DE20313274U1

DE20313274U1 - Seilfensterheber, insbesondere für eine Kraftfahrzeugtür

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Publication number: DE20313274U1
Application number: DE20313274U
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2013-08-22

Abstract

Seilfensterheber (2, 2'), insbesondere für eine Kraftfahrzeugtür, mit
– einem Seilfensterheberantrieb (3), der einen Scheibenläufermotor und ein Umlaufrädergetriebe mit innenverzahntem Hohlrad aufweist,
– mindestens einem die Fensterscheibe aufnehmenden Mitnehmer (6, 61, 62), der an einer Führungsschiene (5, 51, 52) verschiebbar geführt ist,
– mindestens einem einteiligen oder mehrteiligen Zugseil (7, 71, 72, 73), das zur Übertragung der Antriebskraft an dem Mitnehmer (6, 61, 62) angreift und mit einer Seiltrommel (4), die Bestandteil des Umlaufrädergetriebes ist, in Wirkverbindung steht,
wobei
– der Scheibenläufermotor, das Umlaufrädergetriebe und die Seiltrommel (4) integrale, getrennt voneinander nicht funktionsfähige Bestandteile des Seilfensterheberantriebs (3) sind,
– die Seiltrommel (4) gleichzeitig Bestandteil eines Zugmittelgetriebes ist, das eine zusätzliche, am Mitnehmer (6, 61, 62) drehbar gelagerte Umlenkrolle (10, 11, 12) aufweist, über die das Zugseil (7, 71, 72, 73) bis zu seinen Seilendebefestigungen (91 – 94) geführt ist, und
– der Durchmesser...

Description

Aus der DE 31 46 092 A1 ist ein einsträngiger Seilfensterheber für Kraftfahrzeuge bekannt, der einen die Fensterscheibe tragenden Mitnehmer aufweist, der mittels Zugseile, die von einem handbetriebenen oder motorgetriebenen Seilfensterheberantrieb angetrieben werden, auf einer Führungsschiene verschiebbar ist. Zur Verringerung der Seilzugkraft bzw. zur Schonung der Zugseile durch Vergrößerung des Durchmessers der vom Seilfensterheberantrieb angetriebenen Seilrolle bzw. Seiltrommel bilden die Zugseile zwei an einer mit dem Mitnehmer verbundenen Umlenkrolle angreifende Flaschenzüge, die den Mitnehmer in jeweils eine seiner Bewegungsrichtungen ziehen. Von der Seilrolle oder Seiltrommel ausgehend werden die Zugseile über eine ortsfeste Umlenkung über die Mitnehmer-Umlenkrolle zu einem Seilende-Befestigungspunkt geführt, der im Bereich der Umlenkung angeordnet ist.
Da es sich bei dem als Seilfensterheberantrieb verwendeten Elektromotor des bekannten Seilfensterhebers um einen Stabankermotor mit einem einstufigen Schraubrad- oder Schneckenradgetriebe handelt, können die Vorteile eines Flaschenzuges oder Zugmit telgetriebes, nämlich die Verringerung der Seilzugkraft zur Schonung der Zugseile, nur dann genutzt werden, wenn die Seilrolle oder Seiltrommel verbreitert wird, um das durch den Scheibenhub nach dem Flaschenzugprinzip verlängerte Zugseil aufwickeln zu können. Das hierfür benötigte Bauvolumen würde sich in der Höhe, d.h. in Y-Richtung des Fahrzeugs um ca. ¼ erhöhen. Auf Grund des in der Tiefe äußerst begrenzten Bauraumes beispielsweise einer Fahrzeugtür ist diese Anforderung jedoch nicht oder nur mit Einschränkungen zu erfüllen.
Eine alternative Vergrößerung des Durchmessers der Seilrolle oder Seiltrommel einer Antriebseinheit aus einem Stabankermotor mit Schraubradgetriebe oder Schneckenradgetriebe hätte den Nachteil, dass die durch das Zugmittelgetriebe verringerte Getriebeuntersetzung des Schraubradgetriebes wieder vergrößert oder die Drehzahl des Stabankermotors verringert werden müsste, wodurch die durch das Zugmittelgetriebe ermöglichten Vorteile, nämlich ein verkleinertes Getriebe und verringerte Brems- und Antriebskräfte, wieder aufgehoben werden.
Insbesondere bei einer Reduzierung seiner Nenndrehzahl arbeitet ein Stabankermotor nicht mehr in seinem optimalen Wirkungsgradbereich, so dass entsprechende Verluste in Kauf genommen werden müssen. Dies führt letztendlich dazu, dass die durch den Einsatz eines Zugmittelgetriebes mögliche Reduzierung der Herstellungskosten für die Bauteile des Seilfensterhebers nicht erzielt werden kann. Vielmehr bleiben die Kosten für das infolge der Anwendung des Flaschenzugsprinzips längeren Seils und für die vergrößerte Seiltrommel zusätzlich weiterhin bestehen, so dass die Herstellungskosten beim Einsatz eines Stabankermotors mit Schraubrad- oder Schneckenradgetriebe eher ansteigen und das Gesamtsystem damit an Effizienz einbüßt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Seilfensterheberantrieb für einen ein- oder doppelsträngigen Seilfensterheber anzugeben, der in flacher Bauweise den in Y-Richtung sehr begrenzten Bauraum optimal nutzt, einen hohen Integrationsgrad zur Minimierung der Antriebselemente aufweist, einen geräuscharmen Betrieb gewährleistet und eine kostengünstige Herstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Antrieb für einen Seilfensterheber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Seilfensterheber enthält demzufolge einen Seilfensterheberantrieb, der einen Scheibenläufermotor und ein Umlaufrädergetriebe mit innenverzahntem Hohlrad aufweist, mindestens einen die Fensterscheibe aufnehmenden Mitnehmer, der an einer Führungsschiene verschiebbar geführt ist, und mindestens ein einteiliges oder mehrteiliges Zugseil, das zur Übertragung der Antriebskraft an dem Mitnehmer angreift und mit einer Seiltrommel, die Bestandteil des Umlaufrädergetriebes ist, in Wirkverbindung steht. Der Scheibenläufermotor, das Umlaufrädergetriebe und die Seiltrommel sind integrale, getrennt voneinander nicht funktionsfähige Bestandteile des Seilfensterheberantriebs. Die Seiltrommel ist gleichzeitig Bestandteil eines Zugmittelgetriebes, das eine zusätzliche, am Mitnehmer drehbar gelagerte Umlenkrolle aufweist, über die das Zugseil bis zu seinen Seilendebefestigungen geführt ist. Der Durchmesser der Seiltrommel ist einerseits größer als der Durchmesser des innenverzahnten Hohlrades des Umlaufrädergetriebes und andererseits unter Berücksichtigung des Untersetzungseffekts des Zugmittelgetriebes an eine festgelegte Verstellgeschwindigkeit der Fensterscheibe angepasst.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt einen flach bauenden Seilfensterheber zur Verfügung, der sich in besonderem Maße für den in Y-Richtung des Kraftfahrzeugs sehr begrenzten Bauraum eignet. Der erfindungsgemäße Seilfensterheber weist einen hohen Integrationsgrad auf, so dass dadurch die erforderliche Teilezahl deutlich verringert werden kann. Weiterhin lässt der erfindungsgemäße Seilfensterheber den Einsatz von Kunststoffteilen zu, die einen geräuscharmen Lauf des Seilfensterhebers gewährleisten und eine kostengünstige Herstellung ermöglichen.
