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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Seilspannvorrichtung, insbesondere
für einen
Fensterhebermechanismus.
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Ein
Fensterhebermechanismus ist eine Vorrichtung, mit der in einem Kraftfahrzeug
eine Antriebskraft auf eine Fensterscheibe übertragen wird. Eine Fensterhebervorrichtung
umfasst eine Kraftübertragungsvorrichtung
wie zum Beispiel ein Seil oder einen Riemen, das/der mit einer Antriebsvorrichtung
wie zum Beispiel einem Kurbelgriff oder einem Motor verbunden ist,
der die Verschiebebewegung der Fensterscheibe erzeugt. Die Fensterscheibe
kann durch Gleitstücke
angetrieben werden, die sich unter dem Einfluss des Seils an Führungsschienen
entlang bewegen. Das Seil kann in ein unteres Seil und ein oberes
Seil unterteilt sein, die in entgegengesetzten Richtungen auf eine
durch den Motor oder den Kurbelgriff angetriebene Trommel aufgewickelt
sind.
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Die
Spannung des Seils in einem Fensterhebermechanismus muss während seiner
gesamten Nutzungsdauer korrekt gesteuert werden. Fehlende Spannung
in der Seilschlaufe führt
zu einer Ungenauigkeit bei der Verschiebung der Fensterscheibe gegenüber der
von dem Antriebssystem kommenden Anweisung.
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Die
Funktionsgenauigkeit des Fensterhebermechanismus ist wichtig und
vor allem bei rahmenlosen Türfensterhebermechanismen
entscheidend. Bei bestimmten Modellen rahmenloser Türfensterhebermechanismen
senkt sich die Fensterscheibe beim Öffnen der Tür leicht ab, um sich von der
Verdeckdichtung zu lösen.
Das Verschieben der Fensterscheibe muss daher genau durchgeführt werden,
um das Öffnen
der Tür
nicht zu behindern. Diese Verschiebung darf auch nicht zu groß sein,
um amtlichen Vorschriften zu genügen,
insbesondere was den Einklemmschutz angeht. Das Antriebsseil der
Fensterscheibe muss daher genügend
Spannung haben, um eine genaue Verschiebung der Fensterscheibe zu garantieren.
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Die
den Fensterhebermechanismus bildenden Komponenten erfahren eine
fortschreitende Alterung, was zu der scheinbaren Dehnung des Seils
infolge zum Beispiel der Abnutzung der Antriebstrommel und der Seilscheiben,
der Komprimierung der Seilabdeckungen oder des Kriechens der Seilscheiben
führt.
Diese Dehnung des Seils infolge der Alterung der verschiedenen Teile
des Fensterhebermechanismus muss kompensiert werden.
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Es
sind Mechanismen zum Ausgleich des Spiels bekannt, die es möglich machen,
die Dehnung des Seils zu absorbieren, um eine für die korrekte Funktionsweise
des Fensterhebermechanismus ausreichende Spannung zu garantieren.
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Bei
den meisten dieser Mechanismen, wie bei dem in dem Patent
DE 197 06 866 A beschriebenen,
handelt es sich um Systeme, die auf der Basis mehr oder weniger
feiner Kerben in einem schrittweisen Modus arbeiten.
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Um
eine bessere Gleichmäßigkeit
der Spannung zu garantieren, sollte vorzugsweise ein kontinuierliches
Aufwickelsystem gewählt
werden, das Schwelleneffekte vermeidet. Ein solcher Mechanismus
wird in der Patentanmeldung EP-A-0 244 303 beschrieben und besteht
in einer Spannschraube und einer Mutter, die über eine Schubstange und ein elastisches
Element mit Kraft beaufschlagt werden. In einer Richtung kann die
Schraube unter dem axialen Schub des elastischen Elements jedes
Mal, wenn die von der Schubstange aufgebrachte Kraft verschwindet
oder kleiner wird, eine Schraubenbewegung in einer Mutter ausführen, und
in der anderen Richtung kann die Schraube keine Rotations-Translationsbewegung
in der Mutter ausführen.
