DE102010031332A1

DE102010031332A1 - Umlenkelement für eine Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010031332A1
Application number: DE102010031332A
Authority: DE
Inventors: Udo Taubmann; Michael Kreile
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlenkelement einer Kraftfahrzeug-Verstelleinrichtung zur Umlenkung eines flexiblen Zugmittels, welches für die Übertragung einer Verstellkraft auf ein Verstellteil der Verstelleinrichtung vorgesehen ist, mit einem strukturbildenden Grundkörper des Umlenkelementes und mit einer den Grundkörper begrenzenden Oberfläche, die einen Lagerabschnitt zur Lagerung des Umlenkelementes an einer Lagerstelle sowie einen Führungsabschnitt zur Führung eines flexiblen Zugmittels an dem Umlenkelement definiert. Dabei sind an der Oberfläche des Grundkörpers (1) mindestens zwei lokal begrenzte und voneinander beabstandete Gleitbereiche (2, 3, 4) angeordnet, an denen das Umlenkelement (1) bestimmungsgemäß zumindest mit einer Lagerstelle sowie mit einem flexiblen Zugmittel zusammenwirken kann und die zur Reduzierung des Reibungskoeffizienten bei dem Zusammenwirken aus einem anderen Material bestehen als der Grundkörper (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Umlenkelement einer Kraftfahrzeug-Verstelleinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Fensterhebers, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Umlenkelement dient zur Umlenkung eines flexiblen Zugmittels der Verstelleinrichtung, über welches eine von einem Antrieb erzeugte Verstellkraft auf ein Verstellteil der Verstelleinrichtung übertragen wird, zum Beispiel auf eine verstellbare Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs oder auf ein Schiebedach. Bei dem Umlenkelement kann es sich insbesondere um eine so genannte Seilrolle handeln, die schwenkbar auf einer Lagerstelle gelagert ist und mittels der das flexible Zugmittel derart umgelenkt wird, dass sich ein als Verstellabschnitt bezeichneter Teilabschnitt des flexiblen Zugmittels, an den das zugehörige Verstellteil anzubinden ist, entlang der vorgesehenen Verstellrichtung erstreckt. Handelt es sich bei dem Verstellteil beispielsweise um eine verstellbare Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, so erstreckt sich der Verstellabschnitt des flexiblen Zugmittels in der Regel im Wesentlichen entlang der vertikalen Fahrzeugachse, um ein Anheben und Absenken der Fensterscheibe entlang dieser Richtung zu ermöglichen.
Das Umlenkelement umfasst einen strukturbildenden Grundkörper, der eine hinreichende Festigkeit aufweisen muss, um die im Betrieb der Verstelleinrichtung am flexiblen Zugmittel auftretenden Kräfte aufnehmen zu können, sowie weiterhin eine jenen Grundkörper begrenzende äußere Oberfläche, die einerseits einen Lagerabschnitt zur Lagerung des Umlenkelementes sowie andererseits einen Führungsabschnitt zur Führung des umzulenkenden flexiblen Zugmittels definiert, um einerseits eine definierte Lagerung des Umlenkelementes sowie andererseits eine definierte Führung des umzulenkenden flexiblen Zugmittels zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Umlenkelement der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, um mit möglichst einfachen Mitteln einerseits eine hinreichende Festigkeit des Umlenkelementes zu gewährleisten und andererseits dessen definierte Lagerung sowie eine Führung eines flexiblen Zugmittels zu ermöglichen.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Umlenkelementes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach sind an der Oberfläche des Umlenkelementes mindestens zwei lokal begrenzte, voneinander beabstandete Gleitbereiche angeordnet, die zur Reduzierung des Reibungskoeffizienten bzw. Reibfaktors beim Zusammenwirken des Umlenkelementes mit einer Lagerstelle bzw. mit einem umzulenkenden flexiblen Zugmittel dienen und die hierzu aus einem anderen Material bestehen als der Grundkörper des Umlenkelementes.
Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, dass es für eine hinreichende Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen dem Grundkörper des Umlenkelementes sowie hieran vorgesehenen Gleitbereichen nicht erforderlich ist, den Grundkörper in jenen Gleitbereichen einzubetten, sondern dass Maßnahmen zur Verfügung stehen, um eine hinreichende Festigkeit und Belastbarkeit dieser Verbindung auch dann zu gewährleisten, wenn die Gleitbereiche jeweils nur lokal begrenzt an den Stellen des Grundkörpers vorgesehen sind, an denen tatsächlich eine Reduzierung der Reibungskräfte beim Zusammenwirken mit weiteren Funktionskomponenten, wie zum Beispiel einer Lagerstelle oder einem umzulenkenden flexiblen Zugmittel, gewünscht ist. Unterschiedliche Möglichkeiten, um eine hinreichende Belastbarkeit dieser Verbindung zu gewährleisten, so dass sich die Gleitbereiche im Betrieb der Verstelleinrichtung und unter dem Einfluss der hieran wirkenden Kräfte nicht von dem Grundkörper des Umlenkelementes ablösen, werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben werden.
