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Die
Erfindung betrifft ein Rollosystem, insbesondere als Beschattungssystem
eines Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebsmotor, einer um eine Drehachse
drehbaren Wickelwelle zur Aufnahme eines flexiblen Flächengebildes
und einer Kopplungseinrichtung zur Kopplung eines ersten Endes der
Wickelwelle an einem Abtriebsabschnitt des Antriebsmotors, wobei
die Kopplungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Wickelwelle
in einem mit dem Abtriebsabschnitt drehgekoppelten Zustand axial
relativ zum Abtriebsabschnitt beweglich ist.
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Rollosysteme
sind im Fahrzeugbereich allgemein bekannt. Sie dienen verschiedenen
Zwecken, beispielsweise angeordnet im Bereich von Fahrzeugfenstern
als Beschattung und angeordnet im Bereich eines Laderaums als Laderaumabdeckung.
Diese Rollosysteme weisen üblicherweise eine
Wickelwelle auf, auf der ein flexibles Flächengebilde zum Abdecken der
betreffenden Fläche
aufgerollt lagerbar ist. Weiterhin weisen derartige Rollosysteme
zumeist einen Antriebsmotor, vorzugsweise einen Federantriebsmotor,
auf, mittels dessen das flexible Flä chengebilde aus einem abgerollten
Funktionszustand in einen aufgerollten Stauzustand überführbar ist.
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Bei
einer Vielzahl von Anwendungen ist die Wickelwelle gegenüber dem
Antriebsmotor und dem Abtriebsabschnitt des Antriebsmotors lediglich
drehbeweglich, während
axial eine feste Beabstandung vorgesehen ist.
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Bei
besonderen Ausführungsformen
ist es jedoch erforderlich, dass die Wickelwelle mit dem Abtriebsabschnitt
des Antriebsmotors zwar drehgekoppelt ist, dabei jedoch axial translativ
beweglich bleibt. Dies kann beispielsweise zu Montage/Demontage-Zwecken
von Vorteil sein. Besonders relevant ist diese axiale Beweglichkeit
bei Wickelwellen, die im Zuge des Abwickelns und Aufwickelns gezielt
axial bewegt werden, um es hierdurch zu gestatten, mittels des Flächengebildes
ein von der Rechteckform abweichenden Bereich, beispielsweise ein
Seitenfenster eines Fahrzeugs, abzudecken.
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Bei
derzeit genutzten Systemen wird zur Erreichung einer derartigen
axialen Beweglichkeit die Kopplung des Abtriebsabschnitts des Motors
mit der Wickelwelle über
eine mit dem Abtriebsabschnitt verbundene und sich in Richtung der
Drehachse erstreckende Sechskantstange realisiert, die in eine korrespondierende
Sechskantausnehmung an der Stirnseite der Wickelwelle eingreift.
Der dadurch erreichte Formschluss wird zur Drehmomentübertragung
zwischen Motor und Wickelwelle verwendet, wobei er eine axiale Relativbeweglichkeit
nicht behindert. Die Sechskantstange hat dabei eine Doppelfunktion,
da sie einerseits die genannte Drehmomentübertragung zwischen Motor und
Wickelwelle ermöglicht
und da sie andererseits auch als Lagerung der Wickelwelle dient.
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In
der Praxis hat sich herausgestellt, dass derartige Systeme zu einem
unharmonischen und ruckhaften Aufrollen des Flächengebildes neigen.
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Weiterhin
problematisch ist, dass zum Vermeiden störender Klappergeräusche die
Sechskantstange und die Sechskantausnehmung eine recht enge Spielpassung
bilden, die bei extremen Temperaturbedingungen aufgrund verschiedener
Längenausdehnungskoeffizienten
zum Blockieren neigt.
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Aufgabe und Lösung
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Rollosystem in Hinblick
auf ein ruhigeres Abwickel- und Aufwickelverhalten des Flächengebildes
weiterzubilden.
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Dies
wird erfindungsgemäß durch
ein gattungsgemäßes Rollosystem
gelöst,
bei dem die Kopplungseinrichtung mindestens ein axial erstrecktes
Kopplungsglied zur drehfesten Verbindung des Abtriebsabschnitts
mit der Wickelwelle aufweist, wobei dieses Kopplungsglied exzentrisch
zur Drehachse angeordnet ist.
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Durch
die Exzentrizität
ist das Kopplungsglied geeignet, Drehmomente zwischen Wickelwelle und
Abtriebsabschnitt des Motors zu übertragen.
