • a shape memory material for the first spring element 2 is selected, which in a heat from a predetermined transition temperature, for example, a temperature between 80 0 C and 120 0 C, from the contracted state shown in Figure Ia in a in FIG Ib expanded state expands.
  • Spring holder is arranged a controller 5, to which the upper end of the first spring element 2 or the end associated with this spring holder.
  • the guide pin 3 is preferably coupled to the actuator 5 such that it is aligned between the carrier 1 and the actuator 5 perpendicular to the contact surfaces thereof.
  • a second spring element 6 which is preferably formed analogous to the first spring element 2 as a spiral spring or the like.
  • the second spring element 6 does not consist of a shape memory material but of steel or the like.
  • the second spring element 6 is also pushed for a guide thereof on an associated guide pin 7, wherein the guide pin 7 and the guide pin 3 may advantageously be integrally formed with each other and protrude through a passage opening in the actuator 5.
  • the second spring element 6 is for support at the lower end of the upper surface of the actuator 5 and at the upper end to a lower surface of an associated support member 8 at.
  • the device may be encapsulated as a holistic device, or different vehicle sections may represent the individual carriers or supporting elements of the device.
  • the actuator 5 is thus arranged between the two spring elements 2 and 6 and is adjusted from the first adjustment position shown in FIG. 1 a into a second adjustment position shown in FIG. 1 b as a function of the spring states of the individual spring elements 2 and 6.
  • an adjustment device can be used to set up a sliding roof cover, to actuate a wind deflector, to set up a spoiler, to open or close ventilation flaps, to operate an opening window or the like.
  • FIG. 1b illustrates a schematic representation of the adjusting device according to the first preferred embodiment of the present invention, the adjusting device being in a second adjusting position.
  • a voltage of, for example, 12 V to the ends of the first spring element 2, it is charged with a heating current of for example 15 A to 20 A, so that the first spring element 2 expands in the axial direction due to the configuration of a shape memory material, as in FIG Ib can be seen in comparison with Figure Ia and indicated by the double arrow shown.
  • the power supply device 4 is preferably connected to a drive device (not shown) which correspondingly controls the power supply device 4 for supplying the current necessary for the heating of the first spring element 2 as a function of the desired change in shape of the first spring element 2.
  • the transition temperature at which the first spring element 2 transitions from its initial state to its expanded state is preferably selected such that, when operating in the region of the component to be adjusted, it is above the maximum ambient temperature occurring there, ie preferably above approximately 85 0 C. This ensures that the first spring element 2 is not heated by the environ- Temperature of the air is aufheist to a temperature which is above the transition temperature. In such a case, the first spring element 2 would expand independently of a generated heating current and move in the extended position in Figure Ib.
  • the actuator 5 With an expansion of the first spring element 2 due to the heating current, the actuator 5 is moved against the spring force of the second spring element 6 in the upward direction, as shown in Figure Ib.
  • the adjustment path is thus dependent in particular on the spring force of the second spring element 6, on the material properties of the shape memory material of the first spring element 2 and on the individual geometric dimensions thereof.
  • the temperature of the first spring element 2 falls after a predetermined period below the critical temperature, so that the first spring element 2 from the extended state shown in Figure Ib in the illustrated in Figure Ia contracted state returns.
  • the second spring element 6 as the return spring adjusts the actuator 5 in the downward direction due to the spring preload of the second spring element 6 and into the first adjustment position or initial position shown in FIG. 1a.
  • the adjusting device further comprises a locking or unlocking device, not shown, which locks the adjuster in the second adjustment position shown in Figure Ib.
  • a locking or locking of the actuator 5 in the second adjustment position energization of the first spring element 2 can be withdrawn without the second spring element 6 due to the spring biasing of the same, the locked actuator 5 in the Starting position or the first adjustment position, can reset. Only when the actuator 5 is unlocked by the locking or unlocking device due to the restoring force of the second spring element 6 is an adjustment of the actuator 5 of the second adjustment shown in Figure Ib in the first Verstellat shown in Figure Ia. Starting position.
  • the second spring element 6 made of shape-memory material is energized analogously to the first spring element 2, preferably via associated spring holders having a predetermined heating current for heating the same.
  • a power supply device 4 is provided, which either as a separate or preferably as a common power supply device 4 for a power supply of both the first spring element 2 and the second spring element 6 is formed.
  • a common ground terminal GND of the power supply device 4 can be used and switched over a switching device with appropriate control between energization of the first spring element 2 and the second spring element 6.
  • the two spring elements 2 and 6 are not energized, only one of the two spring elements 2, 6 or both spring elements 2, 6 energized together. In the latter case, with different expansions of the two spring elements 2 and 6, a predetermined intermediate travel can be accomplished.
  • the first spring element 2 is not charged with a heating current, whereas on the second spring element 6, a predetermined heating Ström is set, which causes heating of the second spring element 6 above the transition temperature. Due to the heating due to the resistive heat loss, a change in state of the second spring element 6 takes place, for example, in that the axial longitudinal extension of the second spring element 6 expands and presses the actuator 5 in the downward direction, as indicated schematically by the arrows in FIG. 2 a.
  • Locking or unlocking be provided, which locks the actuator 5 in the position shown in Figure 2a and optionally unlocked at a certain time even with a withdrawal of the energization of the first spring element 6.
  • FIG. 2b illustrates a view of the adjusting device in a second adjusting position, in which the adjuster 5 is displaced in the upward direction from the first adjusting position shown in FIG. 2a into the second adjusting position shown in FIG. 2b.
  • the energization of the second spring element 6 has been withdrawn, whereas, for example, by a switching device, the Stromerssein- device 4 energizes the first spring element 2 accordingly makes.
  • Such a control can be performed, for example, by a drive device connected to the power supply device 4, reference being made in this regard to the comments on the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 a and 1 b.
