DE1708310C3

DE1708310C3 - Device for opening and closing windows, doors, sliding roofs or the like, in particular of motor vehicles

Info

Publication number: DE1708310C3
Application number: DE19671708310
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 7031 Steinenbronn Hertfelder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1967-06-09
Filing date: 1967-06-09
Publication date: 1976-04-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum öffnen und Schließen von Fenstern, Türen, Schiebedächern od. dgl., insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem in beiden Drehrichtungen laufenden elektrischen Antriebsmotor, einem Schneckengetriebe und einer Einrichtung, die das vom Motor beim Schließen ausgeübte Antriebsmoment auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.The invention relates to a device for opening and closing windows, doors and sliding roofs or the like, in particular of motor vehicles, with an electrical one running in both directions of rotation Drive motor, a worm gear and a device that does what the motor does when closing Drive torque limited to a specified value.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art weisen als Einrichtung zum Begrenzen des vom Motor ausgeübten Antriebsmomentes eine Rutschkupplung auf, die das ^b0 Schneckenrad mit seiner Welle kraftschlüssig verbindet. Die Rutschkupplung hat den Nachteil, daß sie in beiden Drehrichtungen des Motors wirksam ist und daher das Antriebsmoment auch beim öffnen des Fensters, Schiebedachs od. dgl. begrenzt. Das ist jedoch unerwünscht, weil das zu bewegende Teil oftmals mit erhöhtem Kraftaufwand aus seiner Schließlage »losgebrochen« werden muß, wenn es bei Vereisung oder nach längerer Betriebspause in dieser Lage festsitzt. Die Rutschkupplung hat außerdem den Nachteil, daß sie die Anzahl der Teile und die Abmessungen des Schneckengetriebes vergrößert und daß sich der eingestellte Wert für das übertragbare Antriebsmoment allmählich verändert, sofern dies nicht durch die Anordnung weiterer zusätzlicher Mittel verhindert ist.Known devices of this type have, as a device for limiting the drive torque exerted by the motor, a slip clutch which non-positively connects ^{the b0 worm wheel with its shaft.} The slip clutch has the disadvantage that it is effective in both directions of rotation of the motor and therefore limits the drive torque even when the window, sunroof or the like is opened. However, this is undesirable because the part to be moved often has to be "broken loose" from its closed position with increased effort if it is stuck in this position when it is iced up or after a long break in operation. The slip clutch also has the disadvantage that it increases the number of parts and the dimensions of the worm gear and that the set value for the transferable drive torque changes gradually, unless this is prevented by the arrangement of further additional means.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, deren Antriebsmotor beim Auftreten eines Hindernisses während der Schließbewegung der Fensterscheibe. Türe od. dgl. infolge erhöhter Stromaufnahme stillgesetzt oder umgesteuert wird. Diese Vorrichtungen setzen einen verhältnismäßig großen Aufwand an elektrischen Schaltungselementen für die Steuerung des Antriebsmotors voraus. Es ist auch bekannt, die Schaltvorgänge für das Stillsetzen bzw. Umsteuern des Antriebsmotors mechanisch auszulösen, und zwar dadurch, daß die Schneckenwelle in axialer Richtung entgegen der Kraft eines vorgespannten Anschlags verschoben wird, wenn das zu übertragende Drehmoment und damit der vom Schneckenrad auf die Schnscke ausgeübte Axialschub einen vorgegebenen Wert überschreitetThere are also devices known, the drive motor when an obstacle occurs during the closing movement of the window pane. Door or the like shut down due to increased power consumption or is reversed. These devices require a relatively large amount of electrical equipment Circuit elements for the control of the drive motor ahead. It is also known the switching operations for the stopping or reversing of the drive motor to be triggered mechanically, namely by the fact that the Worm shaft is displaced in the axial direction against the force of a preloaded stop, if the torque to be transmitted and thus the axial thrust exerted on the worm by the worm gear exceeds a specified value

