DE2238512A1

DE2238512A1 - Antriebsvorrichtung fuer eine vorrichtung zum einstellen des fensters eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2238512A1
Application number: DE19722238512
Authority: DE
Inventors: Shiuichi Miyake
Original assignee: Nihon Radiator Co Ltd
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1971-09-16
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1973-03-29
Also published as: GB1369756A; IT963943B; FR2149192A5; DE2238512C2

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - DIpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.

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NIHON RADIATOR 00.,LTD., Tokyo / Japan

Antriebsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Einstellen des Fensters eines Kraftfahrzeuges.

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Einstellen des Fensters eines Kraftfahrzeuges.

Es ist bekannt, daß zum Verschließen eine^ Türfensters eine gleitende Glasscheibe durch eine Fenstereinstellvorrichtung angetrieben wird, die vom Amaturenbrett ferngesteuert wird. Die Fenstereinetellvorrichtung ist im allgemeinen in 'der Türfüllung, z.B. einer Vordertür oder einer Hintertür,.angeordnet, dur.ch einen Elektromotor angetrieben und daher vorzugsweise von geringer Größe, geringer Dicke und geringem Gewicht. Zusätzlich ist es notwendig, die Drehzahl des Elektromotors zu verringern, um sie der Bewegung der gleitenden Glasscheibe anzupassen.

Ziel der Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung für eine Fenstereinstellvorrichtung, die eine ausreichend geringe Größe, Dicke

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und ein ausreichend geringes Gewicht aufweist, um in der Füllung einer Kraftfahrzeugtür angeordnet und ferngesteuert zu werden.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung kann mit einer Noteinrichtung versehen sein, umdie Penstereinstel!vorrichtung mit der Hand zu "betreiben. Die Drehzahl des Elektromotors wird so reduziert, daß sie zu der Bewegung der gleitenden Glasscheibe paßt,und das Anfangsdrehmoment des Elektromotors kann kompensiert werden.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Einstellen des Fensters eines Kraftfahrzeuges umfaßt einen Motor in gedruckter Schaltung, wenigstens ein Planetengetriebe und ein Ausgangs_vzahnrad - Der Motor in gedruckter Schaltung umfaßt einen gedruckten Rotor, wenigstens einen Permanentmagneten, wenigstens eine Bürste, ein Gehäuse und eine damit vereinigte Permanentmagnetplatte. Der gedruckte Rotor, der Permanentmagnet und die Bürste werden von dem Gehäuse und der Permanentmagnetplatte umgeben. Der gedruckte Rotor ist in dem Gehäuse drehbar angeordnet. Das Planetengetriebe umfaßt ein Sonnenrad, wenigstens ein Plantenrad, einen Innenzahnkranz und einen Planetenradträger. Das Sonnenrad ist mit dem gedruckten Rotor vereinigt und kämmt mit dem Planetenrad. Die Achse des Planetenrades wird drehbar von dem Planetenradträger gehalten, wobei das Planetenrad mit dem mit der Permanentmagnetplatte vereinigton Innenzahnkranz kämmt. Der Planetenradtrager ist um die Achse des Sonnenrades drehbar und mit dem Ausgangszahnrad vereinigt, das die Fenstereinstellvorrichtung antreiben kann. Infolge des oben genannten Aufbaus wird die Fenstereiniellvorrichtung durch den Motor in gedruckter Schaltung mit einer geringeren Drehzahl als der des Motors in gedruckter Schaltung angetrieben.

Es kann ein mehrfaches Planetengetriebe angeordnet sein. Vorzugsweise ist ein doppeltes Planetengetriebe vorgesehen.

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Erfindungsgemäß ist eine mit der Hand betätigbare Kurbel abnehm-' bar an der Achse des Sonnenrades angebracht und kann in dem Falle benutzt werden, .indem es infolge eines Fehlers in der Energieversorgung, der Verdrahtung, dem Motor oder einer ähnlichen Einrichtung unmöglich ist, das Fenster ferngesteuert zu öffnen und zu schließen.

Erfindungsgemäß wird das Anfangsdrehmoment des Motors in gedruckter Schaltung kompensiert. Der oben beschriebene Motor in gedruckter Schaltung weist ein kleines Anfangsdrehmoment auf, da die Anfangscharakteristik der Charakteristik eines Nebenschlußmotors ähnlich ist. Wenn der oben beschriebene Motor in gedruckter Schaltung angeschaltet wird, ist eine Anlaufzeit von 0,02 bis 0,08 Sek. erforderlich, während der das Drehmoment klein ist. Die erfincbungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Fenstereinstellvorrichtung ist mit einer Einrichtung versehen, den Motor während der Anlaufzeit nicht belastet zu halten, um das Anfangsdrehmoment zu kompensieren. Zu diesem Zweck weist das Ausgangszahnrad einen Antriebskörper und einen Mitläufer auf. Zwischen beiden ist ein umlaufender Spiele in Umfangsrichtung vorgesehen.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert,

