DE102008031467A1

DE102008031467A1 - Verstellvorrichtung für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betrieb der Verstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102008031467A1
Application number: DE200810031467
Authority: DE
Inventors: Olaf Kriese; Werner Stammberger; Raimund Aschmutat; Uwe Sommer
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2010-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ene Verstellvorrichtung für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebseinheit und einem Zugmittel zur Übertragung einer Verstellkraft von der Antriebseinheit auf das Verstellteil, wobei sich das Zugmittel derart von der Antriebseinheit zu dem Verstellteil und zurück zur Antriebseinheit erstreckt, dass das Zugmittel eine geschlossene Seilschlaufe mit einer vorbestimmten Länge ausbildet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit (10) ausgebildet und vorgesehen ist, in einer Phase eines Verstellvorgangs des Verstellteils (4) die Länge der Seilschlaufe des Zugmittels (130) zu verkürzen. Auf diese Weise wird eine Verstellvorrichtung für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, die die Einleitung eines Verstellvorgangs eines Verstellteils, insbesondere zur Bereitstellung einer Kurzhubfunktion einer Fensterscheibe einer rahmenlosen Fahrzeugtür, innerhalb kürzester Zeit ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Verstellvorrichtung.
Eine derartige Verstellvorrichtung weist eine Antriebseinheit, ein in einem Bowdenrohr geführtes Zugmittel zur Übertragung einer Verstellkraft von der Antriebseinheit auf ein Verstellteil und ein zwischen dem Bowdenrohr und der Antriebseinheit wirkendes elastisches Element, über das das Bowdenrohr relativ zu der Antriebseinheit abgestützt ist, auf.
Beispielsweise weist eine aus der DE 20 2005 019 562 U1 bekannte Verstellvorrichtung in Form eines Seilfensterhebers ein von einem Antrieb angetriebenes Zugmittel in Form eines Seils auf, das mit zwei entlang von Führungsschienen geführten Mitnehmern gekoppelt ist und diese zur Verstellung eines Verstellteils in Form einer Fensterscheibe einer Fahrzeugtür antreibt. Der Antrieb weist hierzu eine Seiltrommel auf, auf die im Betrieb der Verstellvorrichtung das Seil so gewickelt wird, dass die Mitnehmer und damit gleichzeitig die Fensterscheibe entlang der Führungsschienen verstellt werden. Das Zugmittel ist zumindest abschnittsweise in einem Bowdenrohr geführt, das gegenüber der Antriebseinheit der Verstellvorrichtung mit einem elastischen Element abgestützt ist. Das elastische Element dient einem Seillängenausgleich und bewirkt, dass das Zugmittel stets unter Spannung an der Seiltrommel anliegt, um auf diese Weise ein Verspulen des Zugmittels an der Seiltrommel zu verhindern. Mittels des durch das elastische Element zur Verfügung gestellten Seillängenausgleichs können Toleranzen und Seillosen während der Lebensdauer der Verstellvorrichtung ausgeglichen werden.
Seilfensterheber einer rahmenlosen Fahrzeugtür besitzen herkömmlich eine Kurzhubfunktion, die ausgelegt ist, die zu verstellende Fensterscheibe der rahmenlosen Fahrzeugtür beim Öffnen der Fahrzeugtür automatisch aus der Dichtung der Fahrzeugtür zu fahren und so das Öffnen der Fahrzeugtür zu erleichtern und eine Beschädigung der Dichtung, der Fensterscheibe oder der Fahrzeugtür zu verhindern. Hierbei ist wesentlich, dass die Fensterscheibe beim Öffnen der Fahrzeugtür innerhalb kürzester Zeit aus der Dichtung herausbewegt wird, damit auch bei einem schnellen Öffnen der Fahrzeugtür die Fensterscheibe sicher und rechtzeitig aus der Dichtung gelangt. Dieser erforderlichen schnellen Verstellbewegung der Fensterscheibe steht jedoch die Elastizität des Seilfensterhebersystems, bedingt insbesondere durch die zum Zwecke des Seillängenausgleichs vorgesehene elastische Abstützung der Bowdenrohre mittels der elastischen Elemente, entgegen. Bei Einleitung des Verstellvorgangs muss diese Elastizität zunächst ausgeglichen werden. Erst anschließend können die Verstellkräfte auf das Verstellteil übertragen werden, so dass es zu einer Verstellung der Fensterscheibe kommt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellvorrichtung für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, die die Einleitung eines Verstellvorgangs eines Verstellteils, insbesondere zur Bereitstellung einer Kurzhubfunktion einer Fensterscheibe einer rahmenlosen Fahrzeugtür, innerhalb kürzester Zeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist dabei bei einer Verstellvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Antriebseinheit ausgebildet und vorgesehen ist, in einer Phase eines Verstellvorgangs des Verstellteils die Länge der Seilschlaufe des Zugmittels zu verkürzen.
Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Verkürzung der Seilschlaufe während eines Schließvorgangs, bei dem das Verstellteil in Form einer Fensterscheibe einer Fahrzeugtür von einer geöffneten in eine geschlossene Lage überführt wird, erfolgt. Vorteilhafterweise erfolgt die Verkürzung dabei bei einem Einlaufen der Fensterscheibe in eine Schließstellung. Die Fensterscheibe wird dann in der Schließstellung mit der Seilschlaufe in der verkürzten Länge gehalten.