Der mit der erfindungsgemäßen Lösung vorgegebene große Seiltrommeldurchmesser stellt den erforderlichen Bauraum für ein ineinandergeschachteltes Getriebe zur Verfügung, wodurch die Bautiefe des Seilfensterheberantriebs reduziert wird. Weiterhin ermöglicht der große Seiltrommeldurchmesser, hinsichtlich der Innenverzahnung die Kraftübertragung auf eine größere Anzahl von Getriebezähnen zu verteilen, so dass der Einsatz von Kunststoff möglich wird oder bei einem Einsatz von metallischen Getriebeteilen die Seiltrommelhöhe weiter reduziert werden kann.
Aufgrund des Einsatzes eines nachgeschalteten Zugmittelgetriebes wird die Seilbelastung verringert, so dass auch Fensterheberseile mit reduzierter Seildicke eingesetzt werden können, was wiederum eine verringerte Wickelhöhe und damit eine zusätzliche Ab nahme der Bautiefe des Seilfensterheberantriebs ermöglicht. Schließlich gewährleistet die Verwendung von Kunststoff-Getriebeteilen geringe Herstellungskosten und ein sehr geringes Geräuschniveau.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich mit den vorstehend zusammengefassten Vorteile folgende Möglichkeiten.
Bei einem üblicherweise eingeschränkten Bauraumvolumen entscheidet das Bauvolumen des Seilfensterheberantriebs über die Möglichkeit seines Einsatzes in einem Fensterhebersystem, wobei ein flacher Seilfensterheberantrieb in einer Kraftfahrzeugtür eine Vergrößerung des Fahrzeuginnenraums und eine größere Gestaltungsfreiheit in der Kraftfahrzeugtür bzw. im Kraftfahrzeug ermöglicht, weil der Seilfensterheberantrieb aus Antriebsmotor, Getriebe und Verbindungselementen des Fensterhebers auf Grund der Bauform frei drehbar und nahezu beliebig mit den elektrischen Anschlüssen zur Ansteuerung und zur Stromversorgung verbindbar ist.
Durch den Einsatz eines extrem flachen, nach dem Mechatronikprinzip aufgebauten Seilfensterheberantriebs mit einem bezüglich seines Höhenaufbaus bedeutend flacheren Scheibenläufermotor im Vergleich zu einem Stabankerantrieb sowie durch die zusätzliche Verschachtelung der einzelnen Bauteile des Seilfensterheberantriebs unter Einbeziehung einer sehr flachen Seiltrommel mit großem Seiltrommeldurchmesser ist es möglich, auch ein bislang aus den vorstehend genannten Gründen nicht wirtschaftlich einsetzbares Zugmittelgetriebe als nachgeschaltetes Getriebe zu verwenden und damit dessen vorteilhafte Verringerung der Seilkräfte im Bereich des Flaschenzugs und der auf die Getriebeteile einwirkenden Kräfte zu nutzen.
Dabei kann durch konsequente Anwendung des Mechatronikprinzips unter Einbeziehung einer Mehrfachnutzung und Mehrfachfunktion der einzelnen Bauteile des Seilfensterheberantriebs die Seiltrommel sowohl als Teil des Untersetzungsgetriebes als auch als Teil des als Verbindung zum Fensterhebersystem dienenden Zugmittelgetriebes eingesetzt werden. Die Integration der Seiltrommel in das Untersetzungsgetriebe des Seilfensterheberantriebs ermöglicht es, die für die Anwendung des Flaschenzugprinzips notwendige doppelte Seillänge des Zugseils, die auf die Seiltrommel aufgewickelt werden muss, auf einen sehr großen Seiltrommeldurchmesser aufzuwickeln, ohne dass ein Höhenzuwachs der Seiltrommel erforderlich ist. Nur dann, wenn der Seiltrommeldurchmesser nicht ver doppelt wird, z. B. um eine etwas geringere Verstellgeschwindigkeit zu erzielen, kann es zu einem Höhenzuwachs kommen, falls dies nicht durch die geringere Seildicke und der daraus resultierenden höheren Wickeldichte des Seils ausgeglichen wird.
Die Konstruktion des Seilfensterheberantriebs für einen ein- oder doppelsträngigen Seilfensterheber ist grundsätzlich so angelegt, dass die einzelnen Bauteile des Seilfensterheberantriebs integrale Bestandteile des Seilfensterheberantriebs, d.h. getrennt voneinander nicht funktionsfähig sind, und das funktionelle Zusammenwirken der einzelnen Bauteile in radialer Richtung erfolgt und damit die Bautiefe des Seilfensterheberantriebs extrem gering gehalten werden kann, wobei die Seiltrommel zur Schaffung eines großen Trommeldurchmessers in den peripheren Bereich des Seilfensterheberantriebs verlagert wird.