Dieser Mechanismus ist ein auf Reibung basierendes irreversibles
System. Daher wird ein wahrscheinlich auftretendes Spiel zwischen
zwei dieser Spannschraube zugeordneten Teilen automatisch bei seinem
Auftreten kompensiert durch die unidirektionale Verschiebung der
Schraube.
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Diese
Seilspannvorrichtungen sind auf einem gegebenen Seilweg angeordnet,
d.h. auf dem unteren Seil oder auf dem oberen Seil der Vorrichtung
eines Fensterhebermechanismus. Sie sind im Allgemeinen auf dem unteren
Seil des Fensterhebermechanismus angeordnet, der den "schlaffen Abschnitt" des Mechanismus
darstellt, wenn letzterer an seinem oberen Anschlag anliegt. Um
auch das obere Seil zu spannen, muss eine weitere Spannvorrichtung
bereitgestellt werden, was einen bedeutenden Kostenaufwand darstellt.
Da nun das untere und das obere Seil gleichzeitig gespannt werden,
kann die Spannung des einen gegenüber dem anderen ausgeglichen
werden, und die Gefahr, dass sich die Seile von ihren Gleitstücken lösen, wird
ausgeschaltet. Diese Seilspannvorrichtungen erlauben dieses gleichzeitige
Spannen des unteren und des oberen Seils nicht.
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Darüber hinaus
sind diese Seilspannmechanismen so genannte irreversible Systeme,
d.h. wenn die Schraube zur unidirektionalen Verschiebung eine ungenügende Spannung
in dem Seil kompensiert hat, kann sie bei einer übermäßigen Spannung des Seils keine
Rückbewegung
ausführen.
In bestimmten Fällen
kann das Seil nun eine ungenügende
Spannung zeigen, die nicht von Dauer ist, d.h. auf eine Alterung
bestimmter Teile der Vorrichtung zurückzuführen ist, sondern einfach eine
vorübergehend
ungenügende
Spannung, weil zum Beispiel die Fensterscheibe in der oberen oder
unteren Position stehen bleibt. Wenn das Seilspannsystem eine solche
vorübergehende
Dehnung kompensiert, kann das Seil anschließend eine übermäßige Spannung haben, so dass
die Gefahr besteht, dass sein vorzeitiger Verschleiß beschleunigt
wird.
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Die
US-A-4,235,046 offenbart einen Seilspannmechanismus, der dazu ausgelegt
ist, die Spannung eines Seils aufrechtzuerhalten, wenn das Seil
in zwei entgegengesetzte Richtungen angetrieben wird, d.h. die Spannung
auf dem unteren Seil und auf dem oberen Seil aufrechtzuerhalten.
Der Mechanismus umfasst eine Blattfeder mit einer halbrunden Form
im Ruhezustand, die an jedem Ende ein Blatt aufweist, das mit einer
Nut versehen ist, die an dem Seil angreifen kann. Die Feder wird
durch einen Befestigungspunkt auf der Trommel zum Aufwickeln der
Seilabschnitte zentriert, und die Blätter üben unter dem Einfluss der
Feder auf jeden Abschnitt des Seils, den oberen und den unteren,
eine Kraft aus, so dass es zu einer örtlichen Umkehr der Krümmung des
Seils kommt. Eine solche Blattfeder ist jedoch kostspielig, wenn
sie so dimensioniert ist, dass sie eine zum Spannen des Seils ausreichende
Kraft erzeugt. In der Tat muss die Blattfeder recht lange und groß dimensionierte
Arme haben, um das Seil nicht durch zu große Krümmungsumkehrungen zu beschädigen.
