Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit mit einem Projektionsschirm für ein Head-up-Display mit einer Schwenkvorrichtung zur Einstellung einer Neigung des Projektionsschirms um eine horizontal verlaufende

Neigungsachse, wobei die Schwenkvorrichtung eine Exzentereinheit zur Einstellung der Neigung umfasst.

Derartige Head-up-Displays sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt und umfassen eine Anzeigeeinheit mit einem Projektionsschirm, auf weichen mittels einer bildgebenden Einheit und gegebenenfalls mittels eines Optikmoduls Fahrzeuginformationen projiziert werden. Der

Projektionsbildschirm ist dabei transparent ausgebildet und im Sichtfeld des Fahrzeugführers angeordnet.

Um eine optimierte Anzeige für den Fahrzeugführer zu schaffen, welche sich insbesondere durch eine geometrisch sauber entzerrte und

vollständige Darstellung der Informationen auszeichnet, ist es erforderlich, insbesondere in Abhängigkeit von einer Größe und daraus folgenden

Sitzposition des Fahrzeugführers eine Neigung des Projektionsschirms um eine horizontal verlaufende Neigungsachse einzustellen. Hierbei ist eine sehr feine Einstellung erforderlich. Gleichzeitig ist eine sichere Fixierung des Projektionsschirms in der eingestellten Position erforderlich, um eine Änderung der Position während des Betriebs des Head-up-Displays zu vermeiden.

Aus der JP 2005 153 723 A ist eine Anzeigeeinheit mit einem

Projektionsschirm für ein Head-up-Display eines Fahrzeugs bekannt. Der Projektionsschirm ist mit einer Antriebseinheit gekoppelt, mittels welcher dieser von einer geschlossenen Position um eine Drehachse in eine geöffnete Position bewegbar ist. In der geöffneten Position ist eine Neigung des Projektionsschirms um eine horizontal verlaufende Neigungsachse mittels einer Schwenkvorrichtung einstellbar. Hierzu umfasst die

Schwenkvorrichtung eine Exzentereinheit und ein mit dieser gekoppeltes und in der geöffneten Position des Projektionsschirms mit diesem in mechanischer Wirkverbindung stehendes Betätigungselement, wobei zur Einstellung der Neigung des Projektionsschirms mittels einer rotatorischen Bewegung der Exzentereinheit eine translatorische Bewegung des

Betätigungselements erfolgt. Das Betätigungselement ist dabei mit einem Federelement gekoppelt, dessen Federkraft entgegengesetzt zur mittels der Exzentereinheit auf das Betätigungselement ausgeübten Kraft wirkt und die mechanische Wirkverbindung zwischen dem Exzenter und dem

Betätigungselement aufrechterhält.

Weiterhin ist aus der DE 41 25 070 A1 eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, umfassend eine Licht emittierende Anzeigeeinrichtung, um von dieser sichtbares Licht auszusenden, ein reflektierendes Teil zum Reflektieren sichtbaren Lichtes von der Licht emittierenden

Anzeigeeinrichtung in Richtung auf einen Fahrer des Fahrzeuges direkt oder indirekt über eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Dabei ist das reflektierende Teil beweglich zwischen einer ersten Position gehaltert, in welcher das reflektierende Teil vollständig sichtbares Licht von der Licht emittierenden Anzeigeeinrichtung reflektiert, und einer zweiten Position, in welcher das reflektierende Teil sichtbares Licht von dem Licht emittierenden Anzeigeelement mit einer verhältnismäßig niedrigen Reflexionsrate reflektiert. Weiterhin ist eine Einrichtung zur Bewegung des reflektierenden Teils zwischen der ersten Position und der zweiten Position vorgesehen, wobei die Einrichtung ein drehbar gelagertes Nockenteil umfasst, wobei eine untere Stirnfläche eines Gehäuses des Anzeigeelements in elastischer Berührung mit einer Nockennase des Nockenteils unter Zwangskraft einer Spiralfeder gehalten ist.