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Vorrichtungen der eingangs geschilderten Art mit möglichst einfachen Mitteln so auszubilden, daß der Motor auf das zu bewegende Teil nur eine auf einen bestimmten Wert begrenzte Schließkraft auszuüben vermag, die jede Verletzungsgefahr für einen zwischen das Teil und dessen feststehenden Rahmen geratenden Körper ausschließt, während beim öffnen die volle Antriebsleistung des Motors unbegrenzt und nur um die normalen Reibungsverluste des Antriebs vermindert auf das zu bewegende Teil übertragen wird.The invention is based on the object. Devices of the type described with the simplest possible means so that the engine on the part to be moved is only able to exert a closing force limited to a certain value, which eliminates any risk of injury to a body getting between the part and its fixed frame, while when opening the full drive power of the motor is unlimited and only normal Friction losses of the drive are reduced and transferred to the moving part.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit dem Anker des Motors ohne Zwischenschaltung einer Rutschkupplung verbundene Schnecke des Getriebes axial verschiebbar gelagert ist, an einem in Achsrichtung federnd nachgiebigen Anschlag anliegt, und daß ihr eine Bremse zugeordnet ist, welche wirksam wird und hierbei die Drehbewegung der Schnecke hemmt, wenn der vom Schneckenrad auf die Schnecke beim Schließen ausgeübte Axialschub die Federkraft des Anschlags überwindet und die Schnecke axial verschiebt. This object is achieved according to the invention in that the with the armature of the motor without interconnection a slip clutch connected worm of the transmission is mounted axially displaceably, on one resiliently resilient stop rests in the axial direction, and that it is assigned a brake which is effective and thereby inhibits the rotation of the worm when the worm wheel hits the worm Axial thrust exerted during closing overcomes the spring force of the stop and moves the worm axially.

Auf diese Weise wird der mit der Schnecke ohne Zwischenschaltung einer Rutschkupplung verbundene Anker des Motors rasch abgebremst und zum Stillstand gebracht, wenn ein Hindernis beim Schließen des Fensters od. dgl. auftritt. Beim ungehinderten Arbeiten der Vorrichtung bleibt die Reibungsbremse außer Tätigkeit, so daß keine Wirkungsgradminderung des Antriebs eintritt und daher das zu bewegende Teil in beiden Richtungen annähernd gleich schnell bewegt wird. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß das Kurzschlußdrehmoment des festgebremsten Motors zu einem großen Teil von der Bremse aufgenommen wird, so daß über das Schneckenrad und das Antriebsgestänge nur noch eine verhältnismäßig geringe Kraft auf das an der Weiterbewegung gehinderte Teil ausgeübt wird.In this way, the is connected to the worm without the interposition of a slip clutch Armature of the motor is quickly braked and brought to a standstill if there is an obstacle when closing the window or the like occurs. When the device is working unhindered, the friction brake remains inactive, so that there is no reduction in the efficiency of the drive and therefore the part to be moved in both Directions is moved at approximately the same speed. The arrangement can be made so that the short-circuit torque of the braked motor is to a large extent taken up by the brake, so that via the worm wheel and the drive linkage only a relatively small force is exerted on the part that is prevented from moving further.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß der weiteren Erfindung der Schnecke eine Reibungsbremse zugeordnet ist, die eine mit der Schnecke gekuppelte, senkrecht zur Schneckenachse ausgerichtete Reibscheibe aufweist, welche mit einer an einem feststehenden Teil der Vorrichtung gebildeten Reibfläche zusammenarbeitet. It is particularly advantageous if, according to the further invention, the screw is assigned a friction brake is the one friction disk coupled to the worm and aligned perpendicular to the worm axis which cooperates with a friction surface formed on a stationary part of the device.

Dadurch wird erreicht, daß die Bremse nur ein einziges zusätzliches Teil, die Reibscheibe, benötigt, das ein-This means that the brake only needs a single additional part, the friction disc, which

fach und billig hergestellt werden kann. Bei Vorrichtungen, deren Schnecke unmittelbar auf der Ankerwelle des Motors sitzt, kann die Reibscheibe zweckmäßig auf einem Bund der Ankerwelle sitzen, sich an einer Ringschulter der Ankerwelle abstützen und mit einer am Boden der den Motor aufnehmenden Gehäuseöffnung gebildeten Reibfläche zusammenarbeiten.can be produced quickly and cheaply. In the case of devices whose worm is directly on the armature shaft of the motor is seated, the friction disc can conveniently sit on a collar of the armature shaft, on an annular shoulder the armature shaft and with a housing opening at the bottom of the motor receiving it work together formed friction surface.