  • the selection of the shape memory materials of the individual spring elements and the respective energizations are preferably to be selected such that by a corresponding Actuation of the power supply device 4 and thus the spring elements 2 and 6 of the actuator 5 is adjusted due to an expansion of a spring element or a shortening of a Federelemen- tes in a predetermined adjustment position, wherein in a withdrawal of the energization of a previously energized Federlementes and thus Connected energization of a previously de-energized Federlementes an adjustment of the actuator 5 in a second, different from the first adjustment position adjustment occurs.
  • both spring elements are energized accordingly, wherein the total achievable adjustment results from the differences in the dimensions of the individual Federlemente when energized and not energized state.
  • various adjustment positions can be achieved by suitable controls and suitable material selection with the preferred adjusting device according to the present invention.
  • the travel can advantageously be increased with suitable material selection and suitable control, in addition to a restoring force due to the spring bias is still a restoring force due to the sudden expansion of the spring elements.
  • the ambient temperature in the region of the vehicle component to be adjusted can additionally be taken into account, ie the spring elements 2, 6 are energized as a function of the instantaneous ambient temperature, that the shape memory material of the spring elements increases just above the transition temperature for an expansion or shortening thereof.
  • An electrical contacting of the spring elements 2 and / or 6 can take place either directly or via preferably associated spring holders, so that the connecting lines are not provided disturbingly in the mechanically active region.
  • reaction times or the adjustment times of the two spring elements 2 and 6 can be selected in a desired manner as a function of the current intensity by the control device or the controlled power supply device 4 with a corresponding choice of material.
  • the present invention provides an adjusting device consisting of at least one actuator of a shape memory material, wherein the actuator is energized in a suitable manner for a desired displacement with a predetermined heating current.
  • Such adjusting device has the advantage over the approaches mentioned that a completely silent adjustment, a small installation space and a low-cost adjustment is created.
  • different adjustment positions can be set by different actuation units.
  • the entire device can be encapsulated consisting of spring elements, guide pins, actuator and contact surfaces in a common housing, which preferably has a low heat transfer coefficient, so that the heat loss in the spring element is not discharged to the outside and damage adjacent components.
  • the guide pin, the actuator, the contact surfaces of the heating and the shape memory material having portions and all other components of the device with the exception of the spring elements are preferably formed of materials with a low coefficient of thermal conductivity, so that heat dissipation or heat transfer is reduced.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen einer Kraftfahrzeugkomponente (9), mit mindestens einem Aktorelement (2; 2, 6), welches ein Formgedächtnismaterial aufweist; und mit mindestens einer Stromversorgungseinrichtung (4), welche für eine Bestromung des mindestens einen Aktorelementes (2; 2, 6) in Abhängigkeit einer gewünschten Formänderung desselben ansteuerbar ist.

Description

Vorrichtung zum Verstellen einer Kraftfahrzeugkomponente
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen einer Kraftfahrzeugkomponente, wie beispielsweise eines Windabweisers, eines Aufstell- bzw. Schiebedachs, einer Verschlussklappe oder dergleichen.
Obwohl auf beliebige verstellbare Komponenten eines Kraftfahrzeuges anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die zugrunde liegende Problematik in Bezug auf eine Verstellung eines Windabweisers näher erläutert.
Ein derartiger Windabweiser ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 198 02 301 Al bekannt. Der darin beschriebene Windabweiser weist einen Elektromotor auf, der lediglich dem Windabweiser für eine Verstellung desselben zugeordnet ist.
An diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass zusätzliche Elektromotoren mit einem hohen Bauaufwand und zusätzlichen Kosten sowie Raumbedarf verbunden sind.
Des Weiteren sind dem Anmelder verstellbare Windabweiser für ein Schiebedachsystem bekannt, welche ein Betätigungselement aufweisen, das in Abhängigkeit einer äußeren Temperaturänderung eine Formänderung erfährt .
An diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass derartige Betätigungselemente lediglich eine geringe Stellkraft besitzen und eine Verstellung lediglich in einer einseitigen Bewegungsrichtung gewährleisten. Zudem können die einzelnen Formänderungen aufgrund schwer zu beeinflussender Umgebungstemperaturen nicht definiert gesteuert werden.
Aus der Druckschrift DE 199 34 011 C2 ist ein Verdeck für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem das Verdeckmaterial aus zwei Verbundwerkstoffen mit Formgedächtniseigenschaften besteht, die bei unterschiedlichen Temperaturen aktivierbar sind. Zum Öffnen des Verdecks erfolgt eine Erwärmung des Verdeckmaterials bis auf eine vorbestimmte erste Temperatur, bei der der erste Verbundwerkstoff mit Formgedächtniseigenschaft aktiviert wird und eine Erweichung des Verdecks bewirkt, so dass dieses eingerollt oder eingefaltet werden kann. Zum Schließen des Verdecks erfolgt eine Erhöhung (oder Erniedrigung) der Temperatur auf einen vorbestimmten zweiten Wert, bei dem der zweite Memory-Werkstoff aktiviert wird und das Verdeck aus dem eingerollten, weichen Zustand in den ursprünglichen formstabilen und den Innenraum des Kraftfahrzeuges überdeckenden Zustand zurückbringt. Bei dem zweiten Memory-Werkstoff handelt es sich vorzugsweise um einen metalli- sehen Werkstoff, insbesondere aus der Gruppe der sogenannten Shape-Memory-Werkstoffe .
An diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass eine Herstellung des Verdecks als Ver- bund aus zwei Verbundwerkstoffen mit einem hohen Herstellungsaufwand und hohen Herstellungskosten verbunden ist.
Es liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verstellen einer Kraftfahrzeugkomponente anzugeben, welche die oben genannten Nachteile beseitigt und welche insbesondere auf einfache und kostengünstige Weise eine steuerbare Verstellung der Kraftfahrzeugkomponente mit einer geringen Reaktionszeit, einer hohen Stellkraft sowie einem erhöhten Verstellweg gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verstellvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst .
