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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine Schutzvorrichtung eines Kraftfahrzeuginnenraums. Unter einer solchen Schutzvorrichtung sind beispielsweise Laderaumabdeckungen oder Sonnenschutzrollos zu verstehen, aber auch Trennvorrichtungen, welche bei Kombi-Pkw bei Bedarf den Fahrgastraum vom Ladebereich abtrennen können. Allen Schutzvorrichtungen ist gemein, dass ein flexibles Schutzgebilde über oder vor einen zu schützenden Bereich gezogen werden kann.
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Üblicherweise sind derartige Vorrichtungen als Rollos aufgebaut. Das flexible Schutzgebilde ist dabei mit einer Kante fest mit einer drehbar gelagerten Wickelwelle verbunden, die hinter einem Innenverkleidungselement oder in einer aus dem Fahrzeug entnehmbaren Kassette untergebracht sein kann. Die der Wickelwelle gegenüberliegende Kante ist mit einem Querversteifungsprofil versehen. In der Verstaulage ist das flexible Schutzgebilde auf der Wickelwelle aufgewickelt, die zu diesem Zweck mit einer Federeinrichtung ausgestattet ist, die die Wickelwelle in Aufwickelrichtung vorspannt. Hierüber wird das Querversteifungsprofil in der Verstaulage gehalten. Soll das flexible Schutzgebilde in seine Funktionslage verlagert werden, wird es über das Querversteifungsprofil von der Wickelwelle abgezogen.
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Solche Schutzvorrichtungen werden gerne mit einem elektrischen Antrieb versehen, sodass der Nutzer sie komfortabel in Betrieb nehmen und das flexible Schutzgebilde automatisiert von der Verstaulage in eine Funktionslage überführen kann. Hierfür ist das Querversteifungsprofil über die seitlichen Enden längsverschieblich in fahrzeugfesten Führungsschienen geführt, die zum Beispiel im Falle einer Beschattungsvorrichtung im Seitenbereich einer Kraftfahrzeugscheibe angeordnet sind. In jeder Führungsschiene ist zudem eine sogenannte Flex- oder Steigungswelle in einem Führungskanal ebenfalls längsverschieblich geführt, deren erstes Ende seitlich am Querversteifungsprofil angreift. Flex- oder Steigungswellen werden auch als Flexkabel oder vereinfacht auch nur als Kabel bezeichnet. Die Flexkabel weisen in quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung eine ausreichend große Elastizität auf, womit sie sich Krümmungen im Führungsbereich anpassen können. Sie werden beginnend mit dem Angriffspunkt am Querversteifungsprofil entlang der Führungskanäle hin zu einem Antriebsmotor geführt. Dort werden sie tangential an dessen Abtriebszahnrad vorbeigeleitet, sodass das Flexkabel mit dem Abtriebzahnrad kämmt und mit ihm in einem formschlüssigen Eingriff steht. Soll Schutzvorrichtung respektive das flexible Schutzgebilde bewegt werden, so wird der Antriebsmotor bestromt und dadurch das Abtriebszahnrad in Umdrehung versetzt. Über dessen Kopplung mit dem Flexkabel werden die Flexkabel in den Führungsschienen längsverlagert und darüber das Querversteifungsprofil entlang der Führungsschiene verschoben.
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Bedingt durch die Geometrie der Flexkabel und der Verzahnung des Abtriebszahnrades neigt das Flexkabel dazu sich aus dem Verzahnungseingriff heraus zu bewegen, wodurch die Wirkverbindung zwischen denen aufgehoben wird. Um jedoch das flexible Schutzgebilde längsverlagern zu können, müssen die Flexkabel stets zuverlässig mit dem Abtriebzahnrad in Eingriff stehen. Eine zu enge Führung drückt das Flexkabel zu stark gegen das Abtriebszahnrad, wodurch das Antriebssystem schwergängig wird. Neben erhöhten Antriebsgeräuschen können dadurch auch Beschädigungen sowohl am Flexkabel als auch am Abtriebszahnrad entstehen. Ist die Führung hingegen zu weit, kann das Flexkabel beim Betrieb über die Verzahnung springen, was Auswirkungen auf die Verstau- bzw. Funktionslage des Querversteifungsprofils hat. Deswegen muss dafür gesorgt werden, dass das Flexkabel derart geführt wird, dass es weder zu stark noch zu schwach im Verzahnungseingriff mit dem Abtriebszahnrad gehalten wird. Weder Fertigungs- noch Einbautoleranzen noch Temperatureinflüsse dürfen den Eingriff dabei ungünstig beeinflussen. Unter Fertigungs- und Montagegesichtspunkten ist es zudem unerlässlich, dass der Aufbau der Führung einfach und kostengünstig gestaltet ist.