Die vorliegende Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, während bestimmter Phasen bei einem Verstellvorgang die durch das sich zwischen Antriebseinheit und Verstellteil erstreckende Zugmittel gebildete Seilschlaufe in ihrer Länge zu variieren. Dieses soll insbesondere dazu dienen, in bestimmten Phasen während eines Verstellvorgangs eine Seillose zu verändern, insbesondere zu minimieren. Vorteilhaft ist dies zur Bereitstellung einer Kurzhubfunktion, für die die Länge der Seilschlaufe in der Schließstellung der Fensterscheibe verkürzt wird. Durch die Verkürzung wird in der Schließstellung die Seillose des Zugmittels weitestgehend minimiert, so dass bei Einleitung des Verstellvorgangs zum Fahren der Fensterscheibe aus der Schließstellung nicht erst die Seillose ausgeglichen werden muss, sondern eine Verstellkraft unmittelbar und bereits zu Beginn des Verstellvorgangs von der Antriebseinheit auf die Fensterscheibe übertragen werden kann. Beim Öffnen einer rahmenlosen Fahrzeugtür kann somit im Rahmen der Kurzhubfunktion die Fensterscheibe in kürzest möglicher Zeit aus der Dichtung gefahren werden, um so ein leichtes und sicheres Öffnen der Fahrzeugtür zu ermöglichen.
Die Antriebseinheit weist bevorzugt eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Seiltrommel zum Antreiben des Zugmittels auf. Das Zugmittel ist dabei derart an der Seiltrommel angeordnet, dass bei einer Drehbewegung der Seiltrommel ein Ende des Zugmittels auf die Seiltrommel aufgewickelt und gleichzeitig das andere Ende der Seiltrommel von der Seiltrommel abgewickelt wird. Um in einer Phase während des Verstellvorgangs die Länge der Seilschlaufe zu verkürzen, kann die Seiltrommel einen sich in Richtung der Drehachse der Seiltrommel ändernden Radius aufweisen. Dies bewirkt, dass bei einer Drehbewegung der Seiltrommel ein Ende des Zugmittels zur Verkürzung der Seilschlaufe mit einer größeren Geschwindigkeit auf die Seiltrommel aufgewickelt als das andere Ende von der Seiltrommel abgewickelt wird. Hierzu wird das eine Ende in einem Bereich auf die Seiltrommel aufgewickelt, in dem die Seiltrommel einen großen Radius und somit Durchmesser aufweist. Wird das andere Ende in einem Bereich mit einem kleineren Radius und somit Durchmesser von der Seiltrommel abgewickelt, so ist die Aufwickelgeschwindigkeit größer als die Abwickelgeschwindigkeit, so dass die auf die Seiltrommel aufgewickelte Seillänge größer und dadurch die Länge der sich von der Seiltrommel zum Verstellteil und zurück frei erstreckenden Seilschlaufe kürzer wird.
Unterschiedliche Varianten der Änderung des Radius sind denkbar. Insbesondere ist denkbar, den Radius und somit Durchmesser der Seiltrommel in einem in Richtung der Drehachse außen liegenden Bereich der Seiltrommel kleiner zu wählen, wobei dieser außen liegende Bereich bevorzugt dem Abschnitt der Seiltrommel entspricht, in dem ein Ende des Zugmittels beim Einfahren der Fensterscheibe in ihre Schließstellung von der Seiltrommel abgewickelt wird. Die Änderung des Radius kann dabei stufenförmig erfolgen. Ebenso ist jedoch auch denkbar, eine graduelle und stetige Änderung des Radius nach Art einer Spirale vorzunehmen, um auf diese Weise eine übermäßige Änderung der Betriebsgeräusche beim Bedienen des Fensterhebers zu vermeiden. Auch möglich ist, den Radius der Seiltrommel in einem in Richtung der Drehachse mittleren Bereich der Seiltrommel zu reduzieren, um während des Schließvorgangs, jedoch vor Einlaufen der Fensterscheibe in die Schließstellung die Verkürzung der Länge der Seilschlaufe zu erreichen.
In jedem Fall erfolgt die Verkürzung der Seilschlaufe bevorzugt derart, dass in einer Schließlage der Fensterscheibe eine Seillose des Zugmittels weitestgehend minimiert ist, so dass zum Beginn eines Öffnungsvorgangs die Seillose nicht erst entfernt werden muss, sondern die Verstellkräfte unmittelbar auf das Verstellteil übertragen werden können und so die Öffnungsbewegung einer Fensterscheibe unmittelbar einsetzen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Verstellvorrichtung ist das Zugmittel zumindest abschnittsweise in einem Bowdenrohr geführt. Das Bowdenrohr ist relativ zu der Antriebseinheit über zumindest ein elastisches Element abgestützt, das beispielsweise als Federelement ausgebildet sein kann. Die elastischen Elemente, die dem Seillängenausgleich dienen und bewirken, dass das Zugmittel zu jeder Zeit unter Spannung an der Seiltrommel gehalten wird, so dass ein Verspulen des Zugmittels an der Seiltrommel verhindert ist, bedingen eine Elastizität im Kraftübertragungsstrang der Verstellvorrichtung. Zu Beginn eines Verstellvorgangs muss herkömmlich diese Elastizität zunächst ausgeglichen werden. Erst anschließend können Verstellkräfte auf das Verstellteil übertragen werden, so dass der eigentliche Verstellvorgang erst verzögert eingeleitet wird. Mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Verkürzung der Seilschlaufe ist es nunmehr möglich, die Elastizität aus dem Kraftübertragungsstrang weitestgehend zu entfernen, so dass ein quasi-starres System geschaffen wird. Hierzu wird die Länge der Seilschlaufe insbesondere in der Schließlage der Fensterscheibe so verkürzt, dass die elastischen Elemente im Kraftübertragungsstrang, also im Pfad des Zugmittels, weitestgehend komprimiert sind. Bei Einleitung eines Verstellvorgangs verhält sich das System dann starr, so dass die Verstellkräfte unmittelbar auf das Verstellteil übertragen werden, ohne dass es zu Beginn des Verstellvorgangs zu Verzögerungen kommt.
