DE202006014484U1

DE202006014484U1 - Verstelleinrichtung für ein Fahrzeugteil

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Publication number: DE202006014484U1
Application number: DE200620014484
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2016-09-22

Abstract

Verstelleinrichtung (1) zum Verstellen eines Fahrzeugteils (23), insbesondere Fensterheber, mit einem entlang eines Verfahrweges verschiebbaren Mitnehmer (6) zur Mitnahme des Fahrzeugteils (23), mit einer ortsfesten Zahnstange (3), und mit einem, mittels eines Antriebs (7) etwa parallel zu dem Mitnehmer (6) verschiebbaren Zahnschieber (5),
– wobei an dem Mitnehmer (6) ein erstes Ritzel (18) und ein zweites Ritzel (19) derart gelagert sind, dass das erste Ritzel (18) mit der ortsfesten Zahnstange (3) und das zweite Ritzel (19) mit dem Zahnschieber (5) kämmt,
– wobei das erste Ritzel (18) und das zweite Ritzel (19) über eine Welle (20) fest miteinander verbunden sind und
– wobei die beiden Ritzel (18, 19) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Fahrzeugteils, insbesondere einen Fensterheber.
Verstelleinrichtungen für Fahrzeugteile sind in vielfältiger Art und Weise bekannt. Für Fensterheber sind im Wesentlichen zwei unterschiedliche Bauarten bekannt. Zum einen sind Seilfensterheber im Einsatz. Deren Aufbau ist jedoch kompliziert und sie sind verschleißanfällig. Daneben sind Systeme bekannt, bei denen die Antriebskraft über Zahnstangenanordnungen direkt oder indirekt auf das zu verstellende Fahrzeugteil übertragen wird.
Eine Verstelleinrichtung mit einem Zahnstangenantrieb ist beispielsweise aus der DE 43 40 013 A1 bekannt. Die bekannte Versteileinrichtung weist eine mit einer Verzahnung versehenen gestellfeste Profilschiene auf. Mit der Profilschiene kämmt eine verfahrbare Einheit, in der der Antrieb und die Aufnahme der Fensterscheibe integriert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und robuste Verstelleinrichtung für ein Fahrzeugteil anzugeben, die die notwendige Hubstrecke über einen besonders kurzen Weg realisiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach weist die Verstelleinrichtung einen Mitnehmer zur Mitnahme des Fahrzeugteils, eine ortsfeste Zahnstange, und einen mittels eines Antriebs verschiebbaren Zahnschieber auf. Dabei sind an dem Mitnehmer ein erstes Ritzel und ein zweites Ritzel derart gelagert, dass das erste Ritzel mit der ortsfesten Zahnstange und das zweite Ritzel mit dem Zahnschieber kämmt. Das erste und das zweite Ritzel sind über eine Welle gekoppelt. Die beiden Ritzel weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Als Antrieb wird bevorzugt ein insbesondere elektri scher Antriebsmotor eingesetzt. Ferner könnte aber auch ein manueller Antrieb zum Einsatz kommen.
Die Verstelleinrichtung weist im Gegensatz zu den bekannten Verstelleinrichtungen eine Trennung von Antrieb und zu verstellendem Fahrzeugteil auf, so dass die zu bewegende Masse auf das Fahrzeugteil und dessen Halteelemente beschränkt ist. Durch die unterschiedlichen Ritzeldurchmesser kann auf mechanisch einfache und platzsparende Weise eine Übersetzung und damit eine Verkürzung gegenüber dem Verstellweg realisiert werden. Dadurch kann eine verringerte Antriebsgeschwindigkeit an dem Zahnschieber realisiert werden, was dessen dynamische Belastung senkt. Gleichzeitig verringert sich die notwendige Länge des antriebsseitigen Zahnschiebers gegenüber der abtriebsseitigen Führungsschiene, um den gewünschten Verstellweg zu realisieren.
In vorteilhafter Weiterentwicklung weist das erste Ritzel einen größeren Durchmesser auf als das zweite Ritzel. In dieser Anordnung sind die Antriebsrichtung des Zahnschiebers und die Verfahrrichtung des Mitnehmers stets gleichgerichtet, wodurch die notwendige Länge der Führung auf die Länge der Zahnstange beschränkt ist.
Insbesondere beträgt der Durchmesser des ersten Ritzels das Doppelte des Durchmessers des zweiten Ritzels. Mit anderen Worten stehen die Durchmesser in einem Verhältnis von zwei zu eins. Diese Kombination stellt einen guten Kompromiss zwischen einer hinreichenden Übersetzung und geringer Belastung der Verzahnungen dar.
Vorteilhafterweise ist der Mitnehmer an der Zahnstange geführt. Die Zahnstange weist hierzu insbesondere einen profilierten Führungsabschnitt, beispielsweise in Form einer Schiene oder Kulisse auf, mit der eine korrespondierende Führungskontur des Mitnehmers in Eingriff steht. Somit ist durch die Zahnstange ein bestimmter Verfahrweg des Mitnehmers und damit des Fahrzeugteils festgelegt. Dieser Verfahrweg kann durch entsprechende Formgebung der Zahnstange ein fach und flexibel den gewünschten Anforderungen angepasst werden. Insbesondere kann der Verfahrweg linear-geradlinig oder beliebig gekrümmt gewählt werden. Darüber hinaus werden durch die Führung des Mitnehmers an der Zahnstange ein Großteil der auftretenden Lagerkräfte von der Zahnstange aufgenommen. Die Ritzel, der Zahnschieber und der Antriebsmotor werden hierdurch wirksam entlastet. Diese Entlastung ermöglicht es, die Verstelleinrichtung – auch wenn sie zur Verstellung eines vergleichsweise schweren Fahrzeugteils vorgesehen ist – ganz oder teilweise aus einem vergleichsweise gering belastbaren Material, insbesondere Kunststoff, herzustellen.