Unter der Exzentrizität
wird verstanden, dass die zur Drehachse parallele Mittelachse des
Kopplungsgliedes von der Drehachse der Wickelwelle beabstandet ist,
wobei eine möglichst
große
Beabstandung zum Zwecke der Drehmomentübertragung als besonders vorteilhaft
angesehen wird.
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Das
Kopplungsglied ist vorzugsweise als stangenförmiges Kopplungsglied ausgebildet,
welches einen zumindest im Wesentlichen einheitlichen Querschnitt
aufweist. Es kann entweder am Abtriebsabschnitt festgelegt sein
und sich in eine an der Stirnseite der Wickelwelle vorgesehene Ausnehmung
erstrecken oder an der Stirnseite der Wickelwelle festgelegt sein
und sich in eine Ausnehmung am Abtriebsabschnitt des Motors erstrecken.
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Der
maximale Durchmesser des Kopplungsgliedes ist vorzugsweise klein,
insbesondere kleiner als 2 mm, vorzugsweise sogar kleiner gleich
1 mm. Diese geringe Erstreckung quer zur Drehachse führt zu sehr
kleinen Kontaktflächen
zwischen dem Kopplungsglied und der Ausnehmung, in die das Kopplungsglied
hineinragt. Hierdurch sind vorteilhafte Reibungsverhältnisse
erzielbar, so dass eine axiale Abstandsänderung zwischen der Wickelwelle
und dem Abtriebsabschnitt sehr homogen erfolgen kann.
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Die
Drehmomentübertragung
kann besonders vorteilhaft realisiert werden, wenn der Abstand zwischen
einer Mittelachse des Kopplungsgliedes und der Drehachse mindestens
50%, vorzugsweise mindestens 70%, des Radius der Wickelwelle beträgt. Als
Radius der Wickelwelle wird dabei der Abstand zwischen der Drehachse
und der Auflagefläche
für das
flexible Flächengebilde
angesehen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Kopplungseinrichtung zwei zueinander
parallele axial erstreckte Kopplungsglieder zur drehfesten Verbindung des
Abtriebabschnitts und der Wickelwelle aufweist, die jeweils exzentrisch
zur Drehachse angeordnet sind. Durch die Verbindung von mehr als
einem Kopplungsglied wird eine besonders vorteilhafte Momentenübertragung
realisiert. Dabei können
auch mehr Kopplungsglieder Verwendung finden. Die Kopplungsglieder
sind bezogen auf eine Blickrichtung in Erstreckungsrichtung der
Kopplungsglieder vorzugsweise punktsymmetrisch um die Mittelachse angeordnet
und von dieser identisch beabstandet. Hierdurch werden Unwuchten
vermieden.
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Wenn
mehr als ein exzentrisches Kopplungsglied Verwendung finden, kann
auf eine gesonderte Lagerung der Wickelwelle verzichtet werden. Die
Lagerfunktion kann in einem solchen Fall auch durch die Kopplungsglieder
erreicht werden, da beim Vorhandensein mindestens zwei er Kopplungsglieder eine
Relativdrehbewegung zwischen Abtriebsabschnitt und Wickelwelle verhindert
wird.
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Es
ist jedoch auch möglich
und wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn ein separater Achsabschnitt
vorgesehen ist, mittels dessen das erste Ende der Wickelwelle gelagert
ist. Dieser Achsabschnitt dient nicht der Momentenübertragung,
so dass er vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt aufweist.
Der Achsabschnitt dient der Lagerung des ersten Endes der Wickelwelle,
so dass die Kopplungsglieder bezüglich
ihrer Funktion auf die Momentenübertragung
beschränkt
werden und selbst keine Lagerfunktion übernehmen müssen. Dies ist vorteilhaft,
da ein Verkanten im Bereich der Kopplungsglieder hierdurch vermieden
wird.
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Hinsichtlich
der Gestaltung des Achsabschnitts sind verschiedene Ausführungen
denkbar: Der Achsabschnitt kann drehfest und axial fest an der Stirnseite
der Wickelwelle vorgesehen sein und im Bereich des Motors zentriert
gelagert sein. Alternativ kann der Achsabschnitt auch axial fest
und drehfest am Abtriebsabschnitt vorgesehen sein und sich durch
eine entsprechende Ausnehmung an der Stirnseite der Wickelwelle
in diese erstrecken. Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen
dreht sich der Achsabschnitt stets drehfest mit der Wickelwelle
und dem Abtriebsabschnitt. Eine weitere Variante sieht vor, dass
der Abtriebsabschnitt nicht mitdrehend ausgebildet ist. Hierzu kann
er beispielsweise mit einem Gehäuse
des Rollosystems axial fest und drehfest verbunden sein, so dass
der Abtriebsabschnitt gegenüber
dem Achsabschnitt drehbeweglich ist und die Wickelwelle gegenüber dem
Achsabschnitt drehbeweglich und axial beweglich ist.