Die Aufgabe wird darüber hinaus auch durch ein Verfahren zum Betrieb einer Verstellvorrichtung nach Anspruch 12 gelöst, bei dem während eines Verstellvorgangs eine Verstellkraft von einer Antriebseinheit über ein Zugmittel auf das Verstellteil übertragen wird, wobei das Zugmittel sich derart von der Antriebseinheit zu dem Verstellteil und zurück zur Antriebseinheit erstreckt, dass das Zugmittel eine geschlossene Seilschlaufe mit einer vorbestimmten Länge ausbildet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest in einer Phase während des Verstellvorgangs die Länge der Seilschlaufe gegenüber der vorbestimmten Länge der Seilschlaufe verkürzt wird.
Auf diese Weise wird die Verstellvorrichtung so betrieben, dass die sich zwischen Antriebseinheit und Verstellteil und zurück erstreckende Seilschlaufe des Zugmittels in unterschiedlichen Phasen eine unterschiedliche Länge aufweist. Insbesondere kann auf diese Weise die Länge der Seilschlaufe in einer Schließstellung einer das Verstellteil ausbildenden Fensterscheibe derart verkürzt werden, dass in dieser Schließstellung eine Seillose aus dem Zugmittel eliminiert ist und bei Einleitung eines Verstellvorgangs insbesondere zum Zwecke der Bereitstellung einer Kurzhubfunktion die Verstellkräfte innerhalb kürzester Zeit und ohne unnötige Verzögerung auf das Verstellteil übertragen werden können.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Übersichtsdarstellung einer Verstellvorrichtung in Form eines Seilfensterhebers;
2 eine vergrößerte Darstellung der Antriebseinheit der Verstellvorrichtung gemäß 1 während des Verstellvorgangs zum Öffnen einer Fensterscheibe;
3 eine vergrößerte Darstellung der Antriebseinheit der Verstellvorrichtung gemäß 1 während des Verstellvorgangs zum Schließen der Fensterscheibe;
4 eine vergrößerte Darstellung der Antriebseinheit der Verstellvorrichtung gemäß 1 bei erfindungsgemäß verkürzter Seilschlaufe;
5A eine perspektivische Ansicht einer Seiltrommel mit konstantem Radius;
5B eine Seitenansicht einer Seiltrommel mit konstantem Radius;
5C eine Seitenansicht einer Seiltrommel mit sich entlang der Drehachse änderndem Radius;
6A, 6B perspektivische Ansichten der Seiltrommel gemäß 5C mit in unterschiedlichen Lagen aufgewickeltem Zugmittel;
7A–7C Seitenansichten der Seiltrommel mit sich änderndem Radius gemäß 5C mit in unterschiedlichen Lagen aufgewickeltem Zugmittel;
8 eine diagrammatische Darstellung der Seillängen des aufgewickelten und abgewickelten Endes des Zugmittels und
9 eine diagrammatische Darstellung des aufgewickelten und abgewickelten Endes des Zugmittels bei anderer Ausführung der Seiltrommel.
1 zeigt eine Übersichtsdarstellung einer Verstellvorrichtung 1 in Form eines Seilfensterhebers zur Verstellung eines Verstellteils in Form einer Fensterscheibe 4. Die Verstellvorrichtung 1 kann insbesondere für eine rahmenlose Fahrzeugtür ausgebildet sein, bei der die Fensterscheibe 4 im geschlossenen Zustand in eine Dichtung beispielsweise an der A-Säule und am Fahrzeugdach des Fahrzeugs eingefahren ist.
Die Verstellvorrichtung 1 ist als Seilfensterheber mit einem Zugmittel 130 in Form eines Seils ausgebildet. Das Zugmittel 130 erstreckt sich von einer Antriebseinheit 10 zu einem oberen Umlenkelement 110 an einer ersten Führungsschiene 11, wird entlang der ersten Führungsschiene 11 zu einem unteren Umlenkelement 111 geführt, erstreckt sich zu einem oberen Umlenkelement 120 einer zweiten Führungsschiene 12, wird entlang der zweiten Führungsschiene 12 zu einem unteren Umlenkelement 121 geführt und erstreckt sich von diesem unteren Umlenkelement 121 zurück zur Antriebseinheit 10. Das Zugmittel 130 bildet auf diese Weise eine geschlossen, sich kreuzende Seilschlaufe aus und ist dabei abschnittsweise von einem Bowdensystem 13 mit einem das Zugmittel 130 umgebenden Bowdenrohr 131 geführt, so dass das Zugmittel 130 auf den sich nicht parallel zu den Führungsschienen 11, 12 erstreckenden Abschnitten nicht gespannt gehalten werden muss, sondern die Spannung im Zugmittel 130 auf diesen Abschnitten durch die Abstützung des Bowdenrohres 131 zur Verfügung gestellt wird.