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass die Verstellvorrichtung mindestens ein Aktorelement, welches ein Formgedächtnismaterial aufweist; und mindestens eine Stromversorgungseinrichtung aufweist, welche für eine Bestromung des mindestens eines Aktorelementes in Abhängigkeit einer gewünschten Formänderung desselben ansteuerbar ist.
Somit weist die vorliegende Erfindung gegenüber den oben genannten Ansätzen den Vorteil auf, dass die mindestens eine Stromversorgungseinrichtung zum Liefern eines Heizstromes derart angesteuert werden kann, dass das mindestens eine Ak- tσrelement aus einem Formgedächtnismaterial einen gewünschten Stellweg verfährt bzw. einen zugeordneten Steller entsprechend betätigt. Derartige Formgedächtnismaterialien weisen eine große Steifigkeit und somit eine hohe Stellkraft auf, wobei sie lediglich einen geringen Bauraum benötigen. Das Ak- tσrelement wird bei Ansteuerung der mindestens einen Stromversorgungseinrichtung bei einer Bestromung durch die widerstandsbedingte Verlustwärme des Formgedächtnismaterials erwärmt, was vorteilhaft sehr kurze Reaktionszeiten bzw. Schaltzeiten ermöglicht.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Verstellvorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das mindestens eine Aktorelement als erstes Federelement aus Formgedächtnismaterial, beispielsweise als Spiralfeder aus Formgedächtnismaterial, ausgebildet, deren axiale Erstreckung sich in Abhängig- keit der durch die Bestromung mittels der ersten Stromversor- gungseinrichtung auftretenden Verlustwärme ändert. Derartige Federelemente aus Formgedächtnismaterial können auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden, beispielsweise aus einer NiTi-Legierung, einer CuAlNi-Legierung oder einer CuZnAl-Legierung. Diese Materialien ermöglichen sehr hohe Zykluszahlen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung befindet sich das erste Federelement aus Formgedächtnismaterial mit einem Steller derart in Wirkverbindung, dass eine Änderung der axialen Ξrstreckung des ersten Federelementes in Abhängigkeit der Bestromung desselben den Steller aus einer ersten Ver- stellposition in eine zweite Verstellposition bewegt. Der Steller wiederum kann mit der zugeordneten Kraftfahrzeugkom- ponente in geeigneter Weise derart gekoppelt sein, dass eine Bewegung des Stellers die entsprechende Verstellung dieser Fahrzeugkomponente bewirkt. Dadurch wird auf einfache und kostengünstige Weise eine Fahrzeugkomponente durch Steuerung der Bestromung des Federelementes aus Formgedächtnismaterial verstellt bzw. in die gewünschte Position verfahren.
Nach einer weitere bevorzugten Weiterbildung ist ein zweites Federelement vorgesehen, welches bezüglich des Stellers gegenüberliegend zu dem ersten Federelement aus Formgedächtnisma- terial angeordnet ist und welches mit dem Steller ebenfalls in Wirkverbindung steht. Das zweite Federelement ist vorzugsweise analog zum ersten Federelement als Spiralfeder ausgebildet.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das zweite Federelement als Rückstellfeder aus Stahl oder dergleichen für eine Rückstellung des Stellers aus der zweiten Verstell- Position in die erste Verstellposition ausgebildet. In diesem Fall besteht die Rückstellfeder vorzugsweise nicht aus einem Formgedächtnismaterial und wird daher nicht durch Bestromung formverändert, sondern die Rückstellfeder dient ausschließlich durch ihre FedervorSpannung einer Rückstellung des Stellers in eine vorbestimmte Ausgangsstellung bzw. in die erste Verstellposition. Das erste Federelement aus Formgedächtnis- material erfährt bei einer Bestromung hingegen eine Längenausdehnung und verstellt den Steller entgegen der Rückstell- kraft des zweiten Federelementes aus der ersten Verstellposition in die zweite Verstellposition. Hierbei ist vorzugsweise mindestens eine Ver-/Entriegelungseinrichtung in der Vorrich- tung vorgesehen, welche den Steller in mindestens einer der Verstellpositionen ver- bzw. entriegelt. Dadurch kann die Bestromung des ersten Federelementes nach einer Verstellung des Stellers und einer Verriegelung durch die Verriegelungs- einrichtung zurückgenommen werden, wobei der Versteller durch die Verriegelung in der zweiten Verstellposition verbleibt. Bei einer Rücknahme der Bestromung des ersten Federelementes wird der entriegelte Steller durch die Rückstellkraft des zweiten Federelementes von der zweiten Verstellposition in die erste Verstellposition zurück verstellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Bestromung lediglich eines Federelementes eine Aktorvorrichtung geschaffen, welche bei einer Bestromung des ersten Federelementes eine Verstellung eines zugeordneten Stellers gegen eine Rückstellkraft eines zweiten Federelementes bewirkt .
Alternativ kann das zweite Federelement analog zum ersten Federelement aus einem Formgedächtnismaterial bestehen. Beispielsweise ist das zweite Federelement ebenfalls als Spiralfeder aus einem Formgedächtnismaterial ausgebildet und mit einer zugeordneten Stromversorgungseinrichtung verbunden. A- nalog zum ersten Federelement ändert sich die axiale Erstreckung des zweiten Federelementes in Abhängigkeit der durch die Bestromung mittels der zweiten Stromversorgungseinrichtung auftretenden Verlustwärme. Das erste Federelement geht in diesem Fall bei einer vorbestimmten Bestromung desselben in einen ausgestellten Zustand und das zweite Federelement bei keiner Beεtromung desselben in einen eingezogenen Zustand derart über, dass sie den Steller aus einer ersten Verstell- Position in eine zweite Verstellposition verstellen. Analog zu dem oben Gesagten ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise mindestens eine Ver-/Entriegelungseinrichtung vorgesehen, welche den Steller in der ersten und/oder der zweiten Verstellposition ver- bzw. entriegelt. Falls die Bestromung des ersten Federelementes zurückgenommen wird und hingegen das zweite Federelement mit einer vorbestimmten Bestromung beaufschlagt wird, bewegen die Federelemente einen entriegelten Steller aus der zweiten Verstellposition zurück in die erste Verstellposition. Somit wird ein Aktorsystem aus zwei gegenüberliegenden Federelementen aus Formgedächtnisma- terial geschaffen, welches gegenüber dem Aktorsystem mit lediglich einem Federelement aus Formgedächtnismaterial einen vergrößerten Stellweg aufweist, da sich das zweite Federelement aus Formgedächtnismaterial bei einer Bestromung zusätzlich ausdehnt und gegen die Federkraft des ersten Federele- mentes in axialer Richtung verstellt .