Die Gleitbereiche können dabei insbesondere jeweils durch eine Gleitschicht gebildet werden, die lokal begrenzt auf einem jeweils zugehörigen Abschnitt des Grundkörpers verläuft, also etwa auf dem Lagerabschnitt sowie – separat hiervon – auf dem Führungsabschnitt.
Neben dem Lagerabschnitt und dem Führungsabschnitt können am Grundkörper noch weitere mit lokal begrenzten Gleitbereichen versehene Teilabschnitte definiert sein, wie etwa ein Stützabschnitt, über den sich das Umlenkelement (axial) an einer tragenden Komponente der Verstelleinrichtung, etwa an einer Führungsschiene eines Fensterhebers, abstützt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Umlenkelement nach der so genannten Mehr-Komponententechnik, insbesondere einer Zwei-Komponententechnik (2K-Technik), durch Gießen, insbesondere Spritzgießen, hergestellt werden, indem der Grundkörper des Umlenkelementes einerseits sowie dessen Gleitbereiche andererseits aus unterschiedlichen Materialien geformt (gegossen) werden, von denen das eine eine hinreichende strukturelle Festigkeit des Grundkörpers gewährleistet und das andere den gewünschten Reibungskoeffizienten der Gleitbereiche herbeiführt.
Bei dieser Ausführungsform kann einerseits vorgesehen sein, dass zunächst der Grundkörper durch Gießen (Spritzgießen) geformt wird und anschließend die Gleitbereiche hieran angeformt werden, insbesondere durch Anspritzen, wobei vorteilhaft eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper und den Gleitbereichen entsteht. Andererseits kann vorgesehen sein, zunächst die Gleitbereiche (durch Gießen, insbesondere Spritzgießen) zu formen und anschließend den Grundkörper hieran anzuformen (wiederum vorteilhaft durch Gießen, insbesondere Spritzgießen), wobei die Gleitbereiche angeschmolzen werden und somit wiederum eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Gleitbereichen und dem Grundkörper gebildet werden kann.
Es kann aber auch vorgesehen sein, als vorgefertigte Gleitbereiche eine vorgefertigte Gleitfolie zu verwenden, an der der Grundkörper des Umlenkelementes angeformt (angespritzt) wird.
Weiter kann im Fall eines vorgefertigten Grundkörpers vorgesehen sein, diesen an den hierfür vorgesehenen Abschnitten mit Gleitbereichen zu beschichten.
Für eine besondere Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen den Gleitbereichen und dem Grundkörper des Umlenkelementes können Formschlussbereiche vorgesehen sein, über die die Gleitbereiche am Grundkörper gehalten werden.
Formschlussbereiche können beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass der Grundkörper des Umlenkelementes in den Teilabschnitten, die mit Gleitbereichen zu bedecken sind, aufgeraut wird. Geht man umgekehrt von vorgefertigten Gleitbereichen aus, so können die Gleitbereiche dort aufgeraut sein, wo der Grundkörper an die Gleitbereiche anzuformen ist.
Weiterhin können Verankerungsbereiche vorgesehen sein, über die die Gleitbereiche am Grundkörper des Umlenkelementes verankert werden. Hierzu können etwa Vertiefungen des Grundkörpers dienen, in die von einem jeweiligen Gleitbereich abstehende Formschlusselemente eingreifen, insbesondere auch unter der Bildung von Hinterschnitten, oder es können Durchgänge im Grundkörper vorgesehen sein, durch die hindurch unterschiedliche Teilbereiche der Gleitbereiche miteinander in Verbindung stehen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1A eine schematische Darstellung eines Umlenkelementes in Form einer Seilrolle im Schnitt;
1B eine Draufsicht auf das Umlenkelement aus 1A;
2 eine mögliches Vorgehen zur Herstellung eines Umlenkelementes gemäß den 1A und 1B;
3 weitere Einzelheiten zu einem möglichen Herstellungsverfahren;
4 eine erste Variante zur Erhöhung der Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen einem Grundkörper und Gleitbereichen des Umlenkelementes;
5A und 5B eine zweite Variante zur Erhöhung der Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen einem Grundkörper und Gleitbereichen des Umlenkelementes;
6 eine dritte Variante zur Erhöhung der Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen einem Grundkörper und Gleitbereichen des Umlenkelementes;
7 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugfensterhebers mit Umlenkelementen zur Umlenkung eines flexiblen Zugmittels.