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Die vorgenannten Flexkabel werden übergrifflich auch als linienförmige Antriebselemente bezeichnet, worunter auch biegsame Zahnstangen subsumiert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führung für Flexkabel für Antriebsvorrichtungen zu schaffen, deren Aufbau einfach gehalten ist. Die Führung hat dafür zu sorgen, dass das Flexkabel sicher im Eingriff mit einem Abtriebszahnrad gehalten wird, wobei auftretende Toleranzen zeitgleich ausglichen werden sollen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird je Flexkabel ein Andrückelement vorgeschlagen, welches am Antriebsmotor im Bereich des Abtriebszahnrades angeordnet ist und das Flexkabel bezogen auf die Drehachse des Abtriebszahnrades radial in deren Verzahnung drückt. Das Andrückelement besteht im Wesentlichen aus den zwei Einzelbauteilen Grundkörper und Leitschiene. Der Grundkörper des Andrückelements besteht aus einem elastischen und schwingungsdämpfenden Material. Die Leitschiene ist mit dem Grundkörper verbunden und im Kontaktbereich mit dem Flexkabel angeordnet. Die Leitschiene besteht im Vergleich zu dem Grundkörper aus einem verschleißresistenteren Material. Hierunter ist eine höhere Abriebfestigkeit zu verstehen, also die Widerstandsfähigkeit des Leitschienenmaterials gegenüber der mechanischen Beanspruchung, die durch das linienförmige Antriebselement entsteht, wenn es sich entlang der Leitschiene bewegt.
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Der Grundkörper ist aus einem Elastomer hergestellt wie zum Beispiel aus Butylkautschuk (IIR), Ethylenacrylatkautschuk (EAM) oder Ethylenpropylenkautschuke (EPDM, EPM) mit einer Shorehärte von vorzugsweise 80A.
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Die Leitschiene, also der Kontaktbereich zum Flexkabel hin, ist vorzugsweise aus einem Stahl, insbesondere einem Federstahl, oder aus einem Thermoplast wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyamid (PA) oder Polyacetal (POM) hergestellt.
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Der Grundkörper weist einen in etwa kreisrunden Befestigungsbereich und einen mit diesem einstückig ausgebildeten Steg auf, der am Außenumfang des kreisrunden Bereichs angeordnet ist. In der Draufsicht gesehen erinnert die Gestalt an den griechischen Buchstaben Omega (Ω). Der Befestigungsbereich ist dabei derjenige Bereich, über den das Andrückelement mit dem Antriebsmotor verbunden wird, während der Stegbereich der Bereich ist, an dem die Leitschiene angeordnet ist, über die das Flexkabel geführt wird. Die Höhe des Grundkörpers entspricht in einer bevorzugten Ausgestaltung in etwa das 0,9 bis 1,3-fache des Flexkabeldurchmessers.
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In Ausgestaltung der Erfindung weist der Befestigungsbereich eine von einer Stirnseite ausgehende Vertiefung aus. Die Vertiefung ist vorzugsweise rund und zylindrisch ausgestaltet. Um eine Orientierungshilfe zur Montage des Andrückelements und zeitgleich eine Verdrehsicherung derselben zu erhalten, kann die Vertiefung einen an der Vertiefungsmantelfläche vorgesehen Schlitz aufweisen. Über die Vertiefung wird der Grundkörper mit dem Antriebsmotor verbunden, indem er auf dazu korrespondierende Dome aufgesteckt wird. In einer alternativen Ausgestaltung weist die Vertiefung im Querschnitt gesehen eine von der Kreisform abweichende Gestalt auf, die zum Beispiel hantelförmig ausgebildet sein kann oder die Form einer Ellipse hat.
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Zur Verbindung der Leitschiene mit dem Grundkörper weist sie eine im Querschnitt gesehene C-förmige Gestalt auf, über die die Leitschiene auf den Steg aufgesteckt wird. Die bogenförmigen Enden der Leitschiene umgreifen dabei die Stegenden und sorgen für eine formschlüssige Verbindung mit dem Grundkörper. Zur besseren Montage der Leitschiene können die bogenförmigen Enden einen schräg nach Außen abgestellten Endbereich als Aufsteckhilfe aufweisen.