Die Verstellvorrichtung 1 weist eine ausschließlich der Seillängung dienende, rastend wirkende Seillängenausgleichsvorrichtung 2 beispielsweise nach Art der DE 20 2005 018 565 U1 sowie elastische Elemente 20, 21 in Form von Schraubenfedern für einen beidseitigen Seillängenausgleich auf. Die elastischen Elemente 20, 21 sind im Kraftübertragungsstrang beidseitig der Antriebseinheit 10 angeordnet und stützen jeweils das Bowdenrohr 131 gegenüber einem Seiltrommelgehäuse 102 der Antriebseinheit 10 ab.
Das Zugmittel 130 ist auf eine um eine Drehachse D drehbar gelagerte Seiltrommel 3 der Antriebseinheit 10 derart aufgewickelt, dass bei einer Drehbewegung der Seiltrommel 3 das eine Ende des Zugmittels 130 auf die Seiltrommel 3 aufgewickelt, dabei das andere Ende des Zugmittels 130 jedoch von der Seiltrommel 3 abgewickelt wird, so dass die Seilschlaufe insgesamt – zumindest im normalen Betriebszustand – eine konstante Länge aufweist.
Das Zugmittel 130 ist mit entlang der Führungsschienen 11, 12 gleitend gelagerten Mitnehmern 14, 15 verbunden und überträgt eine von der Antriebseinheit 10 erzeugte Verstellkraft auf die Mitnehmer 14, 15 und damit auf die mit den Mitnehmern 14, 15 verbundene Fensterscheibe 4. Im Betrieb der Antriebseinheit 10 versetzt ein Elektromotor 100 die Seiltrommel 3 in eine Drehbewegung, so dass das eine Ende des Zugmittels 130 auf die Seiltrommel 3 aufgewickelt, das andere Ende des Zugmittels 130 jedoch abgewickelt wird, sich dadurch das Zugmittel 130 verschiebt, die Mitnehmer 14, 15 synchron entlang der Führungsschienen 11, 12 verschoben werden und die mit den Mitnehmern 14, 15 gekoppelte Fensterscheibe 4, abhängig von der Verstellrichtung, gehoben oder gesenkt wird.
2 zeigt den Zustand der Antriebseinheit 10 bei einer Verstellbewegung zum Öffnen des als Fensterscheibe 4 ausgebildeten Verstellteils. Hierbei versetzt der Elektromotor 100 die Seiltrommel 3 in eine Drehbewegung derart, dass das Zugmittel 130 in die Bewegungsrichtung B_AB verschoben wird.
Bei der Bewegung zum Öffnen der Fensterscheibe 4 gemäß 2 nehmen die elastischen Elemente 20, 21 in Form der Schraubenfedern infolge der wirkenden Verstellkräfte die in 2 dargestellten Zustände ein. Insbesondere ist das in Bewegungsrichtung B_AB vor der Antriebseinheit 10 angeordnete elastische Element 20 beim Öffnen der Fensterscheibe 4 maximal komprimiert, während das in Bewegungsrichtung B_AB hinter der Antriebseinheit 10 angeordnete elastische Element 21 weitestgehend entspannt ist. Diese Zustände der elastischen Elemente 20, 21 sind dadurch bedingt, dass eine Verstellkraft in Form einer Zugkraft in Bewegungsrichtung B_AB auf das Zugmittel 130 einwirkt und so das Zugmittel 130 in Bewegungsrichtung B_AB hin zu der Seiltrommel 3 zieht.
Demgegenüber zeigt 3 den Zustand beim Schließen der Fensterscheibe 4. Hierbei wird das Zugmittel 130 in die Bewegungsrichtung B_AUF verstellt, wodurch das elastische Element 20 weitestgehend entspannt, das elastische Element 21 jedoch maximal komprimiert ist. In diesem Zustand wird die Fensterscheibe 4 bis in ihre geschlossene Stellung verfahren und in der geschlossenen Stellung in der Dichtung gehalten.
Bei einer rahmenlosen Fahrzeugtür stellt sich das Problem, dass beim Öffnen der Fahrzeugtür zunächst die Fensterscheibe 4 um einen kleinen Verstellweg aus der die Fensterscheibe 4 haltenden Dichtung beispielsweise in der A-Säule und im Fahrzeugdach verfahren werden muss, damit die Fahrzeugtür leicht geöffnet werden kann. Geschieht dies nicht, wird die Fensterscheibe 4 in der Dichtung gehalten, dadurch das Öffnen der Fahrzeugtür zumindest erschwert und im schlimmsten Fall die Dichtung, die Fensterscheibe 4 oder die Fahrzeugtür beschädigt.