Durch die Aufteilung der Seilkräfte infolge des Flaschenzugprinzips entsteht zusätzlich der vorstehend genannte Synergieeffekt, da nicht nur die Seildicke verringert werden kann, sondern durch die Verringerung der Seildicke und der dadurch hervorgerufenen Möglichkeit, die Seilspuren auf der Seiltrommel enger zu einander anordnen zu können, auch die Dicke bzw. Bautiefe der Seiltrommel reduziert werden kann. Da sich mit dem Flaschenzugprinzip die Seilkraft auf den halben Wert reduziert, können den geringeren Belastungen entsprechend dünnere Stahlseile oder Seile aus Kunststoff eingesetzt werden, die eine höhere Biegewechselfestigkeit und somit eine höhere Lebensdauer haben. Zusätzlich können diese Seile auf einem kleineren Umlenkrollendurchmesser laufen, wodurch der erforderliche Bauraum für den Seilfensterheber und die Kosten für die Umlenkrollen weiter verringert werden.
Infolge der durch die Anwendung des Flaschenzugprinzips um die Hälfte reduzierten Seilkräfte werden auch die Seilabstützkräfte an den zum Flaschenzug gehörenden Umlenkrollen, Umlenkstücken und des Seilfensterheberantriebs geringer und es werden die Bowdenzüge eines in einer Bowdenzughülle angeordneten Zugseils geschont.
Vorzugsweise ist das Zugmittelgetriebe nach Art eines Flaschenzuges mit einer beweglichen, mit dem mindestens einen Mitnehmer verbundenen Rolle, nämlich der Umlenkrolle des Fensterhebers verbunden und mit einem Untersetzungsverhältnis von 2:1 ausgebildet.
Die an der Führungsschiene befestigten Seilenden des ein- und doppelsträngigen Fensterhebers sind vorzugsweise mit Federelementen an mindestens einem Seilende vorgespannt, so dass sowohl die Seillänge ausgeglichen als auch die Dämpfung vom Antriebsmotor in den Fensterheber verlagert wird. Vorzugsweise können Schraubendruckfedern einzeln, in Parallel- oder Reihenschaltung eingesetzt werden.
Als weiteres Merkmal kann eine Integration der Flaschenzug-Umlenkrolle in den Mitnehmer bzw. die Integration der Umlenkstücke in den Mitnehmer ohne zusätzlichen Höhenaufbau vorgesehen werden.
Durch die sehr flache Bauform kann der Seilfensterheberantrieb nicht nur neben der Führungsschiene, sondern auch unter der Führungsschiene platziert werden bzw. die Schiene und der Seilfensterheberantrieb können als zusammenhängendes Gebilde ausgebildet werden.
Die Anzahl der Bauteile wird reduziert, wenn eine Hälfte des Getriebegehäuses und die Führungsschiene als ein Teil ausgeführt werden. Dieser Vorteil kommt besonders dann zum Tragen, wenn dieses Teil aus Kunststoff, insbesondere aus Spritzguß-Kunststoff, besteht und der Seilfensterheberantrieb und der Fensterheber in einer Fertigungslinie montiert werden. Damit kann die Anzahl der Bauteile reduziert werden, weil zumindest eine Hälfte des Seilfensterheberantriebs in das Türmodul bzw. in den Fensterheber integriert wird.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind die verringerte Krafteinleitung in den Seilfensterheberantrieb, insbesondere in das Getriebe, bei Missbrauch, zum Beispiel bei einem Einbruchsversuch.
Um den Einbau identischer Fensterheberantriebe in linken und rechten Fahrzeugtüren zu gewährleisten, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Anschraubbild des Scheibenläufermotors zu einer Achse, insbesondere zur Z-Achse, symmetrisch ausgebildet, so dass bei einer Spiegelung des Antriebs dieselben Anschlussbelegungen vorliegen.
In gleicher Weise ist das Montagebild des die Bestromungs- und ggf. Steuerungseinrichtung tragenden Gehäuseteils zu einer Achse, insbesondere zur Z-Achse, symmetrisch ausgebildet, um eine Verbindung identischer Gehäuseteile mit dem Basisgehäuseteil von Scheibenläufermotoren für linke und rechte Fahrzeugtüren zu gewährleisten.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll der der Erfindung zu Grunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen einsträngigen Seilfensterheber mit einem Seilfensterheberantrieb mit nachgeschaltetem Zugmittelgetriebe auf einem Trägerblech oder Türmodul einer Kraftfahrzeugtür;
2 einen Schnitt durch den Mitnehmer des Seilfensterhebers gemäß 1 entlang der Linie II–II;
3 eine Draufsicht auf ein Trägerblech oder Türmodul mit einem doppelsträngigen Seilfensterheber mit einem Seilfensterheberantrieb mit nachgeschaltetem Zugmittelgetriebe und
4 einen Längsschnitt durch einen Seilfensterheberantrieb für einen ein- oder doppelsträngigen Seilfensterheber mit einer integrierten Seiltrommel mit großem Seiltrommeldurchmesser.
1 zeigt eine Draufsicht auf eine in eine Kraftfahrzeugtür einzusetzende Trägerplatte 1, auf der ein einsträngiger Seilfensterheber 2 montiert ist, dessen Führungsschiene 5 mit der Trägerplatte 1 verbunden oder zumindest teilweise aus der Trägerplatte 1 herausgeformt ist.