Weitere Anzeigevorrichtungen für Fahrzeuge offenbaren die DE 41 16 043 C2, US 3,802,764 A und der WO 2012/035128 A1 bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Anzeigeeinheit mit einem

Projektionsschirm für ein Head-up-Display anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anzeigeeinheit gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der

Unteransprüche.

Die Anzeigeeinheit mit einem Projektionsschirm für ein Head-up-Display umfasst eine Schwenkvorrichtung zur Einstellung einer Neigung des Projektionsschirms um eine horizontal verlaufende Neigungsachse, wobei die Schwenkvorrichtung eine Exzentereinheit zur Einstellung der Neigung umfasst. Erfindungsgemäß ist die Exzentereinheit unmittelbar mechanisch mit dem Projektionsschirm gekoppelt.

Dadurch ergibt sich besonders vorteilhafter Weise, dass eine sehr geringe Baugröße der Anzeigeeinheit erzielt werden kann, so dass eine Anordnung der Anzeigeeinheit insbesondere auch in Fahrzeugen mit sehr flach angeordneten Windschutzscheiben und daraus folgend geringem Abstand zwischen einer Armaturentafel und der Windschutzscheibe erfolgen kann. Des Weiteren führt die unmittelbare mechanische Kopplung der

Exzentereinheit mit dem Projektionsschirm zu dem Vorteil, dass eine Verstellung des Neigungswinkels ohne harte Endanschläge realisierbar ist, woraus die Möglichkeit einer Verwendung von einfachen und somit kostengünstigen Gleichstrommotoren resultiert. Weiterhin ermöglicht diese unmittelbare Kopplung in besonders einfacher Weise eine stufenlose und exakte Einstellung der Neigung des Projektionsschirms bei fehlertoleranter Reproduzierbarkeit. Ferner zeichnet sich die Schwenkvorrichtung der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit durch große Robustheit gegen

Vibrationen und Temperaturveränderungen aus, so dass ungewünschte Veränderungen der Neigung des Projektionsschirms verhindert werden können.

Hierbei umfasst die Exzentereinheit ein erstes Getrieberad und ein exzentrisch zu dem ersten Getrieberad ausgebildetes und an dem ersten Getrieberad befestigtes Exzenterelement. Das Getrieberad ermöglicht in einfacher weise eine Kopplung der Exzentereinheit mit einer

Betätigungseinheit sowie die Ausbildung eines Getriebes, um die Feinheit bei der Einstellung der Neigung weiter zu erhöhen. Mittels einer Variation einer exzentrischen Form und/oder Anordnung des Exzenterelements ist in besonders einfacher Weise ein Übersetzungsverhältnis zur Einstellung des Neigungswinkels an eine jeweilige Anwendung anpassbar.

Zusätzlich ist das Exzenterelement scheibenförmig ausgebildet. Unter einer Scheibe wird dabei ein Gegenstand verstanden, dessen Ausdehnung in einer Raumrichtung um ein Vielfaches kleiner ist als dessen Ausdehnungen in den anderen beiden Raumrichtungen des dreidimensionalen Raums. Dabei ist eine Fläche der Schmalseite des scheibenförmigen

Exzenterelements exzentrisch zu dem ersten Getrieberad angeordnet, so dass eine besonders bauraumsparende Ausbildung der

Schwenkvorrichtung und daraus folgend der Anzeigeinheit erzielbar ist.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das erste Getrieberad mechanisch mit einer Antriebswelle gekoppelt, wobei die Antriebswelle zumindest abschnittsweise schraubenförmig ausgebildet ist und mit dem Getrieberad ein erstes Schneckengetriebe bildet. Das erste Schneckengetriebe ermöglicht einerseits eine weiter verbessert aufgelöste, stufenlose und exakte Einstellung der Neigung des Projektionsschirms bei weiter verbesserter Reproduzierbarkeit und in einfacher Weise die Möglichkeit einer weiteren Einstellung des Übersetzungsverhältnisses der

Schwenkvorrichtung. Andererseits ergibt sich aus der Verwendung des ersten Schneckengetriebes, dass der Projektionsschirm aufgrund der Verzahnung des Getrieberades mit der Antriebswelle einer Kopplung der Antriebswelle mit einer Antriebseinheit aufgrund des mechanischen

Widerstands der Antriebseinheit in seiner eingestellten Position sicher fixiert ist. Weiterhin ist es aufgrund der Verwendung des ersten

Schneckengetriebes möglich, zur Einstellung eine Antriebseinheit mit einer geringen Leistung zu verwenden. Somit ist es möglich, den Bauraumbedarf für die Anzeigeeinheit und die erforderliche elektrische Energie zur

Einstellung der Neigung des Projektionsschirms weiter zu verringern.