7 zeigt schematisch einen Kraftfahrzeugfensterheber, der hier beispielhaft auf einem Träger T, zum Beispiel einem Türmodulträger einer Kraftfahrzeugtür, angeordnet ist.
Der Fensterheber umfasst einen Antrieb A zur Erzeugung eines Verstellmomentes, mittels dem ein dem Antrieb zugeordnetes Getriebe angetrieben wird, welches ausgangsseitig eine auf einer Lagerstelle L drehbar gelagerte Seiltrommel S aufweist. Die Seiltrommel S ist von einem flexiblen Zugmittel Z umschlungen und lenkt dieses derart um, dass die von der Seiltrommel S abgehenden Abschnitte des flexiblen Zugmittels je einem von zwei entlang einer Verstellrichtung R voneinander beabstandeten Umlenkelementen U1, U2 in Form von Seilrollen zugeführt werden. Die beiden Umlenkelemente U1 und U2 sind jeweils drehbar auf einer Lagerstelle L1 bzw. L2 gelagert und lenken das flexible Zugmittel Z derart um, dass sich ein Verstellabschnitt V des flexiblen Zugmittels entlang der Verstellrichtung R erstreckt. An diesem Verstellabschnitt V des flexiblen Zugmittels ist ein Mitnehmer M angebracht, der – zum Beispiel mittels einer Führungsschiene F – entlang der Verstellrichtung R beweglich geführt ist und der weiterhin eine zu verstellende Fensterscheibe als Verstellteil (Verstellelement E) trägt, so dass die Fensterscheibe E über den Mitnehmer M an das flexible Zugmittel Z, genauer an dessen Verstellabschnitt V, angebunden ist.
Im Betrieb des Fensterhebers, d. h. bei Betätigung des Antriebs A, sei es manuell, elektrisch oder in sonstiger Weise, wird über das dem Antrieb A zugeordnete Getriebe die Seiltrommel S um ihre Lagerstelle L gedreht, wobei das an der Seiltrommel S wirkende Drehmoment auf das die Seiltrommel S umschlingende flexible Zugmittel Z übertragen wird. Gleichzeitig dient die Seiltrommel S dabei als ein Umlenkelement, von dem aus die abgehenden Zugmittelabschnitte in Richtung auf die weiteren Umlenkelemente U1, U2 geführt werden.
Je nach Betätigungsrichtung des Antriebs A und damit der Drehrichtung der Seiltrommel S bewegt sich der zwischen den beiden weiteren drehbar gelagerten Umlenkelementen U1, U2 erstreckte Verstellabschnitt V des flexiblen Zugmittels Z entlang der Verstellrichtung R entweder nach oben oder nach unten, so dass die über den Mitnehmer M an dem Verstellabschnitt V angebundene Fensterscheibe E dementsprechend angehoben oder abgesenkt wird.
Nachfolgend werden nun anhand der 1 bis 6 mögliche Ausgestaltungen der Umlenkelemente in Form der Seiltrommel S sowie in Form der Seilrollen U1, U2 beschrieben werden, durch die einerseits eine hinreichende Festigkeit dieser Bauelemente S, U1, U2 gewährleistet ist, um die am flexiblen Zugmittel Z im Betrieb des Fensterhebers wirkenden Kräfte aufnehmen zu können, wobei aber andererseits auch eine hinreichend reibungsarme Wechselwirkung einerseits mit den Lagerstellen L, L1, L2 sowie andererseits mit dem umzulenkenden flexiblen Zugmittel Z gewährleistet wird.
In den 1A und 1B ist in einem Querschnitt (1A) sowie in einer Draufsicht (1B) ein Umlenkelement dargestellt, das einen strukturbildenden, aus einem hinreichend festen Material (z. B. faserverstärktem Kunststoff) bestehenden Grundkörper 1 aufweist, welcher einen Lagerabschnitt 12, Stützabschnitte 13 sowie einen Führungsabschnitt 14 bildet.
Der Lagerabschnitt 12 definiert eine Lageröffnung 10, über die das Umlenkelement, wie vorstehend in 7 beschrieben, drehbar auf einer zugeordneten Lagerstelle, zum Beispiel in Form eines Lagerzapfens, gelagert werden kann.