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Verstellvorrichtung eine Ansteuereinrichtung auf, welche für eine gemeinsame oder getrennte Ansteuerung der Stromver- sorgungseinrichtung(en) mit diesen derart gekoppelt ist, dass Federelemente aus Formgedächtnismaterial wechselseitig oder gleichzeitig mit vorbestimmten Strömen bestromt werden.
Vorzugsweise erfolgt eine Bestromung der Federelemente aus Formgedächtnismaterial über eine jeweils zugeordnete Federhaiterung, wobei das Federelement sich mit der Halterung in Anlage befindet und die Halterung über entsprechende elektrische Leitungen mit einem geeigneten Strom beaufschlagt werden. Dadurch befinden sich die Stromzuleitungen nicht im Be- reich der bewegten Federelemente sondern an den unempfindli- cheren Abschnitten der einzelnen Federlemente im Bereich der Federhalterungen.
Beispielsweise sind die Federelemente jeweils auf einem zuge- ordneten Führungsbolzen geführt, über zugeordnete Federhalterungen gelagert und in einem Gehäuse abgedichtet angeordnet . Dadurch können derartige Aktorsysteme als kompaktes Gerät auf einfache und kostengünstige Weise im Bereich der zu verstellenden Fahrzeugkomponente montiert werden.
Zum Beispiel erfolgt mittels des erfindungsgemäßen Verstellsystems eine Verstellung eines Schiebedachdeckels, eine Betätigung eines Windabweisers, ein Aufstellen eines Spoilers, ein Öffnen bzw. Schließen von Lüftungsklappen, eine Betäti- gung eines Ausstellfensters oder dergleichen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
Figur Ia eine schematische Darstellung einer Verstell- Vorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer ersten Verstellposition;
Figur Ib eine sσhematische Darstellung einer Verstell- Vorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer zweiten Verstellposition;
Figur 2a eine schematische Darstellung einer Verstell- Vorrichtung gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer ersten Verstellposition; und
Figur 2b eine schematische Darstellung einer Verstell- Vorrichtung gemäß einem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer zweiten Verstellposition.
In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszei- chen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Figur 1 illustriert eine schematisierte Darstellung einer Verstellvorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Verstellvorrichtung in einer ersten Verstellposition, beispielsweise der Ausgangsposition befindet .
Wie in Figur Ia ersichtlich ist, weist die beispielhafte Ver- Stellvorrichtung einen Träger 1 auf, auf welchem ein erstes Federelement 2 vorgesehen ist. Das erste Federelement 2 ist auf einem Führungsbolzen 3 für eine Führung und Positionierung des ersten Federelementes 2 aufgesteckt .
Vorzugsweise ist das erste Federelement 2 zudem in einer zugeordneten Federhalterung auf dem Träger 1 montiert. Das erste Federelement 2 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Formgedächtnismaterial, beispielsweise einer NiTi-Legierung, einer CuAlNi-Legierung oder einer CuZnAl- Legierung ausgebildet. Diese Formerinnerungslegierungen stellen geeignete Formgedächtnismaterialien dar und ermöglichen sehr hohe Zykluszahlen. Bei derartigen Materialien mit Formgedächtnis ergibt sich eine Verformung desselben bei Erwärmung. Diese Materialien können ferner bei niedrigen Tempera- turen leicht verformt werden und gehen bei Erhitzen in ihre ursprüngliche Form zurück, d.h. sie „erinnern" sich also an ihren Ausgangszustand. Bei derartigen Formgedächtnislegierungen treten martensitische Phasenumwandlungen auf. Durch die erzwungene Formänderung aufgrund einer Erwärmung oder bei Verhinderung der Formänderung können sehr hohe Stellkräfte erzeugt werden.
Ferner weist die Verstellvorrichtung eine Stromversorgungs- einriehtung 4 auf, welche mit den Enden des ersten Federele- mentes 2 entweder direkt oder über zugeordnete Federhalterungen elektrisch verbunden ist und einen Heizstrom durch das erste Federelement 2 erzeugt. Beispielsweise legt die Stromversorgungseinrichtung 4 eine Spannung von etwa 12 V derart an, dass ein von dem vorhandenen elektrischen Widerstand ab- hängiger Strom in etwa von 15 A bis 20 A durch das erste Federelement 2 fließt. Das erste Federelement 2 erhitzt sich daraufhin durch die in ihm anfallende, widerstandsbedingte Verlustwärme, so dass sich das erste Federelement 2 in Abhängigkeit des ausgewählten Formgedächtnismaterials gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen vorbestimmten Verstellweg ausdehnt. Es sind allerdings auch analog Formgedächtnismaterialien vorstellbar, welche ab einer vorbestimmten Sprungtemperatur eine Längenverkürzung erfahren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch ein Formgedächtnis- material für das erste Federelement 2 ausgewählt, welches sich bei eine Erwärmung ab einer vorgegebenen Sprungtemperatur, beispielsweise einer Temperatur zwischen 800C und 1200C, von dem in Figur Ia dargestellten zusammengezogenen Zustand in einen in Figur Ib dargestellten ausgedehnten Zustand aus- dehnt .