In Längsrichtung der Führungsschiene 5 ist ein Mitnehmer 6 verschiebbar gelagert, der mit dem unteren Rand einer nicht dargestellten Fensterscheibe verbunden ist. Die Verschiebung des Mitnehmers 6 auf der Führungsschiene 5 erfolgt mittels eines in zwei Zugseilabschnitte 71, 72 unterteilten Zugseiles 7, das eine mit dem Mitnehmer 6 verbundene Umlenkrolle 10 mit einer Seiltrommel 4 verbindet, die von einem Seilfensterheberantrieb 3 in die eine oder andere Richtung gedreht wird, so dass der Mitnehmer 6 in der einen Drehrichtung des Seilfensterheberantriebs 3 und der Seiltrommel 4 auf der Führungsschiene 5 angehoben und in der anderen Drehrichtung auf der Führungsschiene 5 abgesenkt wird.
Das Zugseil 7 ist über eine obere Seilumlenkrolle 81 und eine untere Seilumlenkrolle 82 geführt, die am oberen und unteren Ende der Führungsschiene 5 angeordnet sind. Das Zugmittelgetriebe des Seilfensterheberantriebs des einsträngigen Seilfensterhebers 2 weist zwei Seilendebefestigungen 91, 92 auf, die ebenfalls am oberen und unteren Ende der Führungsschiene 5 angeordnet sind und jeweils ein Federelement enthalten, die zum einen die Zugseilabschnitte 71, 72 vorspannen und damit Seillängungen ausgleichen und zum anderen eine Dämpfung der Seilfensterheberantriebs bewirken, indem sie die erforderliche Dämpfung vom Seilfensterheberantrieb 3 auf den Fensterheber 2 verlagern. Die als Schraubendruckfedern ausgebildeten Federelemente können in Reihen- und Parallelschaltung eingesetzt werden.
Für eine Bewegung des Mitnehmers 6 in Richtung des oberen Endes der Führungsschiene 5 sorgt der von der Seiltrommel 4 über einen ersten Seileinlauf 41 laufende erste Zugseilabschnitt 71, der als Teil des Zugmittelgetriebes am Mitnehmer 6 angreift. Hierzu läuft der erste Zugseilabschnitt 71 von der Seiltrommel 4 ausgehend zuerst über die obere Seilumlenkrolle 81 und von der oberen Seilumlenkrolle 81 nach unten bis zu der mit dem Mitnehmer 6 verbundenen Umlenkrolle 10 und von dieser wieder nach oben bis zur oberen Seilendebefestigung 91. An dieser ist der erste Zugseilabschnitt 71 über ein Federelement an der Führungsschiene 5 bzw. Trägerplatte 1 befestigt.
Wird zur Aufwärtsbewegung des Mitnehmers 6 die Seiltrommel 4 entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben, so verkürzt sich der vom ersten Zugseilabschnitt 71, der mit dem Mitnehmer 6 verbundenen Umlenkrolle 10, der Umlenkrolle 81 und der oberen Seilendebefestigung 91 gebildete Flaschenzug, so dass sich der Mitnehmer 6 mit halb so großer Geschwindigkeit bewegt wie der Zugseilabschnitt 71. Auf Grund dieser Übersetzung halbiert sich das vom Seilfensterheberantrieb 3 aufzubringende Drehmoment im Vergleich zu einer unmittelbaren Befestigung des Zugseilabschnitts 71 am Mitnehmer 6. Durch diese Verringerung des Drehmoments treten geringere Seilkräfte auf, so dass ein dünneres Zugseil 7 eingesetzt werden kann und auch die Abstützkräfte an den zum Flaschenzug gehörenden Umlenkrollen 10, 81 verringert werden, so dass diese schwächer dimensioniert werden können.
Für die Bewegung des Mitnehmers 6 zum unteren Ende der Führungsschiene 5 ist ein weiterer Flaschenzug vorgesehen, der durch einen zweiten, im Uhrzeigersinn auf die vom Seilfensterheberantrieb 3 angetriebene Seiltrommel 4 aufgewickelten Zugseilabschnitt 72, der unteren Seilumlenkrolle 82, der mit dem Mitnehmer 6 verbundenen Umlenkrolle 10 und der unteren Seilendebefestigung 92 gebildet wird. Entsprechend dem oberen Flaschenzug verläuft der zweite Zugseilabschnitt 72 des unteren Flaschenzuges von der Seiltrommel 4 ausgehend über einen zweiten Seileinlauf 42, die untere Umlenkrolle 82, die mit dem Mitnehmer 6 verbundene Umlenkrolle 10 zur unteren Seilendebefestigung 92.
Wird zur Abwärtsbewegung des Mitnehmers 6 die Seiltrommel 4 im Uhrzeigersinn angetrieben, so verkürzt sich der vom zweiten Zugseilabschnitt 72, der mit dem Mitnehmer 6 verbundenen Umlenkrolle 10, der unteren Seilumlenkrolle 82 und der unteren Seilendebefestigung 92 gebildete Flaschenzug, so dass sich der Mitnehmer 6 mit halb so großer Geschwindigkeit bewegt wie das Zugseil 7.
Auch bei diesem Teil des Zugmittelgetriebes halbiert sich auf Grund der Übersetzung das vom Seilfensterheberantrieb 3 aufzubringende Drehmoment im Vergleich zu einer unmittelbaren Befestigung des Zugseils 7 am Mitnehmer 6, so dass geringere Seilkräfte auftreten, ein dünneres Zugseil 7 eingesetzt und die Abstützkräfte an den Umlenkrollen 10, 82 verringert werden und damit schwächer dimensioniert werden können.
Der erfindungsgemäß eingesetzte Seilfensterheberantrieb 3 gemäß 4 besteht aus einem ultraflachen Antriebssystem mit vollständig in das Untersetzungsgetriebe integrierter Seiltrommel. Das Antriebssystem enthält einen Scheibenläufermotor, ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe und die Seiltrommel 4, die zusammen durch die funktionelle Mehrfachnutzung von Bauteilen einen größtmöglichen Integrationsgrad erreichen und damit die Voraussetzung minimaler Bautiefe und eines großen Durchmesser der Seiltrommel 4 in Verbindung mit einem hohen Wirkungsgrad erfüllen.