Die Federkraft des der Schnecke zugeordneten Anschlags kann zweckmäßig in an sich bekannter Weise einstellbar sein. Als Feder kann vorteilhaft eine Schraubenfeder mit flacher Federkennlinie verwendet werden, die ein genaues Einjustieren der vorgeschriebenen Federkraft ermöglichtThe spring force of the stop assigned to the worm can expediently in a manner known per se be adjustable. A helical spring with a flat spring characteristic can advantageously be used as the spring, which enables precise adjustment of the prescribed spring force

Die Feder und der Anschlag können in der Bohrung einer Gewindehülse untergebracht und geführt sein, die in eine koaxial zur Schneckenwelle angeordnete Gewindebohrung des Getriebegehäuses eingeschraubt ist. Hierdurch ist erreicht, daß die Länge der Feder ohne Rücksicht auf die Abmessungen des Gehäuses den an die Federkraft und die Federkennlinie zu stellenden Anforderungen angepaßt werden kann. Das ist ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Vorrichtungen, deren Rutschkupplungen im Interesse einer möglichst flachen Bauweise im allgemeinen mit Tellerfedern versehen sind, deren steile Federkennlinie mit ein Grund dafür ist, daß sich das übertragbare Drehmoment der Kupplung im Laufe der Zeit verändert.The spring and the stop can be accommodated and guided in the bore of a threaded sleeve that is screwed into a threaded bore of the gear housing arranged coaxially to the worm shaft. This ensures that the length of the spring regardless of the dimensions of the housing to the spring force and the spring characteristic can be adapted to the requirements. This is another one Advantage over the known devices, their slip clutches in the interest of a possible Flat design are generally provided with disc springs, the steep spring characteristic with a reason This is because the torque that can be transmitted by the clutch changes over time.

Die erfindungsgemäße Lösung, eine bei Axialverschiebung wirksam werdende Reibungsbremse für die Schnecke des Getriebes vorzusehen, hat noch den weiteren Vorteil, daß das Schneckengetriebe nicht selbst hemmend zu sein braucht und daß trotzdem die in vielen Fällen erwünschte sperrende Funktion des Getriebes erhalten bleibt.The solution according to the invention, a friction brake that becomes effective during axial displacement for the Providing the worm of the gearbox has the further advantage that the worm gearbox is not itself Needs to be inhibiting and that still the locking function of the transmission, which is desired in many cases preserved.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung zum öffnen und Schließen eines Kraftfahrzeugfensters dargestellt. Es zeigtIn the drawing, a device for opening and closing is an embodiment of the invention a motor vehicle window shown. It shows

F i g. 1 die Vorrichtung im Längsschnitt und F i g. 2 ein Kennlinienbild des Antriebsmotors der Vorrichtung.F i g. 1 shows the device in longitudinal section and FIG. 2 shows a characteristic diagram of the drive motor of Contraption.