Oberhalb des ersten Federelementes 2 bzw. einer vorgesehenen
Federhalterung ist ein Steller 5 angeordnet, an welchem das obere Ende des ersten Federelementes 2 oder die diesem Ende zugeordnete Federhalterung anliegt. Der Führungsbolzen 3 ist mit dem Steller 5 vorzugsweise derart gekoppelt, dass er zwischen dem Träger 1 und dem Steller 5 senkrecht zu den Anlageflächen derselben ausgerichtet ist.
Oberhalb des Stellers 5 und dem ersten Federelement 2 gegenüberliegend ist ein zweites Federelement 6 vorgesehen, welches analog zum ersten Federelement 2 vorzugsweise als Spiralfeder oder dergleichen ausgebildet ist. Das zweite Federelement 6 besteht im Unterschied zu dem ersten Federelement 2 nicht aus einem Formgedächtnismaterial, sondern aus Stahl oder dergleichen. Das zweite Federelement 6 ist für eine Führung desselben ebenfalls auf einem zugeordneten Führungsbolzen 7 aufgeschoben, wobei der Führungsbolzen 7 und der Führungsbolzen 3 vorteilhaft einteilig miteinander ausgebildet sein können und durch eine Durchgangsöffnung in dem Steller 5 hindurchragen.
Das zweite Federelement 6 liegt zur Abstützung am unteren Ende an der oberen Fläche des Stellers 5 und an dem oberen Ende an einer unteren Fläche eines zugeordneten Abstützelementes 8 an. Bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zum Verstellen einer Kraftfahrzeugkomponente kann die Vorrichtung als ganzheitliches Gerät verkapselt ausgebildet sein, oder verschiedene Fahrzeugabschnitte können die einzelnen Träger oder Abstützelemente der Vorrichtung dar- stellen.
Der Steller 5 ist somit zwischen den beiden Federelementen 2 und 6 angeordnet und wird aus der in Figur Ia dargestellten ersten Verstellposition in eine in Fig. Ib dargestellte zwei- te Verstellposition in Abhängigkeit der Federzustände der einzelnen Federelemente 2 und 6 verstellt.
Der Steller 5 wiederum ist über einen zugeordneten Abschnitt mit einer zu verstellenden Fahrseugkomponente 9 derart gekop- pelt, dass eine Verstellung des Stellers 5 durch eine Ausdeh- nung des ersten Federelementes 2 direkt eine Verstellung der zugeordneten Fahrzeugkomponente 9 in gewünschter Weise bewirkt. Beispielsweise kann durch, eine derartige Verstellvorrichtung ein Aufstellen eines Schiebedachdeckels, eine Betä- tigung eines Windabweisers, ein Aufstellen eines Spoilers, ein Öffnen bzw. Schließen von Lüftungsklappen, eine Betätigung eines Ausstellfensters oder dergleichen bewerkstelligt werden.
Figur Ib illustriert eine schematisierte Darstellung der Verstellvorrichtung gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Verstellvorrichtung in einer zweiten Verstellposition befindet. Durch Anlegen einer Spannung von beispielsweise 12 V an die Enden des ersten Federelementes 2 wird diese mit einem Heizstrom von beispielsweise 15 A bis 20 A beschickt, so dass sich das erste Federelement 2 aufgrund der Ausgestaltung aus einem Formgedächtnismaterial in axialer Richtung ausdehnt, wie in Figur Ib im Vergleich mit Figur Ia ersichtlich ist und durch den dargestellten Doppelpfeil angedeutet.
Die Stromversorgungseinrichtung 4 ist vorzugsweise mit einer Ansteuereinrichtung (nicht dargestellt) verbunden, welche die Stromversorgungseinrichtung 4 zum Liefern des für die Erwär- mung des ersten Federelementes 2 notwendigen Stroms in Abhängigkeit der gewünschten Formänderung des ersten Federelementes 2 entsprechend ansteuert.
Die Obergangstemperatur, bei welcher das erste Federelement 2 von seinem Ausgangszustand in seinen ausgedehnten Zustand ü- bergeht, ist vorzugsweise derart gewählt, dass sie beim Betrieb im Bereich der zu verstellenden Komponente oberhalb der maximal dort auftretenden Umgebungstemperatur liegt, also vorzugsweise oberhalb von in etwa 85 0C. Dies gewährleistet, dass das erste Federelement 2 nicht von der erwärmten Umge- bungstemperatur der Luft auf eine Temperatur aufgeheist wird, die oberhalb der Sprungtemperatur liegt. In einem derartigen Fall würde sich das erste Federelement 2 unabhängig von einem erzeugten Heizstrom ausdehnen und sich in die in Figur Ib ausgedehnte Stellung bewegen.
Bei einer Ausdehnung des ersten Federelementes 2 aufgrund des Heizstromes wird der Steller 5 entgegen der Federkraft des zweiten Federelementes 6 in Richtung nach oben bewegt, wie in Figur Ib dargestellt ist. Der Verstellweg ist somit insbesondere abhängig von der Federkraft des zweiten Federelementes 6, von den Materialeigenschaften des Formgedächtnismaterials des ersten Federelementes 2 sowie von den einzelnen geometrischen Abmessungen derselben.
Bei einer Zurücknahme der Bestromung durch eine Deaktivierung der Stromversorgungseinrichtung 4 durch die Ansteuereinrichtung fällt die Temperatur des ersten Federelementes 2 nach einem vorbestimmten Zeitraum unter die Sprungtemperatur ab, so dass das erste Federelement 2 aus dem in Figur Ib dargestellten ausgedehnten Zustand in den in Figur Ia dargestellten zusammengezogenen Zustand zurückgeht. In diesem Fall verstellt das zweite Federelement 6 als Rückstellfeder den Steller 5 aufgrund der Federvorspannung des zweiten Federelemen- tes 6 in Richtung nach unten und in die in Figur Ia dargestellte erste Verstellposition bzw. Ausgangsposition zurück.