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Bei
dem Motor handelt es sich vorzugsweise um einen Federmotor. Es sind
jedoch auch andere Motoren verwendbar, wobei die Verwendung der
Erfindung insbesondere bei solchen Motoren zweckmäßig ist,
bei denen der zugeordnete Abtriebsabschnitt axial gegenüber einem
Gehäuse
des Motors unbeweglich oder kaum beweglich ist. Als besonders vorteilhaft
wird es angesehen, wenn als Motor ein Spiralfedermotor Verwendung
findet.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Zwangsführungssystem
vorgesehen, welches dafür ausgebildet
ist, die Wickelwelle im Zuge einer Drehbewegung axial zu verlagern.
Vorzugsweise ist das Zwangsführungssystem
dadurch realisiert, dass ein zum Antriebsmotor und dessen Gehäuse axial
ortsfestes und drehfestes Außengewinde
vorgesehen, welches sich entlang der Drehachse der Wickelwelle erstreckt.
Korrespondierend hierzu ist ein Innengewinde an der Wickelwelle
vorgesehen, welches an dieser drehfest festgelegt ist. Durch diese
Komponenten ist eine axiale Zwangsführung der Wickelwelle besondern
einfach erreichbar, da die Wickelwelle mit jeder Drehung entsprechend
der Steigung der Gewinde axial bewegt wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich außer aus
den Ansprüchen
auch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert sind. Dabei zeigen:
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1a und 1b ein
erfindungsgemäßes Rollosystem
in zwei Zuständen
und
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2a bis 2c drei
Varianten der Kopplungsvorrichtung für ein erfindungsgemäßes Rollosystem
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Die 1a und 1b zeigen
ein erfindungsgemäßes Rollosystem,
wobei 1a einen Stauzustand und 1b einen
Funktionszustand dieses Rollosystems zeigen. Das Rollosystem weist eine
Wickelwelle 10 mit einem Hohlrohr 12 sowie zwei
drehfest am Hohlrohr angeordnete Endstopfen 14a, 14b an
den Stirnenden des Hohlrohrs 12 auf. Auf der Wickelwelle 10 ist
im Stauzustand der 1a ein flexibles Flächengebilde 18 aufgerollt,
welches die Form eines Parallelogramms hat. Die aufgewickelten Lagen
des Flächengebildes 18 sind
aufgrund dieser Formgebung in der in 1a dargestellten
Art und Weise gegeneinander versetzt. An beiden Enden ist die Wickelwelle 10 auf
ortsfesten Achsabschnitten 20, 30 gelagert, wobei
zu diesem Zweck in den Endstopfen 14a, 14b runde
Ausnehmungen 15a, 15b vorgesehen sind, die zueinander
und zu einer Drehachse 2 koaxial ausgerichtet sind. Unter
der ortsfesten Gestaltung der Achsabschnitte 20, 30 wird
verstanden, dass diese gegenüber
einem nicht dargestellten Gehäuse
oder Chassis des Rollosystems unbeweglich sind.
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Der
rechtsseitige Achsabschnitt 30 ist darüber hinaus fest mit einem Gehäuse 42 eines
Federmotors 40 verbunden. In diesem Federmotorgehäuse 42 ist
eine Spiralfeder 44 angeordnet, deren äußeres Ende 44a fest
mit dem Federmotorgehäuse 42 verbunden
ist und dessen inneres Ende 44b fest mit einem Abtriebsabschnitt 50 des
Federmotors 40 verbunden ist. Die Feder ist durch zur Speicherung
von Energie bei einer Verdrehung des Abtriebsabschnitts 50 gegenüber dem
Federmotorgehäuse
im Zuge des Abwickelns des Flächengebildes
ausgebildet ist und kann diese Energie anschließend zum Aufrollen des Flächengebildes
wieder zur Verfügung
stellen.