Das schnelle Verfahren der Fensterscheibe 4 aus der in die Dichtung eingefahrenen Stellung vor Öffnen der Fahrzeugtür wird auch als Kurzhubfunktion bezeichnet. Wesentlich hierbei ist, dass das Verfahren schnellstmöglich erfolgen muss, um auch bei einem schnellen Öffnen der Fahrzeugtür zu gewährleisten, dass vor Öffnen der Fahrzeugtür die Fensterscheibe 4 aus der Dichtung verfahren ist. Das Verfahren der Fensterscheibe 4 muss somit unmittelbar bei der Griffbetätigung erfolgen und möglichst mit Entriegelung der Tür abgeschlossen sein.
Sind bei der Verstellvorrichtung 1 jedoch elastische Elemente 20, 21 vorgesehen, so weist die Verstellvorrichtung 1 im Kraftübertragungsstrang eine gewisse Elastizität auf, die vor Einleitung des Verstellvorgangs ausgeglichen werden muss. Insbesondere muss zum Absenken der Fensterscheibe 4 der Zustand der elastischen Elemente 20, 21 gemäß 3, in dem die Fensterscheibe 4 im geschlossenen Zustand gehalten wird, in den Zustand zum Öffnen der Fenster gemäß 2 überführt werden. Bevor überhaupt Verstellkräfte bei einer herkömmlichen Verstellvorrichtung 1 auf die Fensterscheibe 4 übertragen werden, muss daher zunächst das vor Einleitung des Absenkvorgangs entspannte elastische Element 20 (siehe 3) in den maximal komprimierten Zustand (siehe 2) überführt werden. Erst im komprimierten Zustand des elastischen Elementes 20 werden die Verstellkräfte dann von der Antriebseinheit 10 über das Zugmittel 130 auf die Fensterscheibe 4 übertragen und die Fensterscheibe 4 verstellt.
Hier greift die vorliegende Erfindung ein. Um zu verhindern, dass bei Einleitung des Verstellvorgangs zum Öffnen der Fensterscheibe zunächst eine Seillose im System der Verstellvorrichtung 1 reduziert werden muss, wird die Länge der Seilschlaufe des Zugmittels 130 beim Einfahren in die Schließlage der Fensterscheibe 4 derart verkürzt, dass in der Schließlage keine Seillose mehr im System vorhanden ist oder zumindest die Seillose weitestgehend reduziert ist. Dieser Zustand ist in 4 dargestellt. In diesem Zustand, der der Schließlage der Fensterscheibe 4 entspricht, sind die elastischen Elemente 20, 21 maximal komprimiert. Dadurch ist die Elastizität aus dem System entfernt, so dass die Verstellvorrichtung 1 wie ein quasi-starres System wirkt, bei dem keine Elastizitäten in dem Kraftübertragungsstrang vorhanden sind. Wird nun ein Verstellvorgang – beispielsweise im Rahmen einer Kurzhubfunktion für eine Fensterscheibe 4 einer rahmenlosen Fahrzeugtür – aus der in 4 dargestellten Schließlage eingeleitet, so muss bei Beginn des Verstellvorgangs keine Elastizität des Gesamtsystems mehr ausgeglichen werden. Vielmehr können die Verstellkräfte bereits zu Beginn des Verstellvorgangs direkt auf die Fensterscheibe 4 übertragen werden, so dass der eigentliche Verstellvorgang unmittelbar eingeleitet wird. Verzögerungen werden damit weitestgehend ausgeschlossen, so dass die Fensterscheibe 4 im Rahmen der Kurzhubfunktion in kürzester Zeit aus einer die Fensterscheibe 4 im geschlossenen Zustand haltenden Dichtung herausgefahren werden kann.
Der in 4 dargestellte Zustand wird dadurch erreicht, dass bei Einfahren in die Schließlage der Fensterscheibe 4 die durch das Zugmittel 130 gebildete Seilschlaufe um eine gewisse Länge verkürzt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Seiltrommel 101 einen entlang ihrer Drehachse D sich ändernden Radius aufweist, der bewirkt, dass die unterschiedlichen Enden 130a, 130b des Zugmittels 130 zumindest abschnittsweise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf- bzw. abgewickelt werden, so dass eine Verkürzung der Seilschlaufe entsprechend der Differenz der Weglänge des aufgewickelten bzw. abgewickelten Endes 130a, 130b erfolgt. Dies soll nachfolgend im Einzelnen anhand von 5 bis 9 erläutert werden.
5A und 5B zeigen zunächst Ansichten einer herkömmlichen Seiltrommel 3, bei der die Enden des Zugmittels 130 über Seilnippelkammern 31 und Führungen 310 jeweils an einer Seite der Seiltrommel 3 angeordnet sind. Die Seiltrommel 3 weist eine Aufnahme 32 auf, in die in montiertem Zustand der Seiltrommel 3 die Antriebswelle des Motors 100 der Antriebseinheit 10 eingreift. Die Seiltrommel 3 weist Führungsrillen 33a–33f auf, in denen das Zugmittel 130 zum Aufwickeln und Abwickeln geführt wird.