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Es
besteht daher ein Bedarf an einem kostengünstigen Seilspannmechanismus
in einer Vorrichtung eines Fensterhebermechanismus, der nicht vollständig irreversibel
ist und mit dem es möglich
ist, das untere Seil und das obere Seil der Vorrichtung gleichzeitig
zu spannen.
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Dazu
stellt die Erfindung eine Seilspannvorrichtung bereit, die Folgendes
umfasst:
- – zwei
Nocken, die einander gegenüberliegend angeordnet
sind und um dieselbe Spindel schwenken;
- – eine
Torsionsfeder, die auf der Spindel zentriert ist und ein erstes
Ende umfasst, das an einem ersten der Nocken liegt, und ein zweites
Ende, das an einem zweiten der Nocken liegt;
wobei die
Feder dazu ausgelegt ist, jeden der Nocken mit einem Drehmoment
zu beaufschlagen, um den Winkelabstand zwischen den Nocken zu verringern,
wenn ein Seil eine ungenügende
Spannung zeigt.
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Gemäß einem
Merkmal umfasst die Spannvorrichtung eine einzige Feder.
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Gemäß einem
Merkmal sind die beiden Nocken identisch.
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Gemäß einem
Merkmal ist jeder Nocken auf einem anderen Seilweg angeordnet.
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Gemäß einem
Merkmal hat die Spindel der Nocken eine Schulter, in der die Feder
angeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist ein Ende der Feder ein Endabschnitt, der so in einem Nocken angeordnet
ist, dass er parallel zu der Spindel der Nocken und der Feder ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist ein Ende der Feder ein Endabschnitt, der senkrecht zu der Spindel
der Nocken und der Feder auf einem Nocken angeordnet ist.
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Gemäß einem
Merkmal kann der Winkelabstand zwischen den beiden Nocken unter
dem Einfluss der Feder zwischen 190° und 45° schwanken.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
einen Fensterhebermechanismus, der Folgendes umfasst:
- – ein
oberes Seil und ein unteres Seil;
- – eine
erfindungsgemäße Seilspannvorrichtung, wobei
die Feder dazu ausgelegt ist, die ungenügende Spannung eines Seils
mit der Spannung des anderen Seils zu kompensieren.
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Gemäß einer
Ausführungsform
liegt das obere Seil an dem ersten Nocken an, und das untere Seil
liegt an dem zweiten Nocken an.
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Eine
Anwendung der Erfindung betrifft ein sich öffnendes Fenster eines Kraftfahrzeugs
mit einem Fensterhebermechanismus gemäß der Erfindung.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden
ausführlichen Beschreibung
von Ausführungsformen
der Erfindung offensichtlich, die lediglich beispielhaft und anhand der
beigefügten
einzigen Zeichnung dargestellt sind, die eine schematische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Seilspannvorrichtung
zeigt.
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Die
erfindungsgemäße Seilspannvorrichtung umfasst
zwei Nocken, die einander gegenüberliegend
angeordnet sind und um dieselbe Spindel schwenken, sowie eine auf
der Spindel zentrierte Torsionsfeder. Die Torsionsfeder umfasst
ein erstes Ende, das an einem ersten der Nocken anliegt, und ein zweites
Ende, das an einem zweiten der Nocken anliegt. Die Feder ist somit
dazu ausgelegt, jeden der Nocken mit einem Drehmoment zu beaufschlagen, um
den Winkelabstand zwischen den Nocken zu verringern, wenn ein Seil
eine ungenügende
Spannung zeigt.
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Die
erfindungsgemäße Seilspannvorrichtung soll
in einem Fensterhebermechanismus angeordnet werden, um gleichzeitig
die Spannungen des unteren Seils und des oberen Seils der Vorrichtung
auszugleichen. Ferner ist das Spannen eines Seils durch die erfindungsgemäße Spannvorrichtung
reversibel, da die ungenügende
Spannung eines Seils mit der Spannung des anderen Seils ausgeglichen
wird.