Vorzugsweise sind Antriebsmotor und das zweite Ritzel auf dem Zahnschieber in getrennten Verzahnungen angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht die vollständige Ausnutzung der Zahnschieberlänge für den Verfahrweg, ohne dass die beiden Elemente dabei kollidieren.
In einer weiter bevorzugten Ausführung sind die Verzahnungen auf dem Zahnschieber auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Daraus ergibt sich eine zusätzliche Abstützung des Zahnschiebers, der in dieser Anordnung zwischen dem Mitnehmer und einem mit dem Antriebsmotor verbundenen Antriebsritzel liegt. Diese Anordnung ist zudem besonders platzsparend.
In einer bevorzugten Ausführung sind insbesondere der Mitnehmer, die Ritzel und der Zahnschieber aus einem Kunststoff gefertigt. Dadurch sind die entsprechenden Teile besonders leicht und nicht korrosionsanfällig. Die zumindest teilweise Ausbildung der Verstelleinrichtung aus Kunststoff ist zudem besonders kostengünstig.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung eine als Fensterheber ausgebildete Verstelleinrichtung mit einer Zahnstange, einem darauf geführten Mitnehmer, einem Zahnschieber und einer Antriebseinheit,
2 die Verstelleinrichtung gemäß 1 in einer anderen perspektivischen Darstellung,
3 in einer schematischen Darstellung die Verstelleinrichtung mit einer durch den Mitnehmer gehaltenen Fensterscheibe in einer der Schließstellung der Fensterscheibe entsprechenden oberen Endposition,
4 in schematischer Draufsicht die Verstelleinrichtung in Blickrichtung entlang einer Führungsrichtung,
5 in einer Darstellung gemäß 3 die Verstelleinrichtung mit der gehaltenen Fensterscheibe in einer, der Stellung der Fensterscheibe entsprechenden Mittelposition, und
6 in einer Darstellung gemäß 3 die Versteileinrichtung mit der gehaltenen Fensterscheibe in einer, einer Öffnungsstellung der Fensterscheibe entsprechenden unteren Endposition.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 und 2 zeigen in perspektivischer Darstellung eine Verstelleinrichtung 1 für eine in der Figur nicht dargestellte Fensterscheibe. Die Verstelleinrichtung 1 ist an einem Fahrzeuggestell 2 gelagert. Die Verstelleinrichtung 1 umfasst eine Zahnstange 3 mit einer Führung 4, einen im Wesentlichen parallel dazu gelagerten Zahnschieber 5, einen Mitnehmer 6 sowie einen Antriebsmotor 7 mit einem Antriebsritzel 8. Entlang der Zahnstange 3 und des Zahnschiebers 5 ist eine Führungsrichtung A definiert.
Die Zahnstange 3 ist mit dem Fahrzeuggestell 2 ortsfest verbunden. Entlang einer Zahnstangenverzahnung 9 ist die Führung 4 in Form einer rechteckig geformten Schulter ausgebildet.
An dem Fahrzeuggestell 2 ist der Antriebsmotor 7 so angeordnet, dass der Zahnschieber 5 mit einer Antriebsverzahnung 10 in das Antriebsritzel 8 eingreift.
Auf der der Antriebsverzahnung 10 gegenüberliegenden Seite des Zahnschiebers 5 ist eine Mitnehmerverzahnung 11 ausgebildet. Zwischen den Verzahnungen 10, 11 weist der Zahnschieber 5 über seine gesamte Länge eine Führungsnut 12 auf, mit der der Zahnschieber 5 an einer an dem Antriebsmotor 7 befestigten Führungsfeder 13 gestützt ist. Durch diese Führungsfeder 13 ist der Zahnschieber 5 auf der der Führung 4 abgewandten Seite der Zahnstange 3 parallel zu dieser verschiebbar geführt.
Die dem Zahnschieber 5 abgewandte Seite des Mitnehmers 6 ist zu einer Klaue 14 ausgebildet, mittels derer er die Zahnstange 3 im Wesentlichen von drei Seiten umfasst. Die Klaue 14 des Mitnehmers 6 ist komplementär zu dem durch die Führung 4 und die Zahnstange 3 gebildeten Querschnitt ausgeformt. Durch die Klaue 14 und einer aus ihr ausgeformten Tragnut 15 ist der Mitnehmer 6 an die Führung 4 formschlüssig gelagert und entlang dieser verfahrbar.
Der Mitnehmer 6 überlagert mit einem Oberteil 16 die Führung 4, die Zahnstangenverzahnung 9 sowie einen Teil der Mitnehmerverzahnung 11 des Zahnschiebers 5. Dieses Oberteil 16 weist eine gestufte Ausnehmung 17 auf, die sich zumindest über die Verzahnungen 9 und 11 erstreckt. Korrespondierend zu diesen Verzahnungen 9 und 11 sind in der Ausnehmung 17 ein erstes Ritzel 18 und ein zweites Ritzel 19 über eine in dem Mitnehmer 6 gelagerte Welle 20 fest miteinander gekoppelt.