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Zu
Kopplung des Motors 40 mit der Wickelwelle 10 erstrecken
sich neben dem ortsfesten Achsabschnitt 30 rechtsseitig
vom Federmotor 40 zwei Kopplungsstifte 60 in die
Wickelwelle 10 hinein. Diese Kopplungsstifte 60 sind
als dünne
Metallstifte ausgebildet und in nicht näher dargestellter Art und Weise
fest mit dem Abtriebsabschnitt 50 des Federmotors 40 verbunden.
Sie ragen dabei durch kreisrunde Ausnehmungen 16a des Stopfens 14a hindurch,
wobei der Durchmesser diese Ausnehmungen 16a nur geringfügig größer ist
als der Durchmesser der Kopplungsstifte 60.
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Durch
diese Kopplungsstifte 60 ist der Federmotor mit der Wickelwelle
drehgekoppelt. Ein Abwickeln des Flächengebildes 18 führt daher
nicht nur zu einer Drehung der Wickelwelle 10 um die Drehachse 2,
sondern in gleichem Maße
auch zu einer Drehung des Abtriebsabschnitts 50 des Federmotors 40.
Dies geht mit dem beschriebenen Spannen der Spiralfeder 44 im
Zuge des Abwickelns des Flächengebildes 18 einher.
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Neben
dem Spannen der Wickelfeder 44 bewirkt das Abwickeln des
Flächengebildes 18 jedoch darüber hinaus
eine translative Bewegung der Wickelwelle 10 in Richtung
des Pfeils 4. Dies wird durch ein wickelwellenfest vorgesehenes
Innengewinde 13 sowie ein am linksseitigen Achsabschnitt 20 vorgesehenen
Außengewinde 22 erreicht.
Diese Zwangskopplung der Drehbewegung der Wickelwelle 10 mit einer
daraus resultierenden Translationsbewegung der Wickelwelle 10 führt zu einem
Abwickelvorgang des Flächengebildes 18,
bei dem das Flächengebilde in
Richtung des Pfeils 6 abgewickelt wird, wobei diese Abwickelrichtung
mit der Drehachse 2 etwa einen Winkel von 80° einschließt. Diese
Abwickelcharakteristik ist beispielsweise zum Abdecken eines parallelogrammförmigen Fensters
verwendbar.
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Durch
die Ausgestaltung der Kopplungsstifte 60 und der korrespondierenden
Ausnehmungen 16a kann sich die Wickelwelle 10 während des
Abwickelns ohne Verlust des Drehkopplungszustandes vom Federmotor 40 entfernen.
Die Kopplungsstifte 60 erhalten dabei eine zuverlässige Drehmomentenkopplung
aufrecht, wobei aufgrund der dünnen
Ausgestaltung der Kopplungsstangen 60 und der zusätzlichen
Lagerung der Wickelwelle 10 durch den Achsabschnitt 30 eine
sehr homogene Abwickel- und Aufwickelbewegung erzielt wird, bei
der durch die Wickelfeder 44 auf das Flächengebilde 18 wirkende Aufwickelkraft
keine ruckhaften Veränderungen
erfährt.
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Die 2a zeigt
eine Schnittdarstellung der Wickelwelle an der in 1a gekennzeichneten
Stelle und verdeutlicht so die Kopplungsvorrichtung. Dabei ist zu
erkennen, dass die Ausnehmungen 16a für die Kopplungsstangen 60 verglichen
mit der Ausnehmung 15a für den Achsabschnitt 30 sehr
klein sind. Die geringe Kontaktfläche zwischen den Kopplungsstangen 60 und
den Ausnehmungen 16a führt
zu einer Vermeidung von unerwünschten
Reibungskräften,
die eine unhomogene und/oder ruckhafte Bewegung der Wickelwelle
zur Folge haben könnten.
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Die 2b und 2c zeigen
alternative Ausgestaltungen einer Wickelwelle 10, wobei
sich die Variante der 2 dadurch auszeichnet,
dass lediglich ein Kopplungsstift 60 vorgesehen ist. Bei
der Version der 2c hingegen sind wiederum zwei Kopplungsstifte 60 vorgesehen,
die jedoch zusätzlich zu
ihrer Momentenübertragungsfunktion
auch die Lagerung der Wickelwelle an ihrem rechtsseitigen Ende übernehmen.
Ein entsprechender Achsabschnitt kann demnach bei dieser Ausgestaltung
ebenso entfallen wie eine dafür
vorgesehene Ausnehmung am Stopfen 14a der Wickelwelle 10.