DE10335285A1

DE10335285A1 - Seilumlenkung für eine Fensterhebevorrichtung

Info

Publication number: DE10335285A1
Application number: DE2003135285
Authority: DE
Inventors: Carsten Huege
Original assignee: SAI Automotive SAL GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-03-03
Also published as: WO2005012679A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Seilumlenkung für eine Fensterhebevorrichtung, bei der ein zum Verschieben einer Fensterscheibe vorgesehenes Seil über ein Gleitstück (2) geführt ist, das eine Seilführung (3) mit einem gekrümmten Verlauf aufweist, längs derer das Seil zwischen zwei Einlaufpunkten (5) am Gleitstück (2) anliegt, wobei die Seilführung (3) eine sich in ihrem Verlauf stetig ändernde Krümmung aufweist mit einem Krümmungsradius, der von einem Minimum zu mindestens einem der Einlaufpunkte (5) hin zunimmt. Die Erfindung betrifft ferner eine Fensterhebevorrichtung mit einer solchen Seilumlenkung. Vermieden wird damit ein für das Seil schädlicher Krümmmungssprung bei einem Durchlaufen der Seilumlenkung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seilumlenkung für eine Fensterhebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Fensterhebevorrichtung, bei der eine derartige Seilumlenkung vorgesehen ist.

Seilumlenkungen dienen bei Fensterhebevorrichtungen zur Umlenkung einer Zugrichtung eines Seils, mit dem eine Fensterscheibe zum Öffnen oder Schließen zu verschieben ist. Üblicherweise sitzt eine solche Seilumlenkung jeweils an einem oberen und einem unteren Ende einer Fensterführungsschiene. Nach dem Stand der Technik ist eine Seilumlenkung für einen Fensterheber entweder als drehbar gelagerte Rolle oder als Gleitstück ausgeführt. Letzteres trifft für eine gattungsgemäße Seilumlenkung zu.

Dabei folgt das Seil bei einer Seilumlenkung nach dem Stand der Technik an der Seilumlenkung einem Kreis ausschnitt, also einer gekrümmten Bahn mit konstantem Krümmungsradius. Damit ist ein Nachteil verbunden, und zwar unabhängig davon, ob es sich um eine drehbar gelagerte Rolle oder ein Gleitstück handelt. Bei einem Einlaufen des Seils auf das Gleitstück oder die Rolle sowie bei einem Austreten des Seils aus der Seilumlenkung ist das Seil einem instantanen Krümmungswechsel unterworfen. So wird das zuvor gestreckte Seil beim Einlaufen augenblicklich auf eine dem konstanten Krümmungsradius der Seilumlenkung entsprechende Krümmung umgebogen und umgekehrt beim Austreten quasi instantan aus dieser verhältnismäßig starken Krümmung heraus wieder gestreckt. Das gilt auch dann, wenn das Seil wie üblich tangential ein- und ausläuft, das Seil also auch an der Seilumlenkung einen tangentenstetigen Verlauf hat.

Durch den instantanen Krümmungswechsel oder Krümmungsstrom beim Ein- oder Auslaufen ist das Seil einer hohen Knickbelastung ausgesetzt, was eine Materialermüdung und einen erhöhten Verschleiß mit sich bringt und einen frühzeitigen Bruch des Seiles zur Folge haben kann. Dabei ist der Krümmungssprung und damit die Belastung umso stärker, je kleiner der Krümmungsradius an der Seilumlenkung ist. Ein die Belastung reduzierender größerer Radius dagegen bringt einen erhöhten Platzbedarf und eine ungünstige Einschränkung möglicher Geometrien für die Fensterhebevorrichtung mit sich. Insbesondere ist dann bei gegebenem Platzaufwand nur noch ein reduzierter Fensterhub realisierbar. Bei einer einem möglichst einfachen Aufbau wegen zu bevorzugenden gattungsgemäßen Seilumlenkung mit einem Gleitstück anstelle einer Umlenkrolle kommt mit wachsendem Krümmungsradius der Nachteil hinzu, dass das Seil längs einer dementsprechend längeren Strecke am Gleitstück anliegt und damit bei zwar reduzierter Knickbelastung einer erhöhten und ebenfalls verschleißintensiven Reibbelastung ausgesetzt ist.