Die Zahnstange 3 und der Zahnschieber 5 sind so versetzt zueinander angeordnet, dass die Verzahnungen der Ritzel 18, 19 trotz ihrer unterschiedlichen Durchmesser in die jeweils korrespondierende Verzahnung 9, 11 eingreifen.
Auf einer Außenseite 21 weist das Oberteil 16 des Mitnehmers 6 Haltebacken 22, 22' auf, zwischen denen eine Fensterscheibe 23 (3) gehalten ist.
Wird nun der Zahnschieber 5 durch den Antriebsmotor 7 entlang der Verfahrrichtung A verfahren, so wird das Ritzel 19 auf dem Zahnschieber 5 in dessen Bewegungsrichtung mit einer Kraft beaufschlagt. Über die Welle 20 wird diese Kraft auf das Ritzel 18 übertragen, das sich daraufhin auf der Zahnstange 3 abrollt. Die Rotation des Ritzels 18 wird über die Welle 20 auf das zweite Ritzel 19 übertragen. Aus der Durchmesserdifferenz des ersten Ritzels 18 zum zweiten Ritzel 19 resultiert eine Umfangsdifferenz, und daraus wiederum eine Differenz der Rollwege, die aufgrund der starren Kopplung beider Ritzel 18, 19 über die Welle 20 durch eine relative Verschiebung des Mitnehmers 6 gegenüber dem Zahnschieber 5 ausgeglichen wird. Mit anderen Worten legt der Mitnehmer 6 bei einer Verschiebung des Zahnschiebers 5 gegenüber dem Fahrzeuggestell 2 einen anderen Weg zurück, als der Zahnschieber 5.
Da in der bevorzugten Ausbildung die Verstelleinrichtung 1 das erste Ritzel 18 einen größeren Durchmesser aufweist als das zweite Ritzel 19, resultiert aus der Umfangsdifferenz beider Ritzel 18, 19 eine Translation des Mitnehmers 6 in Richtung des Verfahrweges A.
Da in der bevorzugten Ausbildung die Verstelleinrichtung 1 weiterhin das erste Ritzel 18 einen doppelt so großen Umfang aufweist wie das zweite Ritzel 19, legt der Mitnehmer 6 auf der Zahnstange 3 im Wesentlichen den doppelten Weg zurück, um den der Zahnschieber 5 verschoben wird.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung die Verstelleinrichtung 1 mit der durch den Mitnehmer 6 gehaltenen Fensterscheibe 23 in einer der Schließstellung der Fensterscheibe 23 entsprechenden oberen Endlage.
Dabei ist der Zahnschieber 5 in seiner gesamten Länge über das Antriebsritzel 8 hinweg in Führungsrichtung A verschoben. Das Antriebsritzel 8 und der Mitneh mer 6 liegen in dieser Position an gegenüberliegenden Enden des Zahnschiebers 5.
4 zeigt in einer weiteren schematischen Darstellung die Verstelleinrichtung 1 aus Blickrichtung entlang der Führungsrichtung A. Aus dieser Darstellung ist erkennbar, dass der Zahnschieber 5 mit der Führungsnut 12 an der Führungsfeder 13 und auf der der Führungsnut 11 gegenüberliegenden Seite in einer Stütznut 24 an der Zahnstange 3 anliegt.
5 zeigt die Verstelleinrichtung 1 mit der gehaltenen Fensterscheibe 23 in einer Mittelposition, di einer etwa halb geöffneten Stellung der Fensterscheibe 23 entspricht. Hierbei ist der Zahnschieber 5 aus seiner in 3 dargestellten oberen Endposition um seine halbe Bauteillänge über das Antriebsritzel 8 hinweg verlagert. Der Mitnehmer 6 hat sich, bedingt durch das Durchmesserverhältnis der Ritzel 18, 19, auf dem Zahnschieber 5 ebenfalls um dessen halbe Bauteillänge verlagert. Gegenüber der Zahnstange 3 hat der Mitnehmer 6 bereits einen Weg zurückgelegt, der der gesamten Bauteillänge des Zahnschiebers 5 entspricht.
6 zeigt die Verstelleinrichtung 1 mit der gehaltenen Fensterscheibe 23 in einer, einer Öffnungsstellung der Fensterscheibe 23 entsprechenden unteren Endposition. Hierbei ist der Zahnschieber 5 soweit verlagert, dass der Mitnehmer 6 und das Antriebsritzel 8 an gegenüberliegenden, im Vergleich mit 3, entgegengesetzten Enden positioniert sind. Der Mitnehmer 6 hat sich im Vergleich mit 3 vollständig über den Zahnschieber 5 hinweg verlagert. Gegenüber der Zahnstange 3 hat er sich, bedingt durch das Durchmesserverhältnis der Ritzel 18, 19, um einen Weg, der der doppelten Zahnschieberlänge entspricht, verlagert.
In einer in den Figuren nicht dargestellten Abwandlung der Verstelleinrichtung 1 sind die Zahnstange 3 und der Zahnschieber 5 in dem Bereich ihrer Zahnbahn, den die Ritzel 18, 19 durchkämmen, wenn sich der Mitnehmer 6 dem Bereich der oberen Endpositionen oder der unteren Endposition des zu verfahrenden Fahrzeugteils 23 nähert, senkrecht zur Zahnrichtung gekrümmt. Hierdurch ergibt sich eine Verkürzung des effektiven Hubweges in bzw. bezogen auf die Führungsrichtung A, was wiederum eine Verringerung der effektiven Verfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugteils 23 bei Annäherung an eben diese Endposition zur Folge hat. Die durch die Verstelleinrichtung 1 bewegte Fensterscheibe 23 wird auf diese Weise vergleichsweise "sanft" an ihre Schließstellung herangefahren.