Wie aus 5A und 5B ersichtlich ist, weisen die Führungsrillen 33a–33f der herkömmlichen Seiltrommel 3 einen konstanten Durchmesser auf. Im Betrieb der Verstellvorrichtung 1 wird ein Ende des Zugmittels 130 auf die Seiltrommel 3 aufgewickelt und gleichzeitig das andere Ende des Zugmittels 130 von der Seiltrommel 3 abgewickelt, so dass sich eine Seilschlaufe mit konstanter, sich während des Verstellvorgangs nicht ändernder Länge ergibt.
Demgegenüber ist in 5C eine Seiltrommel 3 dargestellt, deren Führungsrillen 33a–33d, 33e', 33f' einen sich entlang der Drehachse D ändernden Radius R₁, R₂ aufweisen. Bei dem in 5C dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Seiltrommel 3 auf ihrer in 5C linken Seite einen Radius R₁ auf, jedoch auf der in 5C rechten Seite einen verringerten Radius R₂. Dieses bewirkt, dass die Enden des Zugmittels 130 in unterschiedlichen Lagen unterschiedlich auf die Seiltrommel 3 aufgewickelt bzw. von der Seiltrommel 3 abgewickelt werden, so dass während des Verstellvorgangs sich die Länge der Seilschlaufe des Zugmittels 130 um die Differenz des Umfangs der jeweiligen Führungsrillen 33a–33d, 33e', 33f' ändert.
In 6A und 6B sind perspektivische Ansichten der Seiltrommel 3 gemäß 5C bei in unterschiedlichen Lagen aufgewickeltem Zugmittel 130 dargestellt und anhand von 7A bis 7C veranschaulicht, die unterschiedliche Wickelzustände beim Bewegen der Fensterscheibe 4 von einer geöffneten in eine geschlossene Stellung zeigen. Der Wickelzustand gemäß 7A entspricht hierbei dem Beginn des Verstellvorgangs aus der geöffneten in die geschlossene Stellung, während 7C dem Wickelzustand kurz vor Einfahren in die Schließstellung entspricht.
Zu Beginn des Verstellvorgangs zum Schließen der Fensterscheibe 4, entsprechend 7A, ist das eine Ende 130a des Zugmittels 130 weitestgehend von der Seiltrommel 3 abgewickelt, während das zweite Ende 130b auf die Führungsrillen 33f', 33e', 33d, 33c aufgewickelt ist. Zu Beginn der Schließbewegung werden beide Enden 130a, 130b infolge der Drehbewegung der Seiltrommel 3 dann mit gleicher Geschwindigkeit gewickelt, wobei das Ende 130a auf die Seiltrommel 3 aufgewickelt und das Ende 130b von der Seiltrommel 3 abgewickelt wird. Die Führungsrillen 33a bzw. 33c, auf die das Ende 130a aufgewickelt bzw. von der das Ende 130b in dieser Lage abgewickelt wird, haben den gleichen Radius und dementsprechend denselben Umfang, so dass der Aufwickelradius R_AUF dem Abwickelradius R_AB entspricht und die Aufwickelgeschwindigkeit des Endes 130a der Abwickelgeschwindigkeit des Endes 130b entspricht.
Bei Fortsetzung des Schließvorgangs gelangt die Seiltrommel 3 in den Wickelzustand gemäß 7B, bei dem das Ende 130a auf die Führungsrillen 33a, 33b und das Ende 130b auf die Führungsrillen 33f', 33e', 33d aufgewickelt ist. Weiterhin erfolgt das Aufwickeln des Endes 130a mit derselben Geschwindigkeit wie das Abwickeln des Endes 130b, so dass die Seilschlaufe des Zugmittels 130 eine gleichbleibende Länge aufweist.
Vor Einlaufen in die Schließstellung schließlich gelangt die Seiltrommel 3 in den Wickelzustand gemäß 7C. Hierbei ist das Ende 130a auf die Führungsrillen 33a, 33b, 33c aufgewickelt, während das Ende 130b sich in den Führungsrillen 33f', 33e' befindet. Hierbei wird somit das Ende 130a auf eine Führungsrille 33c mit dem Radius R₁ entsprechend dem Aufwickelradius R_AUF aufgewickelt, während das Ende 130b von der Führungsrille 33e' mit dem gegenüber dem Radius R₁ reduzierten Radius R₂ entsprechend dem Abwickelradius R_AB abgewickelt wird. Der Aufwickelradius R_AUF ist somit größer als der Abwickelradius R_AB. Die Führungsrillen 33c und 33e' weisen aufgrund der unterschiedlichen Radien unterschiedliche Umfänge auf, so dass bei einer Umdrehung der Seiltrommel 3 um die Drehachse D eine längere Wegstrecke des Endes 130a auf die Seiltrommel 3 aufgewickelt als gleichzeitig von dem Ende 130b abgewickelt wird. Das Aufwickeln des Endes 130a erfolgt somit mit einer größeren Geschwindigkeit als das Abwickeln des Endes 130b. Dadurch verkürzt sich die Länge der sich zwischen der Antriebseinheit 10 und der Fensterscheibe 4 hin und zurück erstreckenden Seilschlaufe des Zugmittels 130 um eine bestimmte Differenz, die dazu führt, dass sich die Seilschlaufe verkürzt und eine Seillose aus dem System entfernt wird.