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Die
Seilspannvorrichtung gemäß der Erfindung
umfasst eine zu zwei identischen Nocken gehörige kleine Spannfeder: Eine
solche Feder ist viel weniger teuer als die Blattfeder des Dokuments US-A-4,235,046.
Ferner sind die Nocken dazu ausgelegt, die Seile ohne Krümmungsumkehr
mit einer Spannung zu beaufschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Seilspannvorrichtung wird
anhand der einzigen Zeichnung näher
beschrieben.
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Die
Seilspannvorrichtung ist ein Mechanismus, der in einer Vorrichtung
eines Fensterhebermechanismus angeordnet werden soll, um jegliches Auftreten
von ungenügend
Spannung in einem Seil der Vorrichtung zu vermeiden. Auf eine an
sich bekannte Weise umfasst der Fensterhebermechanismus eine Platte 7,
auf der eine Antriebstrommel 15 gelagert ist, auf die ein
oberes Seil 5 und ein unteres Seil 6 in entgegengesetzten
Richtungen aufgewickelt sind, womit es möglich wird, den Fensterheber
in Bewegung zu setzen und entsprechend eine Fensterscheibe herunterzulassen.
Jede Seilanordnung 5, 6 definiert einen Seilweg,
der Gleitstücke,
Seilscheiben und Umlenkscheiben umfassen kann. Wie oben erläutert, muss
jederzeit eine ausreichende Spannung jedes Seils 5, 6 aufrechterhalten
werden, um eine Störung
des Fensterhebermechanismus zu verhindern, aber dennoch ohne übermäßige Spannung,
um ein vorzeitiges Altern der Komponenten des Fensterhebermechanismus
zu vermeiden.
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Gemäß der Erfindung
sind zwei Nocken 3, 4 vorgesehen, einer auf jedem
der Seilwege 5 bzw. 6. Die Nocken 3, 4 sind
einander gegenüberliegend
angeordnet und schwenken um ein und dieselbe Spindel 1.
Diese Spindel 1 bildet mit der Platte 7 eine Einheit,
zum Beispiel ist sie auf letztere aufgecrimpt. Die Nocken 3, 4 können miteinander
identisch sein, um Konstruktion, Handhabung, Montage und Beschaffung
der Teile des Fensterhebermechanismus zu vereinfachen. Die Nocken
können
mit einem Automaten auf der Spindel 1 angebracht, d.h.
an der Platte 7 vormontiert sein, was im Vergleich zu bekannten
Spannsystemen mit Gleitstücken
einen großen
Gewinn hinsichtlich der Produktivität bedeutet. Die Nocken 3, 4 liegen
jeweils an einem der Seile 5, 6 an und bilden zwischen
sich einen stumpfen Winkel, wenn die Seile erstmals gespannt werden.
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Die
erfindungsgemäße Spannvorrichtung umfasst
außerdem
eine an der Spindel 1 der Nocken 3, 4 angebrachte
Torsionsfeder 2. Die Spindel 1 kann eine Schulter
(nicht dargestellt) umfassen, die es möglich macht, die Torsionsfeder 2 aufzunehmen und
in axialer Richtung festzuhalten. Die Feder 2 ist so montiert,
dass sie um die Spindel 1 herum zusammengedrückt wird,
wobei ihre beiden Enden 8, 9 an den Nocken 3 bzw. 4 anliegen.