1: Verstelleinrichtung
2: Fahrzeuggestell
3: Zahnstange
4: Führung
5: Zahnschieber
6: Mitnehmer
7: Antriebsmotor
8: Antriebsritzel
9: Zahnstangenverzahnung
10: Antriebsverzahnung
11: Mitnehmerverzahnung
12: Führungsnut
13: Führungsfeder
14: Klaue
15: Tragnut
16: Oberteil
17: Ausnehmung
18: erstes Ritzel
19: zweites Ritzel
20: Welle
21: Außenseite
22, 22': Haltebacken
23: Fensterscheibe
24: Stütznut
A: Führungsrichtung

Claims

Verstelleinrichtung (1) zum Verstellen eines Fahrzeugteils (23), insbesondere Fensterheber, mit einem entlang eines Verfahrweges verschiebbaren Mitnehmer (6) zur Mitnahme des Fahrzeugteils (23), mit einer ortsfesten Zahnstange (3), und mit einem, mittels eines Antriebs (7) etwa parallel zu dem Mitnehmer (6) verschiebbaren Zahnschieber (5), – wobei an dem Mitnehmer (6) ein erstes Ritzel (18) und ein zweites Ritzel (19) derart gelagert sind, dass das erste Ritzel (18) mit der ortsfesten Zahnstange (3) und das zweite Ritzel (19) mit dem Zahnschieber (5) kämmt, – wobei das erste Ritzel (18) und das zweite Ritzel (19) über eine Welle (20) fest miteinander verbunden sind und – wobei die beiden Ritzel (18, 19) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das erste Ritzel (18) einen größeren Durchmesser aufweist als das zweite Ritzel (19).
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei das Durchmesserverhältnis der Ritzel (18, 19) etwa zwei zu eins beträgt.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zahnstange (3) eine Führung (4) für den Mitnehmer (6) bildet.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 wobei ein Antriebsritzel (8) des Antriebs (7) und das zweite Ritzel (19) in getrennt auf dem Zahnschieber (5) angeordneten Verzahnungen (10, 11) kämmen.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei die Verzahnungen (10, 11) auf dem Zahnschieber (5) auf einander gegenüber liegenden Seiten des Zahnschiebers (5) angeordnet sind.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest der Mitnehmer (6), die Ritzel (18, 19) sowie der Zahnschieber (5) der Verstelleinrichtung (1) aus einem Kunststoff hergestellt sind.