Als Beispiel für die Dimensionierung der Seiltrommel 3 sei Folgendes angegeben: Bei einer Seiltrommel 3 mit einem Durchmesser von 4 cm führt eine Differenz zwischen den Radien R₁, R₂ der Führungsrillen von 1 mm zu einer Wegdifferenz von ca. 6 mm pro Umdrehung. Werden zwei Führungsrillen 33e', 33f' mit entsprechend verringertem Radius vorgesehen, so erfolgt bei Einlaufen in die Schließlage somit eine Verkürzung der Seilschlaufe um ca. 12 mm. Entsprechend der erforderlichen Verkürzung können die Differenz der Radien R₁, R₂ gewählt und/oder die Anzahl der Führungsrillen 33e', 33f' mit verringertem Radius R₂ gewählt werden.
Zur grafischen Veranschaulichung der Wegdifferenz ist in 8 die Weglänge des aufgewickelten Endes 130a und des abgewickelten Endes 130b in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen der Seiltrommel 3 dargestellt. Während der ersten drei Umdrehungen der Seiltrommel entspricht die Seillänge des aufgewickelten Endes 130a hierbei der Seillänge des abgewickelten Endes 130b. Bei der vierten und fünften Umdrehung der Seiltrommel wird das Ende 130b jedoch, wie in 7C dargestellt, von den Führungsrillen 33e', 33f' mit einem verringertem Abwickelradius R_AB abgewickelt, so dass die Abwickelgeschwindigkeit des Endes 130b kleiner als die Aufwickelgeschwindigkeit des Endes 130a ist. Entsprechend ist die abgewickelte Seillänge des Endes 130b kleiner als die aufgewickelte Seillänge des Endes 130a, so dass sich bei Beendigung des Schließvorgangs in der Schließstellung eine Differenz der Seillängen ergibt. Um diese Differenz Δ ist die Seilschlaufe des Zugmittels 130 verkürzt und somit eine Seillose aus der Seilschlaufe entfernt worden.
9 veranschaulicht grafisch die Änderung der Seillängen des Endes 130a und des Endes 130b in Abhängigkeit der Umdrehungen der Seiltrommel bei einer Seiltrommel 3, bei der lediglich die Führungsrille 33e' einen verringerten Radius R₂ aufweist, die Führungsrille 33f jedoch denselben Radius R₁ wie die übrigen Führungsrillen 33a bis 33d aufweist (s. Kästchen in 9). Diese Ausgestaltung der Seiltrommel 3 bewirkt, dass während der ersten drei Umdrehungen das Ende 130a mit derselben Geschwindigkeit auf die Seiltrommel 3 aufgewickelt wie das Ende 130b von der Seiltrommel 3 abgewickelt wird. Die aufgewickelte und abgewickelte Seillänge ist somit gleich. Aufgrund des verringerten Radius der Führungsrille 33e' und dem dementsprechend reduzierten Umfang der Führungsrille 33e' ist die abgewickelte Seillänge des Endes 130b jedoch während der vierten Umdrehung der Seiltrommel 3 kleiner als die aufgewickelte Seillänge des Endes 130a, so dass sich eine Differenz Δ in den Seillängen einstellt. Die Führungsrille 33f weist wiederum einen großen Radius R₁ auf, so dass während dieser Umdrehung der Seiltrommel 3 die aufgewickelte und abgewickelte Seillänge gleich ist und die Differenz Δ somit gleich bleibt. Wesentlich auch bei dieser Ausgestaltung der Seiltrommel 3 ist, dass in einer Phase während des Verstellvorgangs die Seilschlaufe des Zugmittels 130 verkürzt und damit eine Seillose aus der Seilschlaufe entfernt wird, um den in 4 dargestellten Zustand bei Einlauf der Fensterscheibe 4 in ihre Schließstellung zu erhalten.
Wie in 5C dargestellt, weisen die Führungsrillen 33a–33d, 33e', 33f' unabhängig von ihrem Radius R₁, R₂ eine seitliche Rippe 34 mit konstantem Außenradius R_R auf. Diese seitliche Rippe 34 wirkt zur Seilsicherung in an sich bekannter Weise mit einer zylindrischen Aufnahme am Seiltrommelgehäuse 102 zusammen und verhindert, dass das Zugmittel 130 im Betrieb der Antriebseinheit 10 von der Seiltrommel 3 gelangt. Durch den konstanten Außenradius R_R der Rippe 34 auch im Bereich der Führungsrillen 33e', 33f' wird die Seilsicherung auch für das Zugmittel 130 in diesen Führungsrillen 33e', 33f' zur Verfügung gestellt.
Alternativ kann die Rippe 34 im Bereich der Führungsrillen 33e', 33f' auch einen verkleinerten Radius aufweisen, wobei entsprechend auch der Radius der Aufnahme am Seiltrommelgehäuse 102 verringert ist, so dass durch das Zusammenwirken der Rippe 34 mit der Aufnahme auch für die Führungsrillen 33e', 33f' eine Seilsicherung bereitgestellt wird.