Die geringe Bautiefe ist nicht nur auf den Seilfensterheberantrieb 3 mit integrierter Seiltrommel 4 beschränkt, sondern wird auch an anderen Bauteilen des Seilfensterhebers 2 fortgesetzt. So weist der Mitnehmer 6 entsprechend dem in 2 dargestellten Schnitt entlang der Linie II–II gemäß 1 eine Ausnehmung 60 auf, die mit einem Umgriff der Führungsschiene 5 korreliert, so dass ein Hohlraum gebildet wird, in dem die Umlenkrolle 10 angeordnet und drehbar mit dem Mitnehmer 6 verbunden ist. Zur Aufnahme der beiden Zugseilabschnitte 71, 72 dienen zwei Seilrillen 101, 102 der Umlenkrolle 10. Die Führung des Mitnehmers 6 an der Führungsschiene 5 erfolgt über einen Verbindungsabschnitt 63 des Mitnehmers 6 und einem Verbindungsabschnitt 51 der Führungsschiene 5.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine Trägerplatte oder ein Türmodul 1 mit einem doppelsträngigen Seilfensterheber 2', dessen Seilantrieb ebenfalls als Zugmittelgetriebe nach dem Flaschenzugprinzip ausgeführt ist.
Der doppelsträngige Seilfensterheber 2' enthält zwei mit der Trägerplatte 1 verbundene oder aus der Trägerplatte 1 herausgeformte Führungsschienen 51, 52, auf denen in Längsrichtung der Führungsschienen 51, 52 jeweils ein Mitnehmer 61, 62 verschiebbar gelagert ist. Die Mitnehmer 61, 62 sind mit einer nicht dargestellten Fensterscheibe verbunden.
Der doppelsträngige Seilfensterheber 2' weist zur Verbindung der Mitnehmer 61, 62 mit einer Seiltrommel 4, die in einen Seilfensterheberantrieb 3 integriert ist, ein Zugseil 7 auf, das sich den Erfordernissen eines doppelsträngigen Seilfensterhebers 2' entsprechend in drei Zugseilabschnitte 71, 72, 73 unterteilt.
Ein erster Zugseilabschnitt 71 ist teilweise in einer ersten Bowdenhülle 13 geführt und verbindet die beiden Mitnehmer 61, 62. Der erste Zugseilabschnitt 71 ist über eine Seilendebefestigung 93, die beispielsweise als Seilnippel ausgebildet ist, mit dem ersten Mitnehmer 61 verbunden und wird über eine obere Seilumlenkrolle 81 am oberen Ende der ersten Führungsschiene 51, eine untere Seilumlenkrolle 84 am unteren Ende der zweiten Führungsschiene 52 zu einer Seilendebefestigung 94 am zweiten Mitnehmer 62 geführt, die ebenfalls als Seilnippelbefestigung ausgebildet ist.
Ein zweiter Zugseilabschnitt 72 führt von einer unteren Seilendebefestigung 92 am unteren Ende der ersten Führungsschiene 51 über eine erste, mit dem ersten Mitnehmer 61 verbundene Umlenkrolle 11 und die am unteren Ende der ersten Führungsschiene 51 angeordnete untere Seilumlenkrolle 82 sowie über einen ersten Seileinlauf 41 zur Seiltrommel 4.
Ein dritter Zugseilabschnitt 73 führt von einer oberen Seilendebefestigung 91 am oberen Ende der zweiten Führungsschiene 52 über eine zweite, mit dem zweiten Mitnehmer 62 verbundene Umlenkrolle 12, die am oberen Ende der zweiten Führungsschiene 52 ange ordnete obere Seilumlenkrolle 83 über einen zweiten Seileinlauf 42 zur Seiltrommel 4. Der dritte Zugseilabschnitt 73 ist ebenfalls teilweise in einer zweiten Bowdenhülle 14 geführt, die die erste Bowdenhülle 13 zur Aufnahme eines Teils des ersten Zugseilabschnittes 71 kreuzt.
Analog zu der Ausführung der Seilendebefestigungen 91, 92 des in 1 dargestellten einsträngigen Seilfensterhebers 2 sind die oberen und unteren Seilendebefestigungen 91, 92 des doppelsträngigen Seilfensterhebers 2' gemäß 3 mit Federelementen ausgerüstet, die zum einen den zweiten und dritten Zugseilabschnitt 72, 73 vorspannen und damit Seillängungen ausgleichen, und zum anderen eine Dämpfung des Seilfensterheberantriebs bewirken und damit die erforderliche Dämpfung vom Seilfensterheberantrieb 3 auf den Fensterheber 2' verlagern. Die als Schraubendruckfedern ausgebildeten Federelemente können in Reihen- und Parallelschaltung eingesetzt werden.
Der zweite und dritte Zugseilabschnitt 72, 73 sind in entgegengesetztem Wickelsinn auf die Seiltrommel 4 aufgewickelt. Bei einer Drehung der Seiltrommel 4 im Uhrzeigersinn wird der zweite Zugsseilabschnitt 72 auf die Seiltrommel 4 aufgewickelt, während der dritte Zugseilabschnitt 73 von der Seiltrommel 4 abgewickelt wird. Dementsprechend wird die Länge des zweiten Zugseilabschnittes 72 verkürzt und die Länge des dritten Zugseilabschnittes 73 vergrößert, so dass die Mitnehmer 61, 62 in Richtung auf die unteren Enden der Führungsschienen 51, 52 bewegt und damit die mit dem Mitnehmer 61, 62 verbundene Fensterscheibe abgesenkt wird. Der erste Zugseilabschnitt 71 bleibt in seiner Länge unverändert, wobei der Teil des ersten Zugseilabschnittes 71, der zwischen der oberen und unteren Umlenkrolle 81 der ersten Führungsschiene 51 zum ersten Mitnehmer 61 führt, verlängert wird, während der Teil des ersten Zugseilabschnittes 71 zwischen der unteren Umlenkrolle 84 der zweiten Führungsschiene 52 und dem zweiten Mitnehmer 62 verlaufenden Teil verkürzt wird.