An einem jeweiligen Stützabschnitt 13 kann sich das Umlenkelement in axialer Richtung an einem zugeordneten tragenden Bauteil der Verstelleinrichtung, wie zum Beispiel an einem Träger T oder einer Führungsschiene F des in 7 gezeigten Fensterhebers, abstützen.
Und die Führungsabschnitte 14 definieren jeweils mindestens eine Führungsrille, entlang der ein flexibles Zugmittel Z wie in 7 dargestellt, am Umlenkelement geführt und hierdurch umgelenkt werden kann, so dass von dem Umlenkelement zwei Abschnitte des flexiblen Zugmittels in unterschiedlichen Raumrichtungen abgehen, wie anhand der Umlenkelemente S, U1, und U2 in Figur erkennbar.
An den vorstehend erläuterten Teilabschnitten 12, 13, 14, an denen das Umlenkelement bestimmungsgemäß jeweils mit weiteren Funktionskomponenten, wie zum Beispiel einer Lagerstelle L, L1, L2; einer Führungsschiene F oder einem Träger T; sowie einem flexiblen Zugmittel Z, vgl. 7, zusammenwirkt, ist das Umlenkelement jeweils mit Gleitbereichen 2, 3, 4 versehen, die aus einem Material bestehen, welches verschieden von dem Material des Grundkörpers 1 ist und das so ausgewählt ist, dass die Reibungskoeffizienten bzw. Reibungsfaktoren beim Zusammenwirken der besagten Funktionselemente L, L1, L2; F, T; Z mit dem Umlenkelement – verglichen mit einem unmittelbaren Zusammenwirken jener Funktionselemente mit dessen Grundkörper 1 – reduziert werden.
Neben einer Reduzierung der Reibungskraft (Gleitreibung) kann die Materialauswahl für die Gleitbereiche 2, 3, 4 weiterhin unter dem Gesichtspunkt erfolgen, dass der Materialverschleiß als Folge von Reibung minimiert wird.
Wie anhand der 1A und 1B deutlich erkennbar, sind die Teilabschnitte 12, 13, 14 des Grundkörpers 1 des Umlenkelementes, über die das Umlenkelement mit unterschiedlichen weiteren Funktionselementen (L, L1, L2; F, T; Z) zusammenwirkt, jeweils mit lokal begrenzten, separaten Gleitbereichen 2, 3, 4 versehen, die voneinander beabstandet sind und die jeweils im Wesentlichen nur solche Teilabschnitte des Grundkörpers 1 bedecken, über die tatsächlich eine Wechselwirkung mit den vorstehend genannten weiteren Funktionselementen erfolgen soll.
Eine solch einfache Lösung zur Reduzierung der Gleitreibung und Optimierung des Verschleißverhaltens beim Zusammenwirken des Umlenkelementes mit weiteren Funktionselementen – unter gleichzeitiger Gewährleistung einer hinreichenden Festigkeit und Stabilität des Umlenkelementes insgesamt – mag auf den ersten Blick deswegen als problematisch erscheinen, weil durch die bloß lokale Verbindung zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4 und den zugeordneten Teilabschnitten 12, 13, 14 des Grundkörpers 1 des Umlenkelementes eine hinreichende Festigkeit und Belastbarkeit jener Verbindungen nicht ohne weiteres gewährleistet zu sein scheint. Wie aber nachfolgend gezeigt werden wird, lässt sich auch bei einer nur lokal begrenzten Abdeckung des Grundkörpers 1 mit einzelnen, voneinander beabstandeten Gleitbereichen 2, 3, 4 eine hinreichende Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4 und den zugehörigen Teilabschnitten 12, 13, 14 des Grundkörpers 1 gewährleisten, so dass insbesondere eine Einbettung des Grundkörpers 1 in eine Gleitschicht nicht erforderlich ist und hierdurch bei der Herstellung des Umlenkelementes material- und kostensparend vorgegangen werden kann.
2 zeigt eine Möglichkeit bei der Herstellung eines Umlenkelementes gemäß den 1A und 1B. Danach wird zunächst der Grundkörper 1 vorgefertigt, zum Beispiel in einem Guss- bzw. Spritzgussverfahren unter Verwendung eines mechanisch hoch beanspruchbaren Werkstoffes. An dem Grundkörper sind Teilabschnitte 12, 13, 14 vorgesehen, die einen Lagerabschnitt 12, einen Stützabschnitt 13 und einen Führungsabschnitt 14, wie vorstehend beschrieben, definieren.