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In Ausgestaltung der Erfindung weist der Steg eine Vertiefung auf, die auf die die Abmessungen der Leitschiene abgestimmt ist. Bei montierter Leitschiene ist sie im Steg eingebettet und wird dabei - in Verfahrrichtung des Flexkabels gesehenen - Seitenwandungen flankiert. Hierüber wird eine sichere Aufnahme der Leitschiene gewährleistet, die sicherstellt, dass sie im Betrieb nicht verrutscht.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist die Flexkabelkontaktbereich der Leitschiene ballig ausgestaltet, um darüber einen kleineren Kontaktbereich zu schaffen. Alternativ oder ergänzend dazu kann der Kontaktbereich eine im Querschnitt gesehene und auf das Flexkabel abgestimmte Kreisbogenform aufweisen, um darüber das Flexkabel noch besser führen zu können. Alternativ hierzu kann die Querschnittsform auch dreiecks- oder keilförmig ausgestaltet ein.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist die Leitschiene mit dem Grundkörper über ein Spritzgußverfahren verbunden. Hierzu wird die Leitschiene als Einlegeteil in eine Spritzgußform eingelegt und die Leitschienenenden werden im Spritzvorgang vom Grundkörpermaterial umschlossen. Für eine alternative Verbindung mit dem Grundkörper kann die Leitschiene an seinen Enden ersetzend oder ergänzend Abwinklungen aufweisen, die dann beim Spritzvorgang vom Grundkörpermaterial umschlossen werden.
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1 zeigt eine stark schematisch dargestellte Kraftfahrzeugseitentür mit einem Fenster 1, an dessen Seiten rechts und links je eine Führungsschiene 2 angeordnet ist. Die Führungsschienen erstrecken sich in etwa bis zur Oberkante der Fensterscheibe 1 bzw. bis unterhalb der Türbrüstung 3. Unterhalb der Türbrüstung 3 ist hinter einer nicht dargestellten Türinnenverkleidung eine Wickelwelle 4 mit nicht weiter dargestellten Lagern drehbar gelagert gehalten. Auf der Wickelwelle 4 ist mit einer Kante ein flexibles Schutzgebilde in Form eines Beschattungsbehangs 5 befestigt. Am gegenüberliegenden Ende ist der Beschattungsbehang 5 mit einem Querversteifungsprofil 6 verbunden, womit sich der Beschattungsbehang 5 zwischen der Wickelwelle 4 und dem Querversteifungsprofil 6 erstreckt. Um den Beschattungsbehang 5 straff zu halten und um es auf die Wickelwelle 4 aufwickeln zu können, wirkt auf die Wickelwelle 4 eine nicht dargestellte Federanordnung, die die Wickelwelle 4 in Aufwickelrichtung vorspannt. Das Querversteifungsprofil 6 ist über seitlich abragenden und nicht näher dargestellten Führungsmitteln 7 längsverschieblich in den Führungsschienen 2 geführt. Je Seite greift ein Flexkabel 8 an dem Führungsmittel 7 an. Die Flexkabel 8 sind ebenfalls in den Führungsschienen 2 geführt und treten aus dieser an deren unteren Seite aus, von wo aus sie in ausreichend steifen Schläuchen oder Rohren (nicht dargestellt) bis zum Antriebsmotor 9 geführt werden.
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Die 2 zeigt den Antriebsmotor 9 der über Aufnahmen 10 an der Türkarosserie befestigt ist. Die Flexkabel 8 werden über die hier angedeuteten schlauch- bzw. rohrartigen Flexkabelführungen 11 in den Antriebsmotor 9 hinein- und an der gegenüberliegenden Seite wieder hinausgeführt und dort in schlauch- oder rohrartigen Flexkabelführungen 12 aufgenommen. Der Antriebsmotor 9 besteht im Wesentlichen aus dem Elektromotor 13, der Grundplatte 14 und der Abdeckung 15. Grundplatte 14 und Abdeckung 15 sind komplementär zueinander ausgebildet, zwischen denen die Flexkabel 8 geführt und weitere Bauteile aufgenommen werden.
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In der 3 wird die Grundplatte 14 mit den Aufnahmen 10 und einem Abtriebszahnrad 16 dargestellt. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde hier auf die Darstellung des Elektromotors 13 und der Flexkabelführungen 11, 12 verzichtet. Radial zu der Drehachse des Abtriebszahnrades 16 versetzt sind Andrückelemente 17 angeordnet. Zwischen dem Abtriebszahnrad 16 und den Andrückelementen 17 werden die Flexkabel 8 - hier nur abschnittsweise dargestellt - hindurchgeführt. Die Flexkabel 8 kämmen mit der Verzahnung des Abtriebszahnrades 16. Das Abtriebszahnrad 16 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei unterschiedlichen Teilkreisdurchmesser auf, mittels denen die Flexkabel 8 bei gleicher Abtriebszahnradumdrehung unterschiedliche Wege zurücklegen können, was immer dann erforderlich ist, wenn sich der linke und der rechte Verfahrweg des Querversteifungsprofils 6 unterscheiden muss, weil die Fensterscheibenoberkante in Bezug zur Wickelwellenachse schräg verläuft. Entsprechend verlaufen die Flexkabelführungen 18 an der Grundplatte 14 in Bezug auf die Drehachse des Abtriebszahnrades 16 axial versetzt zueinander. Die Flexkabelführungen 18 können ausschließlich an der Grundplatte 14, aber auch ausschließlich an der Abdeckung 15, aber auch sowohl an der Grundplatte 14 als auch an der Abdeckung 15 ausgebildet sein.