Bei einer Drehung der Seiltrommel 4 gegen den Uhrzeigersinn wird der zweite Zugseilabschnitt 72 von der Seiltrommel 4 abgewickelt, während der dritte Zugseilabschnitt 73 auf die Seiltrommel 4 aufgewickelt wird, was zu einem Anheben des zweiten Mitnehmers 62 und über den die beiden Mitnehmer 61, 62 verbindenden ersten Zugseilabschnitt 71 auch zum Anheben des ersten Mitnehmers 61 führt, so dass die mit den Mitnehmern 61, 62 verbundene Fensterscheibe angehoben wird.
Auch in dieser Ausführungsform eines doppelsträngigen Seilfensterhebers 2' ist jeweils die doppelte Seillänge des zweiten und dritten Zugseilabschnittes 72, 73 erforderlich, um die Mitnehmer 61, 62 auf den Führungsschienen 51, 52 zu verschieben. Dadurch halbiert sich auf Grund der Übersetzung das vom Seilfensterheberantrieb 3 aufzubringende Drehmoment im Vergleich zu einer unmittelbaren Befestigung des Zugseils 7 am Mitnehmer 6, so dass geringere Seilkräfte auftreten, ein dünneres Zugseil 7 eingesetzt und die Abstützkräfte an den Umlenkrollen 11, 12 und 81 bis 84 verringert und damit schwächer dimensioniert werden können.
4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Seilfensterheberantrieb für einen in den 1 bis 3 dargestellten Seilfensterheber eines Kraftfahrzeugs mit nachgeschaltetem Zugmittelgetriebe. Der Seilfensterheberantrieb setzt sich aus einem Scheibenläufermotor, einem Umlaufrädergetriebe und der Seiltrommel 4 zusammen, die in einem aus zwei Gehäusedeckeln 33, 34 zusammengesetzten und an einer Basisscheibe 30 zentrierten Gehäuse angeordnet sind.
Der in diesem Ausführungsbeispiel elektronisch kommutierte Scheibenläufermotor besteht aus einer Ankerscheibe 31 und mehreren am Umfang der Basisscheibe 30 verteilt angeordneten Permanentmagneten 32. Die Ankerscheibe 31 ist mit einer Antriebsnabe 35 verbunden, die vorzugsweise als Stahlprägeteil ausgebildet ist und einen als Antriebsnabenzylinder 350 ausgebildeten Durchzug sowie Durchzüge 351, 352 für zwei Laufrollenlager 353, 354 aufweist, auf denen zwei über Wälzlager 355 gegenüber den Laufrollenlagern 353, 354 abgestützte Laufrollen 36, 37 des Umlaufrädergetriebes angeordnet sind.
Alternativ zu einer als Stahlprägeteil ausgebildeten Antriebsnabe 35 kann die Antriebsnabe 35 aus Sintermetall oder hochwertigen glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen oder Kombinationen dieser Werkstoffe hergestellt werden. Die Außenzylinderfläche der Durchzüge für den Antriebsnabenzylinder 350 und für die Laufrollenlager 353, 354 werden insbesondere durch gehärtete Stahlbuchsen mit Bund abgestützt. Der Antriebsnabenzylinder 350 weist eine Länge auf, die etwa der Länge der Laufrollen 36, 37 entspricht, so dass eine maximale Führungslänge des Antriebsnabenzylinders 350 gewährleistet ist.
Das Umlaufrädergetriebe setzt sich aus einem am Basisteil 30 ausgebildeten gehäusefesten Hohlrad 300 mit einer Innenverzahnung 301 mit einer ersten Zähnezahl, einem aus dem Innenzylinder der Seiltrommel 4 gebildeten Abtriebshohlrad mit einer Innenverzahnung 44 mit einer zweiten Zähnezahl und einem radialflexiblen Ring 38 zusammen, auf dessen Innenmantelfläche 381 die Laufrollen 36, 37 abrollen und dessen Außenverzahnung 382 sowohl mit der Innenverzahnung 301 des gehäusefesten Hohlrades 300 als auch mit der Innenverzahnung 44 des Abtriebshohlrades bzw. der Seiltrommel 4 kämmt. Der radialflexible Ring 38 ist zur axialen Sicherung in peripheren Nuten 360, 370 der Laufrollen 36, 37 geführt.
Das gehäusefeste Hohlrad 300 ist mit der Basisscheibe 30 verbunden oder als Teil der Basisscheibe 30 ausgebildet. Die Basisscheibe 30 dient neben der Lagesicherung der Permanentmagnete 32 des Scheibenläufermotors als zentrales Positionierelement zum Zentrieren der beiden Gehäusedeckel 33, 34 und weist zu diesem Zweck als Noppen und Vertiefungen ausgebildete Zentrierelemente auf, die mit entsprechenden Gegen-Zentrierelementen des ersten Gehäusedeckels 33 korrespondieren. Zusammen mit dem ersten Gehäusedeckel 33 bildet die Basisscheibe 30 gleichzeitig den magnetischen Rückschluss für den Scheibenläufermotor aus.
Der erste Gehäusedeckel 33 weist zur Erhöhung seiner Stabilität neben Sicken und Ausprägungen zusätzliche Kröpfungen auf, während der zweite Gehäusedeckel 34 an einem an der Basisscheibe 30 ausgebildeten Flansch bzw. an einer entsprechenden Zentrierausnehmung oder Zentrierrille ausgerichtet und fixiert wird.
Die Basisscheibe 30 ist als flacher Ring mit einer peripheren Kröpfung 302 ausgebildet und kann über Prägungen und/oder gekröpfte Laschen mit einer Scheibe vorzugsweise aus Kunststoff verbunden werden, die Aufnahmefächer für die Permanentmagnete 32 des Scheibenläufermotors aufweist.
Die Innenverzahnung 301 des gehäusefesten Hohlrades 300 kann entweder in einen Metallrand der Basisscheibe 30 eingeformt oder in einer zweiteiligen Variante mit einer Hohlradverzahnung aus Kunststoff oder einer Metallkomponente im Zweikomponenten-System verbunden werden. In dieser Ausführungsform beispielsweise als Kunststoffhohlrad weist dieser Teil der Basisscheibe 30 offene oder geschlossene Aufnahmebuchten für die Permanentmagnete 32 auf und die auf das Kunststoffhohlrad einwirkenden Um fangskräfte werden durch Formschluss mit dem gekröpften Rand 302 der Basisscheibe 30 gegebenenfalls zusätzlich durch die wechselseitig herausgestanzten und gebogenen Laschen übertragen.