Der geschilderter Nachteil herkömmlicher Seilumlenkungen macht es notwendig, verhältnismäßig starke und damit schwere und teure Seile zu verwenden, wobei zu berücksichtigen bleibt, dass sich durch eine Querschnittsvergrößerung zwar sehr gut eine erhöhte Belastbarkeit auf Zug und Reibung, aber nur beschränkt eine verbesserte Knickbelastbarkeit erzielen lässt.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Seilumlenkung für einen Fensterheber zu entwickeln, der den genannten Nachteil umgeht und eine Richtungsänderung der Zugrichtung eines Fensterheberseils auf möglichst engem Raum bei gleichzeitig reduzierter Knickbelastung des Seils erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Seilumlenkung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs sowie durch eine Fensterhebevorrichtung nach dem Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.

Als Einlaufpunkt ist dabei einheitlich eine Stelle des Gleitstücks bezeichnet, an dem das je nach Laufrichtung ein- oder austretende Seil eine erste bzw. letzte Berührung mit dem Gleitstück hat. Die Krümmung bezieht sich dabei hier und im Folgenden immer auf den Verlauf der Seilführung in Seilrichtung bzw. auf das Seil selbst. Die sich im Verlauf der Seilführung stetig ändernde Krümmung kann insbesondere auch stel lenweise konstant sein, vorzugsweise nur am Minimum, also dort, wo die Krümmung am stärksten ist. In diesem Fall entspricht der Verlauf der Seilführung am Minimum einem Kreisausschnitt. Dabei soll die Krümmung sich vorzugsweise exakt stetig verändern, als stetig sollen aber auch noch solche Krümmungsverläufe bezeichnet werden, bei denen die als inverser Krümmungsradius definierte Krümmung keine Sprünge von mehr als 0,01 mm^–1, vorzugsweise nur Sprünge von höchstens 0,005 mm^–1 macht.

Bei gegebenem mittleren Krümmungsradius an der Seilumlenkung kann ein Krümmungssprung des ein- und/oder austretenden Seils durch die Erfindung drastisch reduziert und sogar vollständig vermieden werden. Die Belastung und der Verschleiß werden damit, insbesondere, wenn der Krümmungsradius vom Minimum zu beiden Einlaufpunkten hin zunimmt, ebenfalls deutlich reduziert. Das gilt besonders dann, wenn die Krümmung sich nicht nur im oben erläuterten Sinn stetig ändert, sondern auch mit nicht zu starken Krümmungsänderungen auf kurzen Distanzen. Vorzuziehen wäre also ein Verlauf, bei dem die Krümmung an zwei beliebigen 2 mm voneinander entfernten Punkten der Seilführung um nicht mehr als 0,02 mm^–1 differiert.

Das Fensterheberseil kann folglich mit kleinerem Gesamtdurchmesser und weniger Einzeladern und damit kostengünstiger produziert werden. Bei unveränderter Seilgeometrie dagegen kann der minimale und der mittlere Krümmungsradius ohne eine Erhöhung der Belastung des Seils reduziert werden. Damit geht ein reduzierter Platzbedarf für die Seilumlenkung einher, was bei gegebenen Raumverhältnissen in einer Seitenwand oder Seitentür eines Kraftfahrzeugs einen vorteilhaft vergrößerten Scheibenhub ermöglicht. Bei der geometri schen Gestaltung einer Kraftfahrzeugtür oder – seitenwand hat man dadurch mehr Freiheiten, insbesondere durch ein durch die Erfindung ermöglichtes vergrößertes Verhältnis von Länge einer Fensterführungsschiene zu Scheibenhub. Dies ist in den allermeisten Fällen eine kritische Größe bei der Auslegung von Fahrzeugtüren.

Verglichen mit einer Umlenkrolle bring die Verwendung eines Gleitstücks und damit einer rollenfreien Seilumlenkung einen weniger komplexen Aufbau mit sich, die Notwendigkeit eines Lagers für eine drehbare Lagerung erübrigt sich und mit einem damit reduzierten Teilebedarf geht eine kostengünstigere Herstellung einher. Für das Gleitstück als Ganzes sind verschiedenste Formgebungen möglich, so kann das Gleitstück unter Umständen auch nur aus der Seilführung bestehen. Die Seilführung wiederum kann in Form einer Rinne oder Schiene als offener oder aber auch als geschlossener Kanal zur Führung des Fensterheberseils ausgeführt sein.