Die Feder 2 beaufschlagt somit jeden Nocken mit einem Drehmoment, das
gegen die von jedem Seil aufgebrachte Spannung wirkt. Wenn ein Seil 5, 6 ungenügend Spannung
hat, wird das Moment der Feder 2 größer als die Spannung des Seils,
und das von der Feder 2 auf den entsprechenden Nocken aufgebrachte
Drehmoment führt
dazu, dass sich die Nocken aufeinander zu bewegen. Durch dieses
Schwenken eines an einem gedehnnten Seil anliegenden Nockens wird
es möglich,
das Seil wieder zu spannen. Wenn die Nocken 3, 4 an
den Seilen 5, 6 anliegen, wird in der Tat der
eine oder der andere der Seilwege verlängert, weil sich die Nocken
aufeinander zu bewegen. Der durch die Nocken 3, 4 gebildete
Winkel kann zwischen 190° und
150° betragen,
wenn die beiden Seile, das obere 5 und das untere 6,
gespannt sind, und dieser Winkel kann unter dem Einfluss der Feder 2 auf
45° verringert
werden.
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Gemäß der beschriebenen
Ausführungsform umfasst
die Feder 2 einen ersten Endabschnitt, der an dem Nocken 3 des
oberen Seils 5 anliegt. Dieser erste Endabschnitt 8 ist
in einem Loch in dem Nocken 3 parallel zu der Spindel 1 der
Nocken angeordnet. Der erste Endabschnitt 8 ist gegenüber der
Mitte der Spindel 1 zum Beispiel um 10 bis 15 nun
versetzt, um ein Moment auf die Schwenkachse des Nockens 3 zu erzeugen.
Wenn sich also das obere Seil 5 streckt und die von diesem
Seil auf den Nocken 3 aufgebrachte Spannung kleiner wird,
wird das von der Feder 2 aufgebrachte Moment diesen Nocken 3 in Schwenkbewegung
versetzen, um den Weg des oberen Seils 5 zu verlängern. Ferner
umfasst die Feder 2 einen zweiten Endabschnitt 9,
der an dem Nocken 4 des unteren Seils 6 anliegt.
Dieser zweite Endabschnitt 9 ist zwischen zwei Anschlagstücken 10, 11 angeordnet,
die oben auf dem Nocken 4 ausgebildet sind. Der zweite
Endabschnitt 9 ist senkrecht zu der Spindel 1 der
Nocken und erzeugt ein auf die Schwenkachse des Nockens 4 wirkendes
Moment. Wenn sich also das untere Seil 6 streckt und die
von diesem Seil auf den Nocken 4 aufgebrachte Spannung
kleiner wird, wird das von der Feder 2 aufgebrachte Moment
den Nocken 4 in Drehung versetzen, um den Weg des unteren
Seils 6 zu verlängern.
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Die
erfindungsgemäße Seilspannvorrichtung funktioniert
wie folgt.
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Wenn
sich der Fensterhebermechanismus in der heruntergelassenen Stellung
befindet, hat das untere Seil 6 eine übermäßige Spannung, während das
obere Seil ungenügend
Spannung haben kann. Die Spannung Pinf des
unteren Seils 6 liegt in der Größenordnung von 500N bis 700N,
je nach dem maximalen Drehmoment der bei der Vorrichtung des Fensterhebermechanismus
verwendeten Motoren. Diese Spannung des Seils Pinf ist
sehr viel größer als das
von der Torsionsfeder 2 aufgebrachte Moment. Der auf dem
Seilweg des unteren Seils 6 angeordnete Nocken 4 wird
daher in eine Gleichgewichtsposition gebracht, in der das Seil 6 solange
gegen den Nocken 4 drückt,
bis er tangential zur Nut des Nockens ist. Ferner hat das obere
Seil 5, das in der unteren Anschlagposition ungenügend Spannung
hat, eine Spannung Psup, die kleiner ist
als das von der Torsionsfeder 2 aufgebrachte Moment. Der
auf dem Weg des oberen Seils 5 angeordnete Nocken 3 wird
daher durch die Feder 2 in Richtung zu dem anderen Nocken 4 bewegt.
Der Weg des oberen Seils 5 wird somit durch die Bewegung
des Nockens 3 verlängert, und
das obere Seil 5 wird wieder auf eine Gleichgewichtsspannung
gespannt. Es sei angemerkt, dass mit Hilfe der dargestellten Anordnung
der Nocken und der Feder die Verlängerung des Seilwegs ohne Krümmungsumkehr
stattfindet. Natürlich
könnte auch
eine andere Anordnung in Betracht gezogen werden.