Die Seiltrommel 4 kann zweiteilig ausgebildet und aus einer Abtriebstrommel vorzugsweise aus Stahl und einem die Innenverzahnung 44 tragenden Kunststoffring 43 zusammengesetzt werden. An der Peripherie des Kunststoffrings können zu beiden Seiten peripherer Stege Dämpfer angeordnet werden, die mit in Umfangsrichtung an den zylinderförmigen Rand der Abtriebstrommel angeordneten Anschlägen korrespondieren und Dämpfungsglieder zum Abfangen von Kraftspitzen bilden, die aus einem Einfahren des Fensterhebers in die Endstellungen resultieren.
Die Seiltrommel 4 ist mit einem Lagerzapfen 40 verbunden, der sich über einen wesentlichen Teil der Länge einer die beiden Gehäusedeckel 33, 34 miteinander verbindenden feststehenden Antriebsachse 39 erstreckt, auf die feststehende Antriebsachse 39 aufgesteckt wird und den Antriebsnabenzylinder 350 trägt, so dass der Lagerzapfen 40 zwischen der feststehenden Antriebsachse 39 und dem Antriebsnabenzylinder 350 angeordnet ist. Dabei wird die Materialpaarung im Bereich der Lagerstellen zwischen der feststehenden Antriebsachse 39, dem Lagerzapfen 40 und dem Antriebsnabenzylinder 350 so gewählt, dass optimale Lagereigenschaften erzielt werden. Insbesondere wird der Lagerzapfen aus einem Sintermetall hergestellt, während die feststehende Antriebsachse 39 und der Antriebsnabenzylinder 350 aus Stahl bestehen. Dadurch ist es möglich, den hochwertigeren und kostenintensiveren sintermetallischen Lagerwerkstoff zwischen den beiden Lagern aus Stahl einzusetzen und nur einmal verwenden zu müssen, so dass eine optimale Lagerung sowohl zur feststehenden Antriebsachse 39 als auch zum schnelldrehenden Antriebsnabenzylinder 350 hergestellt wird.
Die Lagerung des Lagerzapfens 40 über nahezu die gesamte Länge der feststehenden Antriebsachse 39 sichert die Zentrierung der Seiltrommel 4, so dass keine Taumelbewegungen der Seiltrommel 4 und dadurch verursachte Geräusche auftreten und bildet gleichzeitig eine lange axiale Lagerung für den Antriebsnabenzylinder 350, so dass ebenfalls die mit geringem axialen Spiel zur Basisscheibe 30 und zum ersten Gehäusedeckel 33 angeordnete Ankerscheibe 31 sicher und unter Einhaltung eines minimalen Luftspaltes zum ersten Gehäusedeckel 33 und zur Basisscheibe 30 abgestützt ist.
Durch die Integration der Seiltrommel 4 als Abtriebshohlrad in das Untersetzungs- bzw. Umlaufrädergetriebes kann die Bautiefe des ultraflachen Antriebssystems minimiert werden, so dass es sich vorzugsweise für die Unterbringung in Fahrzeugtüren oder -dächer eignet, wo systembedingt nur eine geringe Bautiefe zur Verfügung steht. Das langsamlaufende Abtriebshohlrad stellt ohne zusätzliche Getriebemittel einen großen Seiltrommeldurchmesser zur Verfügung, so dass die durch das Zugmittelgetriebe vergrößerte Seillänge ohne eine Verbreiterung der Seiltrommel aufgenommen werden kann. Dies gewährleistet einen wirtschaftlichen Einsatz und ein minimales Bauvolumen sowie einen Betrieb des Fensterhebers, bei dem der Seilfensterheberantrieb aufgrund seiner Beschaffenheit wirtschaftlich, d.h. mit optimalem Wirkungsgrad arbeitet und das für einen nach dem Flaschenzugprinzip arbeitenden Fensterheber ausreichende Drehmoment mit einer für den Betrieb des Fensterhebers optimalen Drehzahl bereitstellt.
Der in 4 dargestellte Seilfensterheberantrieb macht von dem Prinzip eines „Harmonic-Drive-Getriebes" Gebrauch. Nach diesem Prinzip kämmt die Verzahnung 382 des radialflexiblen Rings 38 sowohl mit der Innenverzahnung 301 des gehäusefesten Hohlrades 300 als auch mit der Innenverzahnung 44 der Seiltrommel 4, die eine unterschiedliche Zähnezahl aufweisen. Die an der Zylindermantelfläche 381 des radialflexiblen Rings 38 ablaufenden Laufrollen 36, 37 greifen an zwei gegenüberliegenden Stellen am radialflexiblen Ring 38 an und verformen diesen elliptisch. Dabei wird die Verzahnung 382 des radialflexiblen Rings 38 in die zylinderförmigen Innenverzahnungen 301, 44 gedrückt und aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahl der Innenverzahnungen 301, 44 wird ein permanentes, fortlaufendes Versetzen der ineinandergreifenden Umfangsabschnitte bewirkt, so dass eine ganze Umdrehung der Antriebsnabe 35 nur eine Weiterbewegung der Seiltrommel 4 um die vorgesehene Differenz der Zähnezahl der Innenverzahnungen 301, 44 des gehäusefesten Hohlrades 300 und der Seiltrommel 4 bewirkt. Dadurch kann mit diesem Umlaufrädergetriebe nach dem Prinzip eines Harmonic-Drive-Getriebes eine sehr hohe Untersetzung erreicht werden.