Besonders zu bevorzugen ist eine Ausführung der Erfindung, bei der die Seilführung an einem Einlaufpunkt, an dem das Fensterheberseil gestreckt ein- oder austritt, eine verschwindende Krümmung aufweist. Dadurch lässt sich jede Unstetigkeit in der Krümmung des umlaufenden Seils vermeiden, die vorteilhafte Wirkung der Erfindung also optimieren. Gute Resultate erzielt man in diesem Sinne bereits, wenn der Krümmungsradius an den Einlaufpunkten nicht kleiner als 100 mm, vorzugsweise nicht kleiner als 250 mm ist.

Bei manchen Fensterheberkonstruktionen kann es vorgesehen sein, dass das beispielsweise in einer entsprechenden Seilumhüllung geführte Seil bereits mit einer leichten Krümmung in die Seilumlenkung einläuft, also je nach Laufrichtung schon vor einem ersten Kontakt bzw. unmittelbar nach einem letzten Kontakt mit der Seilumlenkung nicht mehr bzw. noch nicht vollständig gestreckt ist. Das kann insbesondere an dem einem Seilantrieb zugewandten, der Fensterscheibe abgewandten Einlaufpunkt einer Seilumlenkung der Fall sein. In einem solchen Fall ist es zu bevorzugen, dass die Seilführung an dem entsprechenden Einlaufpunkt eine Krümmung hat, die der Krümmung des Seils unmittelbar nach dem Austreten aus der Seilumlenkung bzw. vor dem Einlaufen in die Seilumlenkung entspricht. Dadurch wird wieder ein Krümmungssprung vollständig vermieden. Eine hinreichend reduzierte Belastung des einlaufenden oder auslaufenden Fensterheberseils erhält man bereits, wenn der Krümmungsradius der Seilführung an dem entsprechenden Einlaufpunkt nicht mehr als um einen Faktor von zwischen 0,7 und 1,5 von der Krümmung des einlaufenden Seils vor dem ersten Kontakt mit dem Gleitstück abweicht.

Durch die Erfindung wird es möglich, bei einer reduzierten Belastung des Fensterheberseils stärkere maximale und damit auch mittlere Krümmungen des Seils in der Seilumlenkung vorzusehen, einen guten Kompromiss zwischen nicht zu großer Biege- oder Knickbelastung auf der einen Seite und nicht zu großem Platzbedarf der Seilumlenkung auf der anderen Seite erhält man, wenn der Krümmungsradius am Minimum, also dort, wo die Krümmung am stärksten ist, einen Wert von zwischen 5 mm und 40 mm, vorzugsweise zwischen 10 mm und 20 mm hat. Das Seil selbst kann aufgrund der reduzierten Belastung gegenüber herkömmlichen Fensterhebern mit dem Stand der Technik entsprechenden Seilumlenkungen dünner ausgeführt werden, ein Seildurchmesser von 1 mm genügt, Fensterheberseile mit einem Durchmesser von mehr als 2,5 mm sind selbst bei ausgesprochen großen Fensterscheiben nicht notwendi. Besonders vorzuziehen mit Blick auf eine hinreichende Stabilität bei möglichst geringem Materialaufwand sind Seildicken zwischen 1,2 mm und 2 mm. Insbesondere bei einer Herstellung des Seils aus Stahl, gut geeignet wegen einer hohen Zug-, Reib- und Biegefestigkeit, bietet sich dazu ein Seil aus zwischen 10 und 100 Einzeladern an unter Berücksichtigung der Tatsache, dass eine größere Anzahl von Einzeladern mit einer erhöhten Biegsamkeit einhergeht, zu dünne Einzeladern aber eine erhöhte Reibempfindlichkeit zur Folge haben.