Die Vorrichtung weist einen permanentmagnetisch erregten Gleichstrommotor U auf, der mit einem Schneckengetriebe 12 in ein Gehäuse 13 eingebaut ist. Der Motor ist mit einem U-förmigen Magnetjoch 14 versehen, dessen Schenkel Dauermagnete 15 und 16 tragen. Der Läufer 17 weist eine Welle 18 auf, die eine Ankerwicklung 19 und einen Stromwender 20 trägt. Die Welle 18 ist am stromwenderseitigen Ende in einem Kalottenlager 21 gelagert, das in einem Deckel 22 sitzt. Am anderen Ende ist die Welle 18 in den getriebeseitigen Teil des Gehäuses 13 hinein verlängert und in einer zylindrischen Buchse 23 gelagert. Ein Abschnitt der Welle ist als Schnecke 24 ausgebildet, die mit einem Schneckenrad 25 im Eingriff steht. Das Schneckenrad 25 sitzt auf einer Welle 26, auf der ein Zahnritzel 27 befestigt ist. Dieses kämmt mit einem bei 28 drehbar gelagerten Zahnsegment 29, das mit einem Hebel 30 fest verbunden ist. Der Hebel 30 wirkt über ein nicht dargestelltes Gestänge auf die zu bewegende Fensterscheibe ein.The device has a permanent magnet excited direct current motor U, which with a Worm gear 12 is built into a housing 13. The motor is provided with a U-shaped magnet yoke 14 provided, the legs of which carry permanent magnets 15 and 16. The rotor 17 has a shaft 18, the one Armature winding 19 and a commutator 20 carries. The shaft 18 is at the commutator-side end in a spherical bearing 21 which is seated in a cover 22. At the other end, the shaft 18 is in the gearbox side Part of the housing 13 is extended into it and stored in a cylindrical bush 23. A section the shaft is designed as a worm 24 which meshes with a worm wheel 25. The Worm wheel 25 sits on a shaft 26 on which a pinion 27 is attached. This combs with you 28 rotatably mounted toothed segment 29 which is firmly connected to a lever 30. The lever 30 acts over a linkage (not shown) on the window pane to be moved.

In den Deckel 22 ist eine Tragplatte 32 für die Schleifbürsten 33 und 34 des Stromwenders 20 gegen Verdrehen gesichert eingesetzt. Die Tragplatte 32 wird gegen axiale Schultern 37 des Deckels gedrückt, und zwar durch Federelemente 35 und 36, die sich hierbei an den Schenkelenden des Magnetjochs 14 abstützen und dieses an eine Zwischenwand 38 des Gehäuses andrücken. Die Zwischenwand 38 hat eine bundartige Erhöhung 39, die passend in eine Vertiefung 40 im Steg des Magnetjochs eingreift. Dieses liegt außerdem mit seinen Schenkelenden an Ansätzen 41 und 41' des Dekkels 22 federnd an, die ein Verdrehen des Magnetjochs um die Motorachse verhindern. Die Federelemente 35 und 36 halten das Magnetjoch 14 und die Tragplatte 22 schüttelsicher im Gehäuse und im Deckel fest.In the cover 22 is a support plate 32 for the grinding brushes 33 and 34 of the commutator 20 against Secured against twisting. The support plate 32 is pressed against axial shoulders 37 of the lid, and by spring elements 35 and 36, which are supported on the leg ends of the magnet yoke 14 and press it against an intermediate wall 38 of the housing. The intermediate wall 38 has a collar-like elevation 39, which fits into a recess 40 in the web of the magnet yoke. This is also included its leg ends on lugs 41 and 41 'of the cover 22 resiliently, which twisting of the magnet yoke prevent around the motor axis. The spring elements 35 and 36 hold the magnet yoke 14 and the support plate 22 Shake-proof in the housing and in the lid.

Das Gehäuse 13 hat eine Gewindebohrung 44, die ίο koaxial zur Motorachse angeordnet ist und in die eine Gewindehülse 45 eingeschraubt ist. Diese trägt an ihrer der Welle 18 zugekehrten Seite eine nach innen gerichtete Ringschulter 46, an der eine in der Bohrung der Gewindehülse verschiebbar geführte Anschlagplatte 47 anliegt. Eine Feder 48 drückt die Anschlagplatte 47 an die Ringschulter 46 an. Die Feder 48 stützt sich dabei an einer Schraube 49 ab, die in die Bohrung der Gewindehülse eingeschraubt ist. Die Gewindehülse selbst ist so weit in das Gehäuse 13 eingeschraubt, daß die Anschlagplatte 47 die Stirnseite der Welle 18 gerade berührt, wenn deren anderes Ende an einer im Deckel 22 befestigten Stahlplatte 50 anliegt. Eine Mutter 51 dient dazu, die eingestellte Lage der Gewindehülse 45 gegen ungewolltes Verstellen zu sichern. Mit der Schraube 49 kann die Vorspannung der Feder 48 auf den gewünschten Wert eingestellt werden.The housing 13 has a threaded bore 44 which is arranged ίο coaxially to the motor axis and in the one Threaded sleeve 45 is screwed in. This has an inwardly directed side on its side facing the shaft 18 Annular shoulder 46 on which a stop plate 47, which is slidably guided in the bore of the threaded sleeve is applied. A spring 48 presses the stop plate 47 against the annular shoulder 46. The spring 48 is supported here on a screw 49 which is screwed into the bore of the threaded sleeve. The threaded sleeve itself is screwed so far into the housing 13 that the stop plate 47 just touches the end face of the shaft 18, when its other end rests against a steel plate 50 fastened in the cover 22. A nut 51 is used to secure the set position of the threaded sleeve 45 against unintentional adjustment. With the screw 49 the preload of the spring 48 can be adjusted to the desired value.