Vorzugsweise weist die Verstellvorrichtung ferner eine nicht dargestellte Ver- bzw. Entriegelungseinrichtung auf, welche den Versteller in der in Figur Ib dargestellten zweiten Verstellposition arretiert. Im Falle einer Verriegelung bzw. Arretierung des Stellers 5 in der zweiten Verstellposition kann eine Bestromung des ersten Federelementes 2 zurückgenommen werden, ohne dass das zweite Federelement 6 aufgrund der Fe- dervorspannung desselben den arretierten Steller 5 in die Ausgangsposition bzw. die erste Verstellposition, zurücksetzen kann. Erst bei einer Entriegelung des Stellers 5 durch die Ver- bzw. Entriegelungseinrichtung erfolgt aufgrund der Rückstellkraft des zweiten Federelementes 6 eine Verstellung des Stellers 5 von der in Figur Ib dargestellten zweiten Verstellposition in die in Figur Ia dargestellte erste Verstellbzw. Ausgangsposition.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2a und 2b ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Verstell- Vorrichtung näher erläutert, wobei bezüglich gleicher Komponenten und Funktionsweisen auf die Ausführungen bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Wie in den Figuren 2a, welche eine sσhematische Ansicht der Verstellvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer ersten Verstell- bzw. Ausgangsposition, und 2b, welche eine schematische Darstellung der Verstellvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer zweiten Verstellposition darstellt, ersichtlich ist, besteht ein Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels zu der Verstellvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen darin, dass das zweite Federelement 6 analog zum ersten Federelement 2 aus einem Formgedächtnismaterial besteht. Bezüglich der bevorzugten Formgedächtnismaterialien wird auf die Ausführungen zum ersten Federelement 2 des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen.
Das zweite Federelement 6 aus Formgedächtnismaterial wird a- nalog zum ersten Federelement 2 vorzugsweise über zugeordnete Federhalterungen mit einem vorbestimmten Heizstrom für eine Erwärmung desselben bestromt. Eine Stromversorgungseinriσh- tung 4 ist vorgesehen, welche entweder als separate oder vor- zugsweise als gemeinsame Stromversorgungseinrichtung 4 für eine Stromversorgung sowohl des ersten Federelementes 2 als auch des zweiten Federelementes 6 ausgebildet ist. Beispielsweise kann als Masseanschluss der beiden Federelemente 2 und 6 ein gemeinsamer Masseanschluss GND der Stromversorgungsein- richtung 4 verwendet werden und über eine Schalteinrichtung bei entsprechender Ansteuerung zwischen einer Bestromung des ersten Federelementes 2 und des zweiten Federelementes 6 umgeschaltet werden. Allerdings ist es auch vorstellbar, zwei vollständig getrennte Stromversorgungseinrichtungen für die beiden Federelemente 2 und 6 einzusetzen, wobei die Ansteuereinrichtung die beiden Stromversorgungseinrichtungen in gewünschter Weise ansteuert .
In Abhängigkeit des gewünschten Stellweges der Verstellvor- richtung werden entweder die beiden Federelemente 2 und 6 nicht bestromt, lediglich eines der beiden Federelemente 2, 6 oder beide Federelemente 2, 6 gemeinsam bestromt. In letzterem Fall kann bei unterschiedlichen Ausdehnungen der beiden Federelemente 2 und 6 ein vorbestimmter Zwischenstellweg be- werkstelligt werden.
In der in Figur 2a dargestellten Ausgangsposition wird das erste Federelement 2 nicht mit einem Heizstrom beschickt, wohingegen an das zweite Federelement 6 ein vorbestimmter Heiz- ström eingestellt wird, welcher eine Erwärmung des zweiten Federelementes 6 oberhalb der Sprungtemperatur bewirkt . Durch die Erwärmung aufgrund der widerstandsbedingten Verlustwärme erfolgt eine Zustandsänderung des zweiten Federelementes 6 beispielsweise dahingehend, dass sich die axiale Längserstre- ckung des zweiten Federelementes 6 ausdehnt und den Steller 5 in Richtung nach unten drückt, wie durch die Pfeile in Fig. 2a schematisch angedeutet.
In dieser ersten Verstellposition bzw. Ausgangsposition kann beispielsweise analog zum ersten Ausführungsbeispiel eine Ver- bzw. Entriegelungseinrichtung vorgesehen sein, welche auch bei einer Zurücknahme der Bestromung des ersten Federelementes 6 den Steller 5 in der in Figur 2a dargestellten Position verriegelt und gegebenenfalls zu einem bestimmten Zeitpunkt wieder entriegelt.
Figur 2b illustriert eine Ansicht der Verstellvorrichtung in einer zweiten Verstellposition, bei welcher der Versteller 5 aus der in Figur 2a dargestellten ersten Verstellposition in Richtung nach oben in die in Figur 2b dargestellte zweite Verstellposition verschoben ist. In dem in Figur 2b dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bestromung des zweiten Federelementes 6 zurückgenommen worden, wohingegen beispielsweise durch eine Schalteinrichtung die Stromversorgungsein- richtung 4 eine Bestromung des ersten Federelementes 2 entsprechend vornimmt. Eine derartige Steuerung kann beispielsweise durch eine mit der Stromversorgungseinrichtung 4 verbundene Ansteuereinrichtung vorgenommen werden, wobei diesbezüglich auf die Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbei- spiel gemäß den Figuren Ia und Ib verwiesen wird.
Bei der in Figur 2b dargestellten Bestromung lediglich des ersten Federelementes 2 aus einem Formgedächtnismaterial, welches sich bei einer Erwärmung oberhalb der Sprungtempera- tur ausdehnt, drückt das erste Federelement 2 den Steller 5 aufgrund der Ausdehnung des ersten Federelementes 2 in axialer Richtung nach oben, wobei sich die axiale Längserstreckung des zweiten Federelementes 6 aufgrund der Nichtbestrσ- mung im Vergleich zu dem in Figur 2a dargestellten Zustand in axialer Richtung verkürzt.