Claims

Seilfensterheber (2, 2'), insbesondere für eine Kraftfahrzeugtür, mit – einem Seilfensterheberantrieb (3), der einen Scheibenläufermotor und ein Umlaufrädergetriebe mit innenverzahntem Hohlrad aufweist, – mindestens einem die Fensterscheibe aufnehmenden Mitnehmer (6, 61, 62), der an einer Führungsschiene (5, 51, 52) verschiebbar geführt ist, – mindestens einem einteiligen oder mehrteiligen Zugseil (7, 71, 72, 73), das zur Übertragung der Antriebskraft an dem Mitnehmer (6, 61, 62) angreift und mit einer Seiltrommel (4), die Bestandteil des Umlaufrädergetriebes ist, in Wirkverbindung steht, wobei – der Scheibenläufermotor, das Umlaufrädergetriebe und die Seiltrommel (4) integrale, getrennt voneinander nicht funktionsfähige Bestandteile des Seilfensterheberantriebs (3) sind, – die Seiltrommel (4) gleichzeitig Bestandteil eines Zugmittelgetriebes ist, das eine zusätzliche, am Mitnehmer (6, 61, 62) drehbar gelagerte Umlenkrolle (10, 11, 12) aufweist, über die das Zugseil (7, 71, 72, 73) bis zu seinen Seilendebefestigungen (91 – 94) geführt ist, und – der Durchmesser der Seiltrommel (4) einerseits größer als der Durchmesser des innenverzahnten Hohlrades des Umlaufrädergetriebes ist und andererseits unter Berücksichtigung des Untersetzungseffekts des Zugmittelgetriebes an eine festgelegte Verstellgeschwindigkeit der Fensterscheibe angepasst ist.
Seilfensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe nach Art eines Flaschenzuges mit einer beweglichen, mit dem mindes tens einen Mitnehmer (6, 61, 62) verbundenen Rolle (10, 11, 12) und mit einem Untersetzungsverhältnis von 2:1 ausgebildet ist.
Seilfensterheber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufrädergetriebe eine Antriebsnabe (35), die mit der Ankerscheibe (31) des Scheibenläufermotors verbunden ist, das gehäusefeste Hohlrad (300) mit einer zylindrischen Innenverzahnung (301) mit erster Zähnezahl, ein Abtriebshohlrad (4, 43) mit zylindrischer Innenverzahnung (44) mit zweiter Zähnezahl, dessen Außenumfang die Seiltrommel (4) ausbildet, diametral auf der Antriebsnabe (35) angeordnete Laufrollen (36, 37), und einen zwischen der Antriebsnabe (35) einerseits und dem gehäusefesten Hohlrad (300) sowie dem Abtriebshohlrad (4, 43) andererseits angeordneten radialflexiblen Ring (38) aufweist, der eine mit der Antriebsnabe (35) in Eingriff stehende Innenmantelfläche (381) und eine Außenverzahnung (382) aufweist, von der ein Umfangsabschnitt oder mehrere Umfangsabschnitte partiell mit den Innenverzahnungen (301, 44) des gehäusefesten Hohlrades (300) und des Abtriebshohlrades (4, 43) in Eingriff steht bzw. stehen.
Seilfensterheber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich über einen wesentlichen Teil der Länge einer feststehenden Antriebsachse (39) des Seilfensterheberantriebs (3) erstreckender Lagerzapfen (350) des Abtriebshohlrades (4, 43) zwischen der feststehenden Antriebsachse (39) und einem Antriebsnabenzylinder (350) der Antriebsnabe (35) zentriert ist.
Seilfensterheber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäusefeste Hohlrad aus einem mit einer Basisscheibe (30) verbundenen Kunststoffring (43) besteht oder als Teil einer Basisscheibe (30) ausgebildet ist, die die Permanentmagnete (32) des Scheibenläufermotors trägt und an ihrer Peripherie angeordnete Zentrierelemente aufweist, die mit Gegenzentrierelementen eines die feststehende Antriebsachse (39) tragenden ersten Gehäusedeckels (33) korrespondieren.
Seilfensterheber nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilfensterheberantrieb (3) unter der Führungsschiene (5) eines einsträngigen Seilfensterhebers bzw. einer der beiden Führungsschienen (51, 52) eines doppelsträngigen Seilfensterhebers angeordnet ist.
Seilfensterheber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (5) ein Getriebegehäuseteil (33, 34) des Seilfensterheberantriebs (3) bildet.
Seilfensterheber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einteilige Ausbildung des Getriebegehäuseteils (33, 34) und der Führungsschiene (5) bzw. den Führungsschienen (51, 52) aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem Spritzguß-Kunststoff, besteht.
Seilfensterheber nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Getriebegehäuses (33, 34) des Umlaufrädergetriebes und die Führungsschiene (5) des einsträngigen Seilfensterhebers bzw. eine der beiden Führungsschienen (51, 52) des doppelsträngigen Seilfensterhebers einteilig ausgebildet sind.
Seilfensterheber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hälfte des Getriebegehäuses (33, 34) des Umlaufrädergetriebes und die Führungsschiene (5) des einsträngigen Seilfensterhebers bzw. eine der beiden Führungsschienen (51, 52) des doppelsträngigen Seilfensterhebers einteilig ausgebildet sind.
Seilfensterheber nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilendbefestigungen (91 – 94) mindestens ein Federelement aufweisen, das zwischen einer karosseriefesten Befestigungsstelle und einem Ende des Zugseils (7) angeordnet ist.
Seilfensterheber nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umlenkrolle (10, 11, 12) oder ein Umlenkstück des Zugmittelgetriebes in den Mitnehmer (6, 61, 62) integriert ist.
Seilfensterheber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (6, 61, 62) eine die Umlenkrolle (10, 11, 12) oder das Umlenkstück aufnehmende Ausnehmung (60) aufweist.
Seilfensterheber nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschraubbild des Scheibenläufermotors zu einer Achse, insbesondere zur Z-Achse, symmetrisch ausgebildet ist.
Seilfensterheber nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagebild des die Bestromungs- und ggf. Steuerungseinrichtung tragenden Gehäuseteils zu einer Achse, insbesondere zur Z-Achse, symmetrisch ausgebildet ist