Anschließend werden in einem zweiten Schritt lokal begrenzte, voneinander separate Gleitbereiche 2, 3, 4 auf die Teilabschnitte 12, 13, 14 des Grundkörpers 1 aufgebracht, an denen das Umlenkelement bestimmungsgemäß mit weiteren Funktionselementen Wechselwirken soll (Funktionsflächen der Oberfläche des Grundkörpers 1). Das Aufbringen (Anformen) der Gleitbereiche kann beispielsweise durch Anspritzen oder Beschichten erfolgen.
Alternativ kann vorgesehen sein, vorgefertigte Gleitbereiche 2, 3, 4 vorzusehen, zum Beispiel in Form von Spritzgussteilen oder Folienteilen, an die anschließend in einem geeigneten Werkzeug der Grundkörper 1, zum Beispiel durch Spritzgießen, angebracht bzw. angeformt wird. Hierdurch kann – verglichen mit dem in 2 gezeigten Vorgehen – sogar noch eine verbesserte Haftung zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4 und dem Grundkörper 1 erzielt werden, und zwar insbesondere im Hinblick auf eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4 und dem Grundkörper 1. Denn im zweitgenannten Fall kommt es an den im Vergleich zu dem Grundkörper 1 aus erheblich weniger Material bestehenden Gleitbereichen 2, 3, 4 zu einem substantiellen Anschmelzen des Materials, so dass beim Anformen des Grundkörpers 1 an die Gleitbereiche 2, 3, 4 sowohl ersterer als auch letztere – zumindest an ihren mit dem Grundkörper 1 in Kontakt kommenden Oberflächenbereichen – in zähflüssigem Zustand vorliegen, was eine besonders feste stoffschlüssige Verbindung erwarten lässt.
Bei dem in 2 genannten Vorgehen, bei dem zunächst der Grundkörper 1 und anschließend die Gleitbereiche 2, 3, 4 hergestellt werden, ist demgegenüber bei einem Anformen, zum Beispiel Anspritzen, der Gleitbereiche 2, 3, 4 am Grundkörper 1 kein vergleichbar starkes Anschmelzen des Grundkörpers zu erwarten. Jedoch kann auch hier die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4 und dem Grundkörper 1 etwa dadurch verbessert werden, dass der Grundkörper 1 und die Gleitbereiche 2, 3, 4 in einem Spritzgusswerkzeug – unter Verwendung unterschiedlicher Materialien – unmittelbar nacheinander hergestellt werden.
3 zeigt eine Möglichkeit, ein Umlenkelement der in den 1A und 1B dargestellten Art durch Gießen, insbesondere Spritzgießen, herzustellen, und dabei konkret in einem so genannten Mehrkomponenten-Verfahren, gemäß dem der Grundkörper 1 einerseits und die Gleitbereiche 2, 3, 4 andererseits aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden. Grundsätzlich kann dabei, wie anhand 2 erläutert, einerseits zuerst der Grundkörper 1 gefertigt werden und anschließend die Gleitbereiche 2, 3, 4 hieran angeformt werden oder andererseits zunächst eine Vorfertigung der Gleitbereiche 2, 3, 4 erfolgen, an die dann der Grundkörper 1 angeformt wird.
Anhand 3 ist erkennbar, wie von einem Anspritzpunkt P aus zwei oder mehr separate, jeweils lokal begrenzte und voneinander beabstandete Gleitbereiche geschaffen werden können, indem zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4 Versorgungskanäle K verlaufen, entlang derer die an dem einen Anspritzpunkt P zugeführte Gussmasse, welche der Bildung von Gleitbereichen dient, zu unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Gleitbereichen 2, 3, 4 gelangen kann.
Die Dicke der Gleitbereiche kann bei der Herstellung des Umlenkelementes nach einer Mehrkomponenten-Technik, insbesondere einer Zweikomponenten-Technik, durch Gießen bzw. Spritzgießen, typischerweise zwischen 0.3 Millimeter und 1.5 Millimeter liegen, insbesondere in der Gegend von 1.0 Millimeter.
Die Gleitbereiche können zum Beispiel aus einem Polyoxymethylen (POM), in Form eines Homo- oder Copolymers, bestehen, und zwar insbesondere gleitmodifiziert, zum Beispiel mit Polyethylen (PE), PTFE, MoS2, Si, PE-UHMW oder dergleichen. Weitere geeignete Materialien sind Polyamid (PA) zum Beispiel PA6, PA66, PA46, PA610, PA12, PA teilaromatisch, oder PA amorph, jeweils ggf. gleitmodifiziert, zum Beispiel mit PE, PTFE, MoS₂, Si, PE-UHMW oder dergleichen.