Der Läufer 17 trägt eine Ringscheibe 52, die mit einem Bremsbelag versehen ist und mit einer am Magnetjoch 19 gebildeten ringförmigen Reibfläche 53 zusammenarbeitet. Die Ringscheibe 52 sitzt unverdrehbar auf einem Ringbund 54 der Welle 18 auf und stützt sich an einer Ringschulter 55 der Welle ab.The rotor 17 carries an annular disk 52 which is provided with a brake lining and with one on the magnet yoke 19 formed annular friction surface 53 cooperates. The annular disk 52 is seated in a non-rotatable manner on an annular collar 54 of the shaft 18 and is supported on an annular shoulder 55 of the shaft.

Im nachfolgenden ist die Arbeitsweise dieser Vorrichtung an Hand des Kennlinienbildes nach F i g. 2 beschrieben. In diesem Kennlinienbild ist die Drehzahl η und die an das Schneckenrad abgegebene Leistung N des Motors in Abhängigkeit von dem an das Schnekkenrad abgegebenen Drehmoment M dargestellt, wobei die Kennlinien πι und Ni für die dem Öffnungssinn entsprechende Drehrichtung des Motors gelten, während die Kennlinien m und Λ/2 das Verhalten des Motors für die dem Schließsinn entsprechende Drehrichtung charakterisieren.In the following, the mode of operation of this device is shown on the basis of the characteristic diagram according to FIG. 2 described. In this characteristic diagram, the speed η and the power N of the motor delivered to the worm wheel are shown as a function of the torque M delivered to the worm wheel, the characteristics πι and Ni for the direction of rotation of the motor corresponding to the opening direction, while the characteristics m and Λ / 2 characterize the behavior of the motor for the direction of rotation corresponding to the closing direction.

Beim öffnen des Fensters dreht die Motorwelle das Schneckenrad 25 in Richtung des Pfeiles A, so daß sich das Zahnsegment 29 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt und den Hebel 30 nach unten bewegt. Infolge des Bewegungswiderstandes der Fensterscheibe übt das Schneckenrad 25 einen Axialschub auf die Welle 18 aus, welcher die Welle gegen die Stahlplatte 50 im Dekkel 22 drückt. In dieser Drehrichtung wird fast die gesamte, nur um die normalen Reibungsverluste des Motors und des Getriebes verminderte Motorleistung auf das Schneckenrad übertragen, so daß die Fensterscheibe sicher aus der Schließstellung heraus in Öffnungsrichtung bewegt wird. F i g. 2 zeigt, daß der Motor ein hohes Kurzschlußdrehmoment M\ hat, das die Scheibe auch dann zu bewegen vermag, wenn sie in ihrer Schließlage z. B. festgefroren ist.When the window is opened, the motor shaft rotates the worm wheel 25 in the direction of arrow A, so that the toothed segment 29 pivots counterclockwise and moves the lever 30 downwards. As a result of the movement resistance of the window pane, the worm wheel 25 exerts an axial thrust on the shaft 18, which pushes the shaft against the steel plate 50 in the cover 22. In this direction of rotation, almost all of the motor power, reduced only by the normal frictional losses of the motor and the gearbox, is transferred to the worm wheel, so that the window pane is safely moved from the closed position in the opening direction. F i g. 2 shows that the motor has a high short-circuit torque M \ , which is able to move the disc even when it is in its closed position, for. B. is frozen solid.