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In der 4 wird die Abdeckung 15 dargestellt. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im fertig montierten Zustand dieses Ausführungsbeispiels selbstverständlich nur ein Abtriebszahnrad 16, zwei Flexkabel 8 und auch nur zwei Andrückelemente 17 verbaut sind. Die bildliche Wiederholung der Bauteile wird zur Veranschaulichung der Abdeckung 15 gemacht.
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Die 5 zeigt das Andrückelement 17, bestehend aus einem Grundkörper 19, der sich in einen Befestigungsbereich 20 und einen Steg 21 aufteilen lässt, die jedoch einstückig miteinander verbunden sind. Der Befestigungsbereich 20 weist eine kreisrunde Vertiefung 22 mit einem Boden auf, der von einer Bohrung 23 durchsetzt ist. An der zum Steg 21 weisenden Mantelfläche ist eine Ausnehmung 24 in Form eines Schlitzes eingebracht. Die Vertiefung 22 dient zur Fixierung des Andrückelements 17 auf der Grundplatte 14. Die Ausnehmung 24 übernimmt dabei die Aufgabe der Ausrichthilfe und sorgt dafür, dass sich das montierte Andrückelement 17 im Betrieb nicht ungewollt verdreht. Auf den Steg 21 ist eine Leitschiene 25 aufgeschoben, die die Stegenden umgreift, wodurch eine formschlüssige Verbindung geschaffen wird. Zur verbesserten Fixierung der Leitschiene 25 ist hier der für sie vorgesehene Aufsteckbereich vertieft ausgebildet, sodass sie von einem Rand 26 umgeben wird. Die Leitschiene 25 ist in dieser Darstellung gegenüber dem Rand 26 zurückgesetzt. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Rand 26 mit der Leitschiene 25 bündig abschließen. Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Rand 26 die Leitschiene 25 vollständig umgibt.
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In der 6 wird die Anordnung bestehend aus Flexkabel 8, Andrückelemente 17 und Abtriebszahnrad 16 in einer Draufsicht dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Flexkabel 8 mit unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern des Abtriebszahnrades 16 kämmen.
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Die 7 zeigt dieselbe Anordnung wie in der 6 gezeigt, hier jedoch von der Seite und in einer Schnittdarstellung.
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In der 8 wird die Leitschiene 25 in einer isometrischen Darstellung gezeigt. Über die bogenförmigen Abschnitte 27 wird die Leitschiene 25 formschlüssig auf dem Steg 21 des Grundkörpers 19 gehalten. Zur einfacheren Montage sind die Enden 28 der Abschnitte 27 schräggestellt. Je nach Ausgestaltung und Anwendungsfall können die Enden auch anderweitig gestaltet werden, wie es beispielhaft in der 9 schematisch dargestellt wird.
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Um die Betriebskräfte möglichst gering zu halten kann die Leitschiene ballig ausgestaltet werden (10). Für eine verbesserte Führungseigenschaft der Leitschiene 25 kann sie auch eine bogenförmige Vertiefung (11) oder eine keilförmige Vertiefung ( 12) aufweisen. Die verschiedenartigen Ausgestaltungen der Leitschiene 25 können untereinander auch kombiniert werden.
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Die Funktion der Flexkabelführung wird im Folgenden beschrieben. Zwischen dem Andrückelement 17 und dem Abtriebszahnrad 16 wird das Flexkabel 8 derart hindurchgeführt, dass es einerseits mit dem Abtriebszahnrad 16 kämmt und andererseits den Kontakt mit der Leitschiene 25 hält. Die Auslegung des Andrückelements 17 sorgt dafür, dass das Flexkabel 8 über die Leitschiene 25 immer in die Verzahnung des Abtriebszahnrades 16 hineingedrückt wird. Auftretende Toleranzen, die durch Temperatureinwirkung oder durch Montage oder Fertigung entstehen können, werden durch die elastische Gestaltung des Grundkörpers 19 aufgefangen. Hierüber ist sichergestellt, dass das Flexkabel 8 stets ausreichend im Eingriff mit dem Abtriebszahnrad 16 steht.