Es ist bei den obengenannten Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass die Auswahl der Formgedächtnismaterialien der einzelnen Federelemente und die jeweiligen Bestromungen derart vorzugsweise auszuwählen sind, dass durch eine entsprechende Ansteuerung der Stromversorgungseinrichtung 4 und somit der Federelemente 2 und 6 der Steller 5 aufgrund einer Ausdehnung eines Federelementes oder einer Verkürzung eines Federelemen- tes in eine vorbestimmte Verstellposition verstellt wird, wo- bei bei einer Zurücknahme der Bestromung eines zuvor bestrom- ten Federlementes und einer damit verbundenen Bestromung eines zuvor unbestromten Federlementes eine Verstellung des Stellers 5 in eine zweite, sich von der ersten Verstellposition unterscheidende Verstellposition auftritt.
Es ist auch denkbar, dass beide Federelemente entsprechend bestromt werden, wobei sich der insgesamt erreichbare Verstellweg aus den Unterschieden der Ausdehnungen der einzelnen Federlemente bei bestromtem und nicht bestromtem Zustand er- gibt. Somit können verschiedene Verstellpositionen durch geeignete Ansteuerungen und eine geeignete Materialauswahl mit der bevorzugten Verstellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
Bei einer Bestromung und Ausgestaltung aus Formgedächtnismaterial beider Federlemente 2, 6 gemäß dem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel im Vergleich zu einer Bestromung und Ausgestaltung aus Formgedächtnismaterial lediglich eines Federelementes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Stellweg bei geeigneter Materialauswahl und geeigneter Ansteuerung vorteilhaft vergrößert werden, da zusätzlich zu einer Rückstellkraft aufgrund der Federvorspannung noch eine Stellkraft aufgrund der sprunghaften Ausdehnung der Federelemente erfolgt .
Bei der Erwärmung der ersten und/oder zweiten Federelemente 2, 6 kann zusätzlich auch die Umgebungstemperatur im Bereich der zu verstellenden Fahrzeugkomponente mit berücksichtigt werden, d.h. eine Bestromung der Federlemente 2, 6 erfolgt in Abhängigkeit der augenblicklichen Umgebungstemperatur derart, dass sich das Formgedächtnismaterial der Federelemente gerade bis oberhalb der Sprungtemperatur für eine Ausdehnung bzw. Verkürzung derselben erhöht .
Analog zum ersten Ausführungsbeispiel kann ebenfalls auch eine Ver- bzw. Entriegelungseinrichtung für eine Ver- und Entriegelung des Stellers 5 in der ersten und zweiten Verstell- Position vorgesehen werden, so dass die einzelnen Federelemente nicht bestromt werden müssen und der Steller dennoch in der vorgesehenen Verstellposition verbleibt.
Eine elektrische Kontaktierung der Federelemente 2 und/oder 6 kann entweder direkt oder über vorzugsweise zugeordnete Fe- derhalterungen erfolgen, so dass die Verbindungsleitungen nicht im mechanisch aktiven Bereich störend vorgesehen sind.
Die Reaktionszeiten bzw. die Verstellzeiten der beiden Federelemente 2 und 6 können in Abhängigkeit der Stromstärke durch die Ansteuereinrichtung bzw. die angesteuerte Stromversor- gungseinrichtung 4 bei einer entsprechenden Materialwahl in gewünschter Weise ausgewählt werden.
Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Verstellvorrichtung bestehend aus mindestens einem Aktor aus einem Formge- dächtnismaterial, wobei der Aktor in geeigneter Weise für einen gewünschten Verstellweg mit einem vorbestimmten Heizstrom bestromt wird. Eine derartige Verstellvorrichtung weist gegenüber den eingangs genannten Ansätzen den Vorteil auf, dass eine völlig geräuschlose Verstellung, ein geringer Einbauraum und eine kostengünstige Verstellvorrichtung geschaffen wird. Des Weiteren können bei Verwendung von mehreren steuerbaren Aktoren aus Formgedächtnismaterial verschiedene Verstellpositionen durch unterschiedliche Ansteuerbetriebe eingestellt werden. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Beispielsweise kann die gesamte Vorrichtung bestehend aus Federelementen, Führungsbolzen, Steller sowie Anlageflächen in einem gemeinsamen Gehäuse eingekapselt sein, welches vorzugsweise einen niedrigen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, so dass die in dem Federelement entstehende Verlustwärme nicht nach außen hin abgegeben wird und angrenzende Bauteile schädigt. Auch der Führungsbolzen, der Steller, die Anlageflächen der sich erwärmenden und das Formgedächtnismaterial aufweisenden Abschnitte sowie alle weiteren Komponenten der Vor- richtung mit Ausnahme der Federelemente sind vorzugsweise aus Materialien mit einem niedrigen Wärmeleitkoeffizienten ausgebildet, so dass eine Wärmeableitung bzw. ein Wärmeübergang reduziert wird.
Es ist auch vorstellbar, dass für die Federelemente ein Formgedächtnismaterial verwendet wird, welches sich alternativ oder zusätzlich bei einer vorbestimmten Sprungtemperatur zusammenzieht. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass sich das eine Federelement aufgrund der entstehenden Erwärmung ober- halb der Sprungtemperatur zusammenzieht und das andere Federelement aufgrund der entstehenden Erwärmung oberhalb der Sprungtemperatur ausdehnt. Dadurch kann der Verstellweg u.U. zusätzlich erhöht werden. Bezugszeichenliste
1 Träger
2 erstes Federelement 3 Führungsbolzen
4 Stromversorgungseinrichtung
5 Steller
6 zweites Federelement
7 Führungsbolzen 8 Abstützelement
9 Fahrzeugkomponente

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Verstellen einer Kraftfahrzeugkomponente
(9) , mit: mindestens einem Aktorelement (2; 2, 6), welches ein Formgedächtnismaterial aufweist; und mit mindestens einer Stromversorgungseinrichtung (4) , welche für eine Bestromung des mindestens einen Aktorelementes (2; 2, 6) in Abhängigkeit einer gewünschten Formänderung desselben ansteuerbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Aktorelement als erstes Federelement (2) aus Formgedächtnismaterial, beispielsweise als Spi- ralfeder (2), ausgebildet ist, deren axiale Erstreckung sich in Abhängigkeit der durch die Bestromung mittels der Stromversorgungseinrichtung (4) auftretenden Verlustwärme ändert .