Beim Schließen des Fensters dreht die Motorwelle das Schneckenrad in Richtung des Pfeiles B, so daß sich der Hebel 30 nach oben bewegt. Der vom Schneckenrad 25 auf die Welle 18 ausgeübte Axialschub drückt die Welle jetzt an die Anschlagplatte 47 an. Wenn der Bewegungswiderstand der Fensterscheibe einen vorgegebenen Wert übersteigt, überwindet der Axialschub die Vorspannkraft der Feder 48 und bewegt die Welle 18 nach links, bis die Ringscheibe 52 zur Anlage an derWhen the window is closed, the motor shaft rotates the worm wheel in the direction of arrow B, so that the lever 30 moves upwards. The axial thrust exerted on the shaft 18 by the worm wheel 25 now presses the shaft against the stop plate 47. If the resistance to movement of the window pane exceeds a predetermined value, the axial thrust overcomes the pretensioning force of the spring 48 and moves the shaft 18 to the left until the washer 52 rests against the

Reibfläche 53 des Magnetjochs 14 kommt. Von da ab wird mit zunehmendem Axialschub ein immer größerer Teil des Motordrehmoments durch das Reibungsmoment zwischen der Ringscheibe 52 und der Reibfläche 53 verbraucht, so daß die Drehzahl m des Motors rasch abnimmt und der Motor bald zum Stillstand kommt. F i g. 2 zeigt, daß in diesem Fall das abgegebene Kurzschlußdrehmoment Mi wesentlich geringer ist als dasFriction surface 53 of magnet yoke 14 comes. From then on, with increasing axial thrust, an ever larger part of the engine torque is consumed by the frictional torque between the annular disk 52 and the friction surface 53, so that the speed m of the engine decreases rapidly and the engine soon comes to a standstill. F i g. 2 shows that in this case the output short-circuit torque Mi is much lower than that

Kurzschlußdrehmomeifit Mi. Beim Auftreten eines Hindernisses an der in Schließrichtung bewegten Scheibe wird also der Motor rasch abgebremst, so daß die Scheibe schnell zum Stillstand kommt und dann nut noch mit geringer Kraft an das Hindernis angedrückt wird. Durch Versteuern der Schraube 49 kann diese Kraft auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden.Short-circuit torque Mi. When an obstacle occurs on the disc moving in the closing direction so the motor is quickly decelerated so that the Disc comes to a standstill quickly and then only pressed against the obstacle with little force will. By controlling the screw 49, this force can be adjusted to any desired value.

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for opening and closing windows, doors, sliding roofs or the like, in particular of motor vehicles with an electric drive motor running in both directions of rotation, a worm gear and a device that does what the motor does when it closes Drive torque limited to a predetermined value, characterized in that the worm connected to the armature of the motor without the interposition of a slip clutch (24) of the transmission is axially displaceable a stop (47) resiliently resilient in the axial direction and that a brake (52,53) is assigned, which takes effect and thereby inhibits the rotation of the screw when the axial thrust exerted by the worm wheel on the worm when closing the spring force of the stop overcomes and moves the worm axially.

2. Device according to claim!, Characterized in that that the screw (24) is assigned a friction brake which is coupled to the screw, has a friction disk (52) aligned perpendicular to the screw axis, soft with a a stationary part of the device formed friction surface (53) cooperates.

3. Device according to claim 2, the worm of which sits directly on the armature shaft of the motor, characterized in that the friction disc (52) sits on a collar (54) of the armature shaft and is is supported on an annular shoulder (55) of the shaft.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring force of the stop (47) assigned to the screw (24) can be adjusted in a manner known per se is.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the spring (24) and the stop (47) Insert in the bore of a threaded sleeve (45) which is arranged in a coaxially to the worm shaft Threaded hole of the housing (13) is screwed.