Vorteilhaft ist ein Haftreibwert μ < 0.3 und/oder ein dynamischer Reibwert μ < 0.15 beim Zusammenwirken des jeweiligen Gleitbereiches 2, 3, 4 mit der zugehörigen Funktionskomponente L, L1, L2; F, T; Z. Besonders bevorzugt sind hierbei Haftreibwerte μ < 0.2 und dynamische Reibwerte μ < 0.1.
Die Oberflächenrauigkeit der Gleitbereiche sollte ein Rt von 1.6 μm bis 16 μm aufweisen, zum Beispiel im Bereich von 12 μm.
Der Grundkörper 1 besteht aus einem Werkstoff, der mechanisch stärker belastbar ist als die Gleitbereiche. Hierzu kann dieser beispielsweise ein Elastizitätsmodul im trockenen oder luftfeuchten Zustand bei 23°Celsius von mehr als 4000 MPa aufweisen, besonders bevorzugt von mehr als 7000 MPa.
Als Werkstoff für den Grundkörper 1 eignen sich insbesondere faserverstärkte Kunststoffe wie Polyoxymethylen (POM) mit Glasfasern, Polyamid (PA) mit Glasfasern, PA teilaromatisch mit Glasfasern, Polyproplyen (PP) mit (Lang-)Glasfasern oder dergleichen. Als vorteilhaft hat sich beispielsweise PA6 mit einem Glasfaseranteil von 30% erwiesen.
Anstelle von Kunststoff können für den Grundkörper aber auch (metallische) Druckgussformmassen, wie zum Beispiel Aluminium und Zink, sowie Thixospritzgussformmassen, wie beispielsweise Magnesium, verwendet werden. Weiter ist denkbar, Organobleche als Grundkörper zu verwenden und mit Gleitbereichen zu versehen bzw. diese anzuspritzen.
Alternativ zu der Bildung von Gleitbereichen an einem Grundkörper durch Gießen, insbesondere Spritzgießen, können hierzu auch Beschichtungsmethoden verwendet werden, die zur Erzeugung geringer Schichtdicken, insbesondere zwischen 5 µm und 200 µm, insbesondere zwischen 10 µm und 100 µm dienen.
Hierzu kann der Grundkörper zunächst mit einer Verbindungsschicht, anschließend mit einer Verstärkungsschicht und abschließend mit einer Gleitschicht versehen werden. Es ist aber auch möglich, den Grundkörper direkt mit einer Gleitschicht, zum Beispiel aus einem Fluorwerkstoff, zu versehen. Die Oberflächenrauigkeit der die Gleitbereiche bildenden Beschichtung kann in solchen Fällen bei einem Ra von etwa 1.0 µm liegen.
Weiterhin ist es gemäß einem Ausführungsbeispiel möglich, zur Bildung der Gleitbereiche vorgefertigte Folienteile (Gleitschichtfolien) vorzusehen, an denen der den Grundkörper bildende Werkstoff angeformt wird, zum Beispiel in der Weise, dass die Folienteile in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und sodann die zur Bildung des Grundkörpers vorgesehene Gussmasse hieran angespritzt wird. Etwaige Folienreste können bei der Schließbewegung des verwendeten Werkzeugs abgestanzt werden; oder es werden von Anfang an maßgerecht zugeschnittene Folienteile verwendet. Die Folienteile können vorteilhaft zweischichtig aufgebaut sein, z. B. in der Weise, dass eine Oberfläche des Folienteiles in Hinblick auf eine Reduzierung der Gleitreibung beim Zusammenwirken mit zugehörigen Funktionselementen, wie einer Lagerstelle, einer Führungsschiene oder einem flexiblen Zugmittel, optimiert ist, während die andere Oberfläche eines jeweiligen Folienteiles im Hinblick auf eine zuverlässige haftende Verbindung mit dem Grundkörper ausgelegt ist. Hierzu kann ein Folienteil beispielsweise auf einer Oberfläche eine Gleitschicht und auf der anderen Oberfläche einen Haftvermittler aufweisen.
Bei den vorstehend beschriebenen Methoden zur Bildung eines Umlenkelementes, das einen strukturbildenden Grundkörper 1 hoher Festigkeit aufweist sowie in definierten, lokal begrenzten und voneinander beabstandeten (separaten) Teilabschnitten mit Gleitbereichen 2, 3, 4 versehen ist, kommt es in der Regel zu einer stoffschlüssigen Verbindung der Gleitbereiche 2, 3, 4 mit dem aus einem anderen Material bestehenden Grundkörper 1.