Das Gleitstück kann aus Metall gefertigt sein, mit Blick auf eine besonders gute Haltbarkeit vorzugsweise aus Stahl oder Stahlblech. Für eine möglichst preiswerte Herstellung dagegen bietet sich eine Herstellung des Gleitstücks aus Kunststoff an, vorzugsweise aus POM. Durch eine Verwendung genannter Materialien für das Gleitstück lässt sich bei einer entsprechend glatten Oberflächengestaltung der Seilführung auch eine gute Gleitfähigkeit erreichen. Wenn das Gleitstück an einem Träger angeordnet ist, der bei einem mit Blick auf eine Einsetzbarkeit in verschiedenen Kraftfahrzeugtypen zu bevorzugenden modulartigen Aufbau einer Seitenwand oder einer Tür eines Kraftfahrzeugs auch als dichtende Trennwand zwischen Nass- und Trockenseite dienen kann, und wenn dieser Träger ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist, dann kann das Gleitstück auch einstückig an den Träger angeformt sein. In dem Fall ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, der mit einem außerordentlich geringen Herstellungsaufwand verbunden ist. Unabhängig davon bietet sich im Hinblick auf eine einfache Herstellung ein Spritzgussteil als Gleitstück an.

Eine Fensterhebevorrichtung für eine verschiebbare Fensterscheibe kann Seile bzw. ein Seil zum Verschieben der Fensterscheibe an einem Rand oder an zwei einander gegenüberliegenden Rändern aufweisen. Abhängig davon sind an einem Rand oder an zwei Rändern der Fensterscheibe üblicherweise jeweils zwei Seilumlenkungen nötig, von welchen bei einem ansonsten herkömmlichen Aufbau des Fensterhebers vorzugsweise jeweils eine an einem oberen und eine an einem unteren Ende einer Fensterführungsschiene angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fensterhebers sind nun alle diese Seilumlenkungen wie zuvor beschrieben gestaltet. Dabei kann als Antrieb für die Fensterscheibe sowohl ein Elektromotor als auch ein Kurbeltrieb zum Einsatz kommen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 beschrieben. Es zeigt
1 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Seilumlenkung für ein Fensterheberseil und
2 ein Diagramm, in dem Seilkrümmung und Position des Fensterheberseils aus 1 gegeneinander aufgetragen sind.
Bei der in 1 abgebildeten Seilumlenkung ist ein Fensterheberseil 1 über ein Gleitstück 2 geführt, an dem es in einer rinnenartigen Seilführung 3 anliegt. Das Fensterheberseil 1, das aus Stahl gefertigt ist, hat einen Durchmesser von 1,5 mm und besteht aus 48 Einzeladern. Das Gleitstück besteht aus POM und ist an einem oberen Ende einer Fensterführungsschiene für eine verschiebbare Fensterscheibe angeordnet. Eine entsprechende Seilumlenkung, die auch aus Stahl ge fertigt sein könnte, kann auch an einem unteren Ende einer solchen Fensterführungsschiene angeordnet sein. Zu diesem Zweck ist das Gleitstück 2 an einem in der Figur nicht abgebildeten Kunststoffträger befestigt, der gleichzeitig als Trennwand zwischen einer Nass- und einer Trockenseite einer Kraftfahrzeugtür dient. Genau so gut realisierbar wäre eine Anordnung, bei der das Gleitstück 2 einstückig an diesen Träger angeformt ist. In der Figur ansatzweise zu sehen sind zwei Enden 4 des Fensterheberseils 1, von denen eins an einer Berandung der nicht abgebildeten Fensterscheibe angreift und das andere zu einem Antrieb führt, der als Elektromotor oder Kurbeltrieb ausgeführt sein kann.
Die Seilführung 3 hat einen gekrümmten Verlauf, und zwar mit einer sich im Verlauf der Seilführung 3 stetig ändernden Krümmung. Dabei hat die Seilführung 3 an zwei Einlaufpunkten 5, die laufrichtungsabhängig als Orte eines ersten oder eines letzten Kontakts des Fensterheberseils 1 mit dem Gleitstück 2 definiert sind, eine verschwindende Krümmung. Auf halbem Weg zwischen den Einlaufpunkten 5 dagegen hat die Krümmung ein Maximum 6, was einem minimalen Krümmungsradius entspricht. Von den Einlaufpunkten 5 nimmt die Krümmung stetig bis zum Maximum 6 zu.
Die Seilumlenkung ist damit so ausgelegt, dass sich die Krümmung oder Biegung des Fensterheberseils 1 bei einem Passieren der Seilumlenkung an jeder Stelle des Fensterheberseils 1 nur stetig ändert. Es treten also keine Biegungssprünge auf. Durch die abgebildete Seilumlenkung wird damit eine für das Fensterheberseil 1 sehr schonende Zugrichtungsänderung realisiert.
Das veranschaulicht auch das in 2 abgebildete Diagramm. In diesem Diagramm ist die mit dem inversen Krümmungsradius identifizierte Krümmung an einer Stelle des Fensterheberseils 1 aus 1 als Ordinate gegen eine mit s bezeichnete Ortskoordinate aufgetragen. Die Koordinate s bezeichnet dabei den Ort der entsprechenden Stelle des Fensterheberseils 1 in einer Umgebung der Seilumlenkung in der Fensterhebevorrichtung. Zwei mitA und B gekennzeichnete Stellen entsprechen dabei den Einlaufpunkten 5 aus 1. Die mit 7 bezeichnete Kurve zeigt nun den Zusammenhang von Krümmung und Ortskoordinate bei der erfindungsgemäß ausgelegten Seilumlenkung. Diese Kurve hat einen stetigen Verlauf. Die Krümmung 1/R nimmt ihr Maximum mittig zwischen den Koordinatenwerten A und B ein, beim abgebildeten Beispiel mit einem Wert von 1 cm^–1. Ebenfalls im abgebildeten Diagramm dargestellt ist eine gestrichelte Kurve 8, welche den Zusammenhang zwischen Krümmung und Ortskoordinate s kontrastierend für eine Seilumlenkung nach dem Stand der Technik veranschaulicht. In diesem herkömmlichen Fall erhält man einen Verlauf in Form einer Treppenfunktion mit einem unstetigen Krümmungssprung beim ersten und letzten Kontakt des umlaufenden Seils mit der Seilumlenkung.