In einer Weiterbildung ist die Antriebswelle mit einer Betätigungseinheit mechanisch gekoppelt ist. Die Betätigungseinheit ist dabei als motorischer Antrieb oder manueller Antrieb ausgebildet.

Insbesondere ist zwischen der Betätigungseinheit und der Antriebswelle ein Getriebe angeordnet, was eine weitere Einstellung des

Übersetzungsverhältnisses der Schwenkvorrichtung und somit eine weitere Verfeinerung bei der Einstellung des Neigungswinkels ermöglicht.

Zur mechanischen Kopplung des Getriebes mit der Betätigungseinheit umfasst dieses ein an der Antriebswelle befestigtes zweites Getrieberad.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist das zweite Getrieberad mechanisch mit einer zweiten Antriebswelle gekoppelt, wobei die zweite Antriebswelle zumindest abschnittsweise schraubenförmig ausgebildet ist und mit dem zweiten Getrieberad ein zweites Schneckengetriebe bildet. Auch das zweite Schneckengetriebe ermöglicht eine weiter verbessert aufgelöste, stufenlose und exakte Einstellung der Neigung des

Projektionsschirms bei weiter verbesserter Reproduzierbarkeit und in einfacher Weise die Möglichkeit einer weiteren Einstellung des

Übersetzungsverhältnisses der Schwenkvorrichtung. Weiterhin ist es aufgrund der Verwendung des zweiten Schneckengetriebes möglich, zur Einstellung eine Antriebseinheit mit weiter verringerter Leistung zu verwenden.

Alternativ ist die zweite Antriebswelle mit einem manuellen

Betätigungselement der Betätigungseinheit mechanisch gekoppelt, woraus sich eine Verringerung der Kosten und eine besonders hohe Robustheit der Schwenkvorrichtung ergeben.

Um den Projektionsschirm stets in Kontakt mit der Exzentereinheit zu halten, ist gemäß einer möglichen Ausgestaltung zumindest ein

Federelement vorgesehen, dessen Federkraft entgegengesetzt zur mittels der Exzentereinheit auf den Projektionsschirm ausgeübten Kraft wirkt und die mechanische Wirkverbindung zwischen dem Exzenter und dem

Betätigungselement in jeder mittels der Exzentereinheit einstellbaren Neigung des Projektionsschirms aufrecht erhält.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen: Figur 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit bei manuellem Antrieb,

Figur 2 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit bei motorischem Antrieb,

Figur 3 schematisch eine Draufsicht eines zweiten

Ausführungsbeispiels einer Exzentereinheit eines möglichen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit, und

Figur 4 schematisch eine Draufsicht eines dritten

Ausführungsbeispiels einer Exzentereinheit eines möglichen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein mögliches erstes

Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen

Anzeigeeinheit 1 dargestellt.

Die Anzeigeeinheit 1 ist dabei zur Realisierung eines so genannten Head- up-Displays in einem nicht gezeigten Fahrzeug vorgesehen, wobei einem Fahrer des Fahrzeugs mittels des Head-up-Displays Informationen im Bereich einer Frontscheibe des Fahrzeugs angezeigt werden.

Zu dieser Anzeige umfasst die Anzeigeeinheit 1 einen insbesondere transparent ausgebildeten Projektionsschirm 2, welcher beispielsweise in oder auf einer Armaturentafel des Fahrzeugs angeordnet ist. Der

Projektionsschirm 2 ist dabei beispielsweise derart ausgebildet, dass dieser sich ständig oberhalb der Armaturentafel in einem Sichtbereich des Fahrers befindet. Alternativ ist der Projektionsschirm 2 vollständig verfahrbar, d. h. insbesondere in einen Hohlraum innerhalb der Armaturentafel unterhalb von deren Oberfläche einfahrbar und bei gewünschter Benutzung aus diesem Hohlraum ausfahrbar.