Wird das Umlenkelement beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt, so ist insbesondere bei einer Materialauswahl für Grundkörper 1 und Gleitbereiche 2, 3, 4 auf vergleichbarer oder identischer Kunststoff-Basis (mit unterschiedlichen Zusätzen, z. B. Fasern) eine stabile stoffschlüssige Verbindung erreichbar. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung von Polyamid (PA) als Grundwerkstoff, auf dessen Basis durch die Verwendung von Zusätzen die unterschiedlichen Materialien für den Grundkörper 1 und die Gleitbereiche 2, 3, 4 gebildet werden. Die stoffschlüssige Haftung zwischen den Gleitbereichen und dem Grundkörper ist allerdings von einer MehrzahlParameter abhängig, wie zum Beispiel der Temperatur des Werkzeugs und der Spritzgussmasse beim Spritzgießen, der Einspritzzeit, dem Nachdruck usw.
Für eine Erhöhung der Festigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4 und dem Grundkörper 1 des Umlenkelementes kann es zweckmäßig, zusätzlich zu oder gegebenenfalls auch alternativ zu einer stoffschlüssigen Verbindung eine formschlüssige Verbindung vorzusehen. Hierfür bestehen unterschiedliche Möglichkeiten.
Zum einen kann vorgesehen sein, einander zugewandte Oberflächen des Grundkörpers 1 und/oder der Gleitbereiche 2, 3, 4 aufzurauen, insbesondere als zusätzliche, ergänzende Maßnahme bei Materialien, die bereits eine stoffschlüssige Verbindung mit guten Hafteigenschaften eingehen, wie zum Beispiel bei der Herstellung eines Umlenkelementes, bei dem sowohl der Grundkörper 1 als auch die Gleitbereiche 2, 3, 4 aus einem Material auf PA-Basis bestehen.
Zum Aufrauen der mit den Gleitbereichen 2, 3, 4 zu bedeckenden Teilabschnitte 12, 13, 14 des Grundkörpers 1 und/oder zum Aufrauen der mit dem Grundkörper 1 in Kontakt zu bringenden Teilbereiche der Gleitbereiche 2, 3, 4 (also der Schnittstellenbereiche zwischen Grundkörper 1 und Gleitbereichen 2, 3, 4) kann Senkerodieren, Ätzen, Rändeln usw. dienen.
Für eine noch stärker belastbare stoffschlüssige Verbindung zwischen den Gleitbereichen 2, 3, 4, und dem Grundkörper 1 kann vorgesehen sein, Verankerungsbereiche zu bilden, über die die Gleitbereiche 2, 3, 4, am Grundkörper 1 verankert werden.
Eine Variante einer formschlüssigen Verankerung der Gleitbereiche 2, 3, 4 am Grundkörper 1 ist in 4 in einem Querschnitt dargestellt. Danach sind am Grundkörper 1 zumindest im Bereich einiger Teilabschnitte 13, 14, die mit Gleitbereichen 3, 4 bedeckt werden, Vertiefungen 11 vorgesehen, in die bei der Herstellung des Umlenkelementes Material der entsprechenden Gleitbereiche 3, 4 eindringen kann, so dass im Ergebnis Vorsprünge 31, 41 dieser Gleitbereiche 3, 4 in den Vertiefungen 11 aufgenommen sind und hierdurch eine stabile formschlüssige Verbindung bilden. Die Vertiefungen 11 können mit unterschiedlichen Geometrien gebildet werden, zum Beispiel zylindrisch, quaderförmig usw. Sie lassen sich in einfacher Weise herstellen, wenn sie in Entformungsrichtung der bei der Herstellung des Grundkörpers 1 verwendeten Werkzeugteile verlaufen.
Bei dem in 5A anhand eines Querschnittes und in 5B in einer Draufsicht (jedoch ohne Gleitbereiche) gezeigten Ausführungsbeispiel sind an Gleitbereichen 2, 4 Hinterschnitte 26, 46 ausgebildet, über die jene Gleitbereiche 2, 4 im Grundkörper 1 bzw. an dort vorgesehenen Führungsgeometrien 16 verankert sind. Die entsprechenden Führungsgeometrien können beispielsweise nach Art einer Schwalbenschwanzführung, wie in 5A und 5B dargestellt, oder auch nach Art einer T-Nut oder dergleichen ausgebildet sein.
Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Grundkörper 1 des Umlenkelementes Durchführungen 15 vorgesehen, die voneinander beabstandete Gleitbereiche 2, 3, 4 bzw. voneinander beabstandete Teilbereiche ein- und desselben Gleitbereiches miteinander verbinden und mit Material der Gleitbereiche 2, 3, 4 gefüllt sind, so dass in den Durchführungen 15 Verbindungen (Verknüpfungen 25, 35, 45) zwischen Gleitbereichen 2, 3, 4 bzw. Teilbereichen hiervon bestehen.