Claims

Rollenfreie Seilumlenkung für eine Fensterhebevorrichtung, bei der ein zum Verschieben einer Fensterscheibe vorgesehenes Seil über ein Gleitstück geführt ist, wobei das Gleitstück eine Seilführung mit einem gekrümmten Verlauf aufweist, längs derer das Seil zwischen zwei Einlaufpunkten am Gleitstück anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilführung (3) eine sich in ihrem Verlauf stetig ändernde Krümmung aufweist mit einem Krümmungsradius, der von einem Minimum zu mindestens einem der Einlaufpunkte (5) hin zunimmt.
Seilumlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilführung (3) an einem der Einlaufpunkte (5), vorzugsweise an beiden Einlaufpunkten (5), einen Krümmungsradius von mindestens 100 mm, vorzugsweise mindestens 250 mm, besonders vorzugsweise eine verschwindende Krümmung aufweist.
Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilführung (3) an einem Einlaufpunkt (5), an dem das Seil mit einer Krümmung einläuft, einen vorzugsweise dieser Krümmung entsprechenden oder aber höchstens um einen Faktor zwischen 0,7 und 1,5 davon abweichenden Krümmungsradius hat.
Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius am Minimum einen Wert von zwischen 5 mm und 40 mm, vorzugsweise zwischen 10 mm und 20 mm aufweist.
Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitstück (2) und/oder die Seilführung (3) aus Metall oder Kunststoff, vorzugsweise aus Stahl oder POM gefertigt ist.
Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil aus Stahl gefertigt ist und/oder aus zwischen 10 und 100 Einzeladern besteht.
Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil einen Durchmesser von zwischen 1 mm und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 1,2 mm und 2 mm hat.
Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitstück (2) an einem oberen oder einem unteren Ende einer Fensterführungsschiene angeordnet ist.
Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitstück (2) befestigt oder einstückig angeformt ist an einem Träger, vorzugsweise einem Kunststoffträger, der Bestandteil eines Kraftfahrzeugtür- oder -seitenwandmoduls ist und vorzugsweise zugleich als Trennwand zwischen einer Nass- und einer Trockenseite dient.
Fensterhebevorrichtung mit einem Seil zum Verschieben einer Fensterscheibe, dadurch gekenn zeichnet, dass für das Seil mindestens eine, vorzugsweise an einem oberen und einem unteren Ende einer Fensterführungsschiene jeweils eine Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen ist.
Fensterhebevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie für zwei einander gegenüberliegende Ränder einer Fensterscheibe jeweils eine Fensterführungsschiene aufweist, wobei vorzugsweise an beiden Fensterführungsschienen mindestens eine Seilumlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet ist.
Fensterhebevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil durch einen Elektromotor oder durch einen Kurbeltrieb angetrieben ist.