Um eine Neigung des Projektionsschirms 2 um eine horizontal verlaufende Neigungsachse X variabel einstellen zu können, ist zum Schwenken des Projektionsschirms 2 um die Neigungsachse X eine Schwenkvorrichtung 3 vorgesehen.

Die Schwenkvorrichtung 3 umfasst eine unmittelbar mechanisch mit dem Projektionsschirm 2 gekoppelte Exzentereinheit 4 zur Einstellung der Neigung, wobei die Exzentereinheit 4 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein erstes Getrieberad 4.1 und ein exzentrisch, beispielsweise um 1 mm, zu dem ersten Getrieberad 4.1 angeordnetes und an dem ersten

Getrieberad 4.1 befestigtes Exzenterelement 4.2 umfasst. Dabei weisen das Getrieberad 4.1 und das Exzenterelement 4.2 eine kreisförmige

Grundfläche auf und sind scheibenförmig ausgebildet. Unter einer Scheibe wird dabei vorliegend ein Gegenstand verstanden, dessen Ausdehnung in einer Raumrichtung um ein Vielfaches kleiner ist als dessen Ausdehnungen in den anderen beiden Raumrichtungen des dreidimensionalen Raums. Dabei ist eine in mechanischer Wirkverbindung mit dem

Projektionsschirm 2 stehende Fläche der Schmalseite des

scheibenförmigen Exzenterelements 4.2 exzentrisch zu dem ersten

Getrieberad 4.1 angeordnet.

Zur Betätigung des ersten Getrieberads 4.1 ist dieses mechanisch mit einer ersten Antriebswelle 5 gekoppelt, wobei die Antriebswelle 5 zumindest abschnittsweise schraubenförmig ausgebildet ist und mit dem

Getrieberad 4.1 ein erstes Schneckengetriebe bildet.

Zur Betätigung der Antriebswelle 5 ist diese mit einer Betätigungseinheit 6 mechanisch gekoppelt. Die Betätigungseinheit 6 ist dabei im dargestellten Ausführungsbeispiel als manueller Antrieb, insbesondere als Handrad, ausgebildet und mittels eines zwischen der Betätigungseinheit 6 und der ersten Antriebswelle 5 angeordneten Getriebes, welches aus einem an der Antriebswelle 5 befestigten zweiten Getrieberad 7 und einem an der Betätigungseinheit 6 befestigten dritten Getrieberad 8 gebildet ist, mit der Exzentereinheit 4 gekoppelt.

Die Einstellung der Neigung des Projektionsschirms 2 erfolgt dabei anhand einer manuellen Drehbewegung der Betätigungseinheit 6, wobei diese Drehbewegung über das Getriebe und das erste Schneckengetriebe auf die Exzentereinheit 4 übertragen wird und in eine im Wesentlichen um eine vertikale Achse erfolgende Drehbewegung dieser umgewandelt wird.

Aufgrund der exzentrischen Anordnung des Exzenterelements 4.2 zum ersten Getrieberad 4.1 erfolgt die Einstellung der Neigung des

Projektionsschirms 2 ohne Endanschlag.

Um während der Verstellung der Neigung in allen Positionen des

Projektionsschirms 2 und der Exzentereinheit 4 den Projektionsschirm 2 und das Exzenterelement 4.2 in Kontakt zu halten, sind zwei,

beispielsweise als Schraubenfedern ausgebildete Federelemente 9, 10 vorgesehen, deren Federkraft entgegengesetzt zur mittels der

Exzentereinheit 4 auf den Projektionsschirm 2 ausgeübten Kraft wirken und somit die mechanische Wirkverbindung zwischen der Exzentereinheit 4 und dem Projektionsschirm 2 stets aufrecht erhalten. Dabei ist das

Federelement 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Betätigungseinheit 6 verdeckt. Das Federelement 10 ist in Figur 2 näher dargestellt.