Claims

Umlenkelement einer Kraftfahrzeug-Verstelleinrichtung zur Umlenkung eines flexiblen Zugmittels, welches für die Übertragung einer Verstellkraft auf ein Verstellteil der Verstelleinrichtung vorgesehen ist, mit – einem strukturbildenden Grundkörper des Umlenkelementes und – einer den Grundkörper begrenzenden Oberfläche, die einen Lagerabschnitt zur Lagerung des Umlenkelementes an einer Lagerstelle sowie einen Führungsabschnitt zur Führung eines flexiblen Zugmittels an dem Umlenkelement definiert, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche des Grundkörpers (1) mindestens zwei lokal begrenzte und voneinander beabstandete Gleitbereiche (2, 3, 4) angeordnete sind, an denen das Umlenkelement (1) bei bestimmungsgemäßem Einsatz mit einer Lagerstelle (L, L1, L2) sowie mit einem flexiblen Zugmittel (Z) zusammenwirkt und die zur Reduzierung des Reibungskoeffizienten bei jenem Zusammenwirken aus einem anderen Material bestehen als der Grundkörper (1).
Umlenkelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche (2, 3, 4) durch Gleitschichten gebildet werden.
Umlenkelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gleitbereich (2) am Lagerabschnitt (12) des Grundkörpers (1) vorgesehen ist und der Lagerung des Umlenkelementes auf einer Lagerstelle (L, L1, L2) dient.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gleitbereich (4) an dem Führungsabschnitt (14) des Grundkörpers (1) vorgesehen ist und der Führung eines flexiblen Zugmittels (Z) am Umlenkelement dient.
Umlenkelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gleitbereich (3) an einem Stützabschnitt (13) des Umlenkelementes (1) vorgesehen ist und der Abstützung des Umlenkelementes an einer tragenden Komponente (F, T) der Verstelleinrichtung dient.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement nach der Mehrkomponenten-Technik durch Spritzgießen hergestellt ist, wobei für den Grundkörper (1) einerseits und die Gleitbereiche (2, 3, 4) andererseits unterschiedliche Materialien vorgesehen sind.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) an vorgefertigten Gleitbereichen (2, 3, 4) angeformt ist.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche (2, 3, 4) durch Folienteile gebildet werden.
Umlenkelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche (2, 3, 4) an einem vorgefertigten Grundkörper (1) angeformt sind.
Umlenkelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche (2, 3, 4) durch Oberflächenbeschichtung auf den Grundkörper (1) aufgebracht sind.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Gleitbereichen (2, 3, 4) und dem Grundkörper (1) besteht.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen den Gleitbereichen (2, 3, 4) und dem Grundkörper (1) besteht.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Teilabschnitten (12, 13, 14) der Oberfläche des Grundkörpers (1), die mit Gleitbereichen (2, 3, 4) bedeckt sind, und/oder an Teilbereichen der Gleitbereiche (2, 3, 4), die mit dem Grundkörper (1) in Kontakt stehen, Aufrauungen vorgesehen sind.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verankerungsbereiche (11, 21, 31, 41; 15, 25, 35, 45; 16, 26, 36, 46) vorgesehen sind, über die die Gleitbereiche (2, 3, 4) mit dem Grundkörper (1) verankert sind.
Umlenkelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche (2, 3, 4) in den Verankerungsbereichen (16, 26, 36, 46) über mindestens einen Hinterschnitt formschlüssig am Grundkörper (1) gehalten sind.
Umlenkelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (1) Durchführungen (15) vorgesehen sind, in denen sich Verbindungsbereiche (25, 35, 45) erstrecken, welche unterschiedliche Gleitbereiche (2, 3, 4) oder unterschiedliche Teilbereiche eines Gleitbereiches (2, 3, 4) miteinander verbinden.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement als eine drehbar gelagerte Seilrolle ausgebildet ist, die als Führungsabschnitt (14) mindestens eine Rille zur Führung eines flexiblen Zugmittels aufweist.
Umlenkelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (S, U1, U2) Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Fensterhebers ist, der einen Antrieb (A) zur Betätigung eines flexiblen Zugmittels (Z) aufweist, wobei das Umlenkelement (S, U1, U2) zur Führung des flexiblen Zugmittels (Z) dient, derart, dass von dem Umlenkelement (S, U1, U2) zwei Abschnitte des flexiblen Zugmittels (Z) in unterschiedlichen Raumrichtungen abgehen, und wobei an dem flexiblen Zugmittel eine zu verstellende Fensterscheibe (E) anzubinden ist.