Denkbar ist auch, die Seiltrommel 3 als geteilte, also zweistückige Seiltrommel auszuführen, wobei ein Teil der Seiltrommel 3 einen großen Radius R₁, der andere Teil einen kleinen Radius R₂ aufweist.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke lässt sich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. Insbesondere ist denkbar, die Verkürzung der Seilschlaufe mit anderen Mitteln zu erreichen, beispielsweise durch Veränderung der Bahn der Seilschlaufe oder dergleichen. Wesentlich ist hierbei, dass während einer Phase während des Verstellvorgangs die Länge der Seilschlaufe verkürzt wird, um auf diese Weise eine Seillose aus dem System zu entfernen.

1: Verstellvorrichtung
10: Antriebseinheit
100: Motor
102: Seiltrommelgehäuse
11, 12: Führungsschiene
110, 120: Umlenkelement
111, 121: Umlenkelement
13: Bowdensystem
130: Seil
130a, 130b: Ende
131: Bowdenrohr
132: Führungsstück
133: Abstützelement
134: Verzahnung
14, 15: Mitnehmer
2: Seillängenausgleichsvorrichtung
20, 21: Elastisches Element
3: Seiltrommel
31: Seilnippelaufnahme
310: Führung
32: Aufnahme
33a–33f: Führungsrille
33e', 33f': Führungsrille
34: Rippe
4: Fensterscheibe
B_AUF: Bewegungsrichtung beim Schließen
B_AB: Bewegungsrichtung beim Öffnen
B_ZUG: Zugrichtung
D: Drehachse
R₁, R₂: Radius
R_AB: Abwickelradius
R_AUF: Aufwickelradius
R_R: Außenradius der Rippe
Δ: Differenz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202005019562 U1 [0003]
- DE 202005018565 U1 [0030]

Claims

Verstellvorrichtung für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs, mit – einer Antriebseinheit und – einem Zugmittel zur Übertragung einer Verstellkraft von der Antriebseinheit auf das Verstellteil, wobei sich das Zugmittel derart von der Antriebseinheit zu dem Verstellteil und zurück zur Antriebseinheit erstreckt, dass das Zugmittel eine geschlossene Seilschlaufe mit einer vorbestimmten Länge ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) ausgebildet und vorgesehen ist, in einer Phase eines Verstellvorgangs des Verstellteils (4) die Länge der Seilschlaufe des Zugmittels (130) zu verkürzen.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) ausgebildet und vorgesehen ist, während eines Schließvorgangs, bei dem das Verstellteil in Form einer Fensterscheibe (4) einer Fahrzeugtür von einer geöffneten in eine geschlossene Lage überführt wird, die Länge der Seilschlaufe des Zugmittels (130) zu verkürzen.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) ausgebildet und vorgesehen ist, bei einem Einlaufen der Fensterscheibe (4) in eine Schließstellung die Länge der Seilschlaufe des Zugmittels (130) zu verkürzen.
Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) eine um eine Drehachse (D) drehbar gelagerte Seiltrommel (3) zum Antreiben des Zugmittels (130) aufweist, wobei das Zugmittel (130) derart an der Seiltrommel (3) angeordnet ist, dass bei einer Drehbewegung der Seiltrommel (3) ein Ende (130a) des Zugmittels (130) auf die Seiltrommel (3) aufgewickelt und dabei das andere Ende der Seiltrommel (130b) von der Seiltrommel (3) abgewickelt wird.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiltrommel (3) zur Verkürzung der Seilschlaufe des Zugmittels (130) einen sich in Richtung der Drehachse (D) der Seiltrommel (3) ändernden Radius (R₁, R₂) aufweist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den sich in axialer Richtung der Seiltrommel (3) ändernden Radius (R₁, R₂) das eine Ende (130a) des Zugmittels (130) zur Verkürzung der Seilschlaufe mit einer größeren Geschwindigkeit auf die Seiltrommel (3) aufgewickelt als das andere Ende (130b) von der Seiltrommel (3) abgewickelt wird.
Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schließlage des eine Fensterscheibe einer Fahrzeugtür ausbildenden Verstellteils (4) eine Seillose des Zugmittels (130) durch die Verkürzung der Seilschlaufe des Zugmittels (130) weitestgehend minimiert ist.
Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (130) zumindest abschnittsweise in einem Bowdenrohr (131) geführt ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bowdenrohr (131) relativ zu der Antriebseinheit (10) über zumindest ein elastisches Element (20, 21) abgestützt ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (20, 21) als Federelement ausgebildet ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schließlage des eine Fensterscheibe einer Fahrzeugtür ausbildenden Verstellteils (4) das elastische Element (20, 21) zur Abstützung des Bowdenrohrs (131) durch die Verkürzung der Seilschlaufe des Zugmittels (130) weitestgehend komprimiert ist.
Verfahren zum Betrieb einer Verstellvorrichtung zum Verstellen eines Verstellteils eines Kraftfahrzeugs, bei dem während eines Verstellvorgangs eine Verstellkraft von einer Antriebseinheit über ein Zugmittel auf das Verstellteil übertragen wird, wobei das Zugmittel sich derart von der Antriebseinheit zu dem Verstellteil und zurück zur Antriebseinheit erstreckt, dass das Zugmittel eine geschlossene Seilschlaufe mit einer vorbestimmten Länge ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einer Phase während des Verstellvorgangs die Länge der Seilschlaufe gegenüber der vorbestimmten Länge der Seilschlaufe verkürzt wird.