Eine Einstellung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der

Drehbewegung an der Betätigungseinheit 6 und der Stärke der damit verbundenen Neigungsverstellung ist mittels einer Einstellung einzelner Übersetzungsverhältnisse des Getriebes, des Schneckengetriebes und der Exzentereinheit 4 vorgebbar. Somit ist in einfacher Weise eine Feinheit bei der Verstellung der Neigung vorgebbar.

Figur 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein mögliches zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit 1 .

Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinheit 6 als motorischer Antrieb, insbesondere als einfacher Gleichstrommotor, ausgebildet.

Zur mechanischen Kopplung der Betätigungseinheit 6 mit der ersten Antriebswelle 5 ist die Betätigungseinheit 6 mit einer zweiten

Antriebswelle 1 1 gekoppelt, welche von der Betätigungseinheit 6 antreibbar ist.

Die zweite Antriebswelle 1 1 ist wiederum mittels des zweiten

Getrieberades 7 mechanisch mit der ersten Antriebswelle 5 gekoppelt, wobei die zweite Antriebswelle 1 1 zumindest abschnittsweise

schraubenförmig ausgebildet ist und mit dem zweiten Getrieberad 7 ein zweites Schneckengetriebe bildet.

Die Einstellung der Neigung des Projektionsschirms 2 erfolgt dabei anhand einer motorischen Drehbewegung der Betätigungseinheit 6, wobei diese Drehbewegung über das erste und zweite Schneckengetriebe auf die Exzentereinheit 4 übertragen wird und in die im Wesentlichen um die vertikale Achse erfolgende Drehbewegung dieser umgewandelt wird. Auch hierbei erfolgt aufgrund der exzentrischen Anordnung des

Exzenterelements 4.2 zum ersten Getrieberad 4.1 die Einstellung der Neigung des Projektionsschirms 2 ohne Endanschlag, so dass die

Verwendung von einfachen und kostengünstigen Gleichstrommotoren als Betätigungseinheit 6 möglich ist.

Eine Einstellung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der

Drehbewegung an der Betätigungseinheit 6 und der Stärke der damit verbundenen Neigungsverstellung ist mittels einer Einstellung der einzelnen Übersetzungsverhältnisse der Schneckengetriebe und der

Exzentereinheit 4 vorgebbar.

In Figur 3 ist in einer Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Exzentereinheit 4 dargestellt. Im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Exzentereinheit 4 weist das Exzenterelement 4.2 keine kreisförmige Grundfläche, sondern eine ovale Grundfläche auf, so dass ein Abstand der Fläche der Schmalseite des scheibenförmigen Exzenterelements 4.2 in unterschiedlichen Abständen zur Fläche der Schmalseite des ersten Getrieberads 4.1 und somit exzentrisch zu diesem angeordnet ist. Auch diese Exzentereinheit 4 ermöglicht eine Verstellung der Neigung des Projektionsschirms 2 ohne Endanschlag.

Figur 4 zeigt in einer Draufsicht ein drittes Ausführungsbeispiel der

Exzentereinheit 4.

Im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten

Ausführungsbeispiel der Exzentereinheit 4 weist das Exzenterelement 4.2 keine kreisförmige Grundfläche, sondern eine Grundfläche mit mehreren Ausbuchtung auf, so dass ein Abstand der Fläche der Schmalseite des scheibenförmigen Exzenterelements 4.2 in unterschiedlichen Abständen zur Fläche der Schmalseite des ersten Getrieberads 4.1 und somit exzentrisch zu diesem angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

1 Anzeigeeinheit

2 Projektionsschirm

3 Schwenkvornchtung

4 Exzentereinheit

4.1 erstes Getrieberad

4.2 Exzenterelement

5 erste Antriebswelle

6 Betätigungseinheit

7 zweites Getrieberad

8 drittes Getrieberad

9 Federelement

10 Federelement

1 1 zweite Antriebswelle

X Neigungsachse