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Wenn
der Fensterhebermechanismus in Aktion ist, um das Fenster hochzufahren,
entspannt sich das untere Seil 6, und das obere Seil 5 wird
wieder gespannt. Mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung wird es
daher möglich,
die Spannung eines Seils gegenüber
dem anderen ständig
auszugleichen. Je nach der Spannung in jedem Seil bewegen sich die auf
dem jeweiligen Seilweg angeordneten Nocken 3, 4 unter
dem Einfluss der Feder 2 mehr oder weniger aufeinander
zu. Die Seilwege werden daher ständig angepaßt, um eine
optimale Spannung in jedem Seil 5, 6 zu garantieren,
ohne dass die Gefahr einer übermäßigen Spannung
oder die Gefahr, dass sich die Seile lösen, besteht.
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Wenn
der Fensterhebermechanismus an seinem oberen Anschlag ist, hat dann
das obere Seil 5 eine übermäßige Spannung,
und das untere Seil 6 hat dann ungenügend Spannung. Die Spannung
Psup des oberen Seils 5 wird sehr
viel größer als
das von der Torsionsfeder 2 aufgebrachte Moment, und der auf
dem oberen Seilweg angeordnete Nocken 3 wird in eine Gleichgewichtsposition
gebracht, in der das Seil 5 tangential zu der Nut des Nockens 3 ist.
Ferner zeigt das untere Seil 6, das ungenügend Spannung hat,
eine Spannung Pinf, die kleiner ist als
das von der Torsionsfeder 2 aufgebrachte Moment. Der auf
dem unteren Seilweg 6 angeordnete Nocken 4 wird
daher durch die Feder 2 auf den anderen Nocken 3 zu
bewegt, um den Weg des unteren Seils 6 zu verlängern, um
es wieder auf eine Gleichgewichtsspannung zu spannen.
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Die
erfindungsgemäße Seilspannvorrichtung ist
daher dazu ausgelegt, mit einer einzigen Feder 2 die ungenügende Spannung
eines Seils mit der Spannung des anderen Seils auszugleichen und durch
Verringerung des Winkelabstands zwischen den Nocken jegliche unerwünschte Dehnung
der Schlaufe eines Seils aufzunehmen. Das Schwenken des einen oder
anderen der Nocken 3, 4 unter dem Einfluss der
Feder 2 kann es möglich
machen, bis zu 100 mm Dehnung der Schlaufe eines gedehnten Seils
auszugleichen.
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Die
erfindungsgemäße Seilspannvorrichtung eignet
sich besonders zur Anordnung in einem Seilweg eines Fensterhebermechanismus,
kann aber genauso gut auf jede andere seilgetriebene Fernsteuerungsvorrichtung
ausgelegt werden, bei der ein Spiel kompensiert werden muss.
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Eine
vorteilhafte Anwendung der Erfindung betrifft daher das Öffnen von
Fenstern eines Kraftfahrzeugs und insbesondere rahmenlose Türen.
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Die
vorliegende Erfindung ist natürlich
nicht auf die beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt: So
wurde die Torsionsfeder 2 mit einem zur Spindel der Nocken
parallelen Endabschnitt und einem zur Spindel der Nocken senkrechten
Endabschnitt dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass auch andere
Federkonstruktionen verwendet werden können, zum Beispiel mit zwei
senkrechten Endabschnitten, einem über einem ersten Nocken und dem
anderen unter einem zweiten Nocken. Zur Ausführung der Erfindung kann jeder
Typ von Torsionsfeder verwendet werden, der dazu ausgelegt ist,
beide konzentrische Nocken gleichzeitig mit einem Drehmoment zu
beaufschlagen.