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (2) aus Formgedächtnismaterial derart mit einem Steller (5) in Wirkverbindung steht, dass eine Änderung der axialen Erstreckung des ersten Federelementes (2) in Abhängigkeit der Bestromung desselben den Steller (5) aus einer ersten Verstellposition in eine zweite Verstellposition bewegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Federelement (6) vorgesehen ist, welches be- züglich des Stellers (5) gegenüberliegend su dem ersten
Federelement (2) angeordnet ist und mit dem Steller (5) in Wirkverbindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (6) als Rückstellfeder (6) aus Stahl der dergleichen für eine Rückstellung des Stellers (5) aus der zweiten Verstellposition in die erste Verstellposition ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (2) aus Formgedächtnismaterial bei einer Bestromung eine Längenausdehnung erfährt und den Steller (5) entgegen der Rückstellkraft des zweiten Federelementes (6) aus der ersten Verstellposition in die zweite Verstellposition bewegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Ver- /Entriegelungseinrichtung aufweist, welche den Steller (5) in der ersten und/oder der zweiten Verstellposition ver- bzw. entriegelt.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (2) bei einer Rücknahme der Bestromung eine Längenverkürzung erfährt und das zweite Federelement (6) den entriegelten Steller (5) durch die Rückstellkraft des zweiten Federelementes (6) von der zweiten Verstellposition in die erste Verstellposition zurück bewegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (6) , beispielsweise eine Spiralfeder, ein Formgedächtnismaterial aufweist und mit einer Stromversorgungseinrichtung (4) verbunden ist, wobei sich die axiale Erstreckung des zweiten Federelementes (6) in Abhängigkeit der durch die Bestromung mittels der Stromversorgungseinrichtung (4) auftretenden Verlustwärme ändert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (2) bei einer vorbestimmten Bestromung desselben in einen ausgestellten Zustand und das zweite Federeletnent (6) aus Formgedächtnismaterial bei keiner Bestromung desselben in einen eingezogenen Zustand derart übergehen, dass sie den Steller (5) aus einer ersten Verstellposition in eine zweite Verstellposition bewegen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Ver- /Entriegelungseinrichtung aufweist, welche den Steller (5) in der ersten und/oder der zweiten Verstellposition ver- bzw. entriegelt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Federelement (2) bei einer vorbestimmten Bestromung desselben in einen ausgestellten Zustand und das erste Federelement (2) aus Form- gedächtnismaterial bei keiner Bestromung desselben in einen eingezogenen Zustand derart übergehen, dass sie den entriegelten Steller (5) aus der zweiten Verstellposition in die erste Verstellposition bewegen.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Ansteuereinrichtung aufweist, welche für eine Ansteuerung der den Federelementen (2; 6) jeweils zugeordneten, mindestens einen Stromversorgungseinrichtung (4) mit derselben derart gekoppelt ist, dass die Federelemente (2; 2, 6) aus Formgedächtnismaterial wechselseitig oder gleichzeitig mit vorbestimmten Strömen bestrombar sind.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Aktoreletnent (2; 2, 6) aus Formgedächtnismaterial jeweils mit einer zugeordneten Stromversorgungseinrichtung (4) über eine zugeordnete Halterung elektrisch verbunden ist.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (2; 2, 6) jeweils auf einem zugeordneten Führungsbolzen (3, 7) geführt, über zugeordnete Federhalterungen gelagert und in einem wärmedämmenden Gehäuse angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verstellende Fahrzeugkomponente (9) als Schiebedachdeckel, Windabweiser, Spoiler, Lüftungsklappe, Ausstellfenster oder der- gleichen ausgebildet ist.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008036887B4 (de) * 2008-08-07 2010-05-06 Daimler Ag Windabweiser mit linear oszillierendem Abweiserelement
DE102018100741A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Webasto SE Windabweiseranordnung und Dach eines Fahrzeugs
DE102018128438A1 (de) 2018-11-13 2020-05-14 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Verfahren zur Herstellung von einteiligen Bauelementen aus Formgedächtnismaterial sowie einteilige Bauelemente aus Formgedächtnismaterial und deren Verwendung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068545A (en) * 1980-02-01 1981-08-12 Delta Materials Research Ltd Temperature-responsive actuating elements
JP2001003850A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Toki Corporation Kk 形状記憶合金アクチュエータ
DE20317091U1 (de) * 2003-11-07 2004-03-04 Arvinmeritor Gmbh Windabweiservorrichtung für ein Schiebedachsystem

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5938146A (ja) * 1982-08-25 1984-03-01 Ichikoh Ind Ltd 格納式前照灯の駆動装置
DE19802301A1 (de) * 1998-01-22 1999-07-29 Bosch Gmbh Robert Windabweiser für ein mit einem Schiebedach ausgestattetes Kraftfahrzeug
DE19934011C2 (de) * 1999-07-20 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Verdeck für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Cabriolet
DE10137175A1 (de) * 2001-07-31 2003-02-27 Audi Ag Motorabdeckung eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einer Be- und/oder Entlüftungsöffnung, mit einem Verschlusselement zum Verschließen der Be- und/oder Entlüftungsöffnung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068545A (en) * 1980-02-01 1981-08-12 Delta Materials Research Ltd Temperature-responsive actuating elements
JP2001003850A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Toki Corporation Kk 形状記憶合金アクチュエータ
DE20317091U1 (de) * 2003-11-07 2004-03-04 Arvinmeritor Gmbh Windabweiservorrichtung für ein Schiebedachsystem

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Publication number Publication date
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