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Fenstereinstel!vorrichtung;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine der Fig. 2 entsprechende schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 5 ist eine vergrößerte, zentrale, senkrechte Schnittansicht des Ausgangs Zahnrads und der zugehörigen Teile; Fig. 6 ist eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in Fig. 5-

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In der Zeichnung wird ein Gehäuse 10 gezeigt, das davon getragene Permanentmagnete 12 und Bürsten 14 aufweist. Ein gedruckter Rotor 16 mit einer Nabe 18 ist an der Drehachse 20 befestigt, die mit einem ölgetränkten Lager 22 gelagert ist, das von der an einem Plansch des Gehäuses 10 befestigten Permanentmagnetplatte 24 festgehalten wird. Der gedruckte Rotor 16, die Permanentmagnete 12 und die Bürsten 14 werden vom Gehäuse 10 und der Permanentmagnetplatte 24 umgeben, so daß sie einen Motor in gedruckter Schaltung bilden, der über den Leitungsdraht 26 von einer geeigneten Energiequelle (nicht gezeigt) gespeist wird. Es ist notwendig, daß die Bürste 14 elastisch mit dem gedruckten Rotor 16 in Berührung gebracht wird. Es ist jedoch ebenfalls erforderlich, die Größe des Motors in gedruckter Schaltung in axialer Richtung so gering wie möglich zu halten, und zu diesem Zweck ist vorzugsweise eine Blattfeder vorgesehen, die einen S-förmigen Teil (nicht gezeigt) aufweist, um die Bürste 14 an der Innenfläche des Gehäuses 10 zu halten.

Die Ausgangsdrehzahl des Motors in gedruckter Schaltung wird in der in den Fig. 2,3 und 4 gezeigten Ausführungsform durch ein Doppelplanetengetriebe reduziert. Ein primäres Sonnenrad 30 ist an der Drehachse 20 befestigt. Ein Innenzahnkranz 32 ist an dem Plansch des Gehäuses 10 fest angebracht. Drei primäre Planetenräder 34 sind zwischen dem primären Sonnenrad 30 und dem Innenzahnkranz 32 angeordnet und damit in Eingriff. Diese primären Planetenräder 34 sind an den jeweiligen Drehzapfen 36 angebracht, die von einem drehbar an der Drehachse 20 befestigten primären Planetenradträger 38 getragen werden. Durch das oben beschriebene primäre Planetengetriebe wird der primäre Planetenradträger 38 mit einer reduzierten Drehzahl von dem Motor in gedruckter Schaltung gedreht.

Ein sekundäres Sonnenrad 40 ist koaxial mit dem primären PIanetenradträger 38 an der Drehachse 20 verbunden. Drei sekundäre Planetenräder 44 sind zwischen dem sekundären Sonnenrad 40 und

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dem Innenzahnkranz 32 angeordnet und damit in Eingriff. Der Innenzahnkranz 32 ist axial verlängert, so daß er sowohl mit den primären Planetenrädern 34 als auch den sekundären Planetenrädern 44 in Eingriff steht. Diese sekundären Planetenräder 44 sind auf jeweiligen Drehzapfen 46 "befestigt, die durch einen drehbar an der Drehachse 20 befestigten sekundären Planetenradträger 48 getragen werden. Durch das oben beschriebene sekundäre Planetengetriebe wird der sekundäre Planetenradträger 48 durch den Motor in gedruckter Schaltung mit einer weiter reduzierten Drehzahl gedreht.

Ein Ausgangszahnrad 50 ist koaxial mit dem sekundären Planetenradträger 48 auf der Drehachse 20 verbunden und in Eingriff mit einem Segmentzahnrad (nicht gezeigt) einer Penstereinstellvorrichtung, um diese anzutreiben. Eine Abdeckung 52 ist an dem Innenzahnkranz 32 befestigt und bildet eine Innenabdeckung für das Planetengetriebe. Das Ausgangszahnrad 50 ist außerhalb der Abdeckung 52 durch eine darin ausgebildete Öffnung angeordnet und weist eine Nabe 54 auf, die drehbar durch ein Lager 56 gelagert ist, das von einer mit der Abdeckung 52 verbundenen Klemme 58 gehalten wird. Eine Öldichtung 59 ist zwischen der Abdeckung 52 und dem sekundären Planetenradträger 48 vorgesehen.

Während des Betriebes wird der Motor in gedruckter Schaltung durch eine geeignete Energiequelle gespeist, die durch einen Schalter, der auf dem Armaturenbrett angeordnet ist, gesteuert wird, um den gedruckten Rotor 16, die Drehachse 20 und das primäre Sonnenrad 30 zu drehen. Da der Innenzahnkranz 32 ortfest ist, laufen die primären Planetenräder 34 beide um das primäre Sonnenrad 30 und auf ihren eigenen Achsen 36, und daher dreht sich der primäre Planetenradträger 38 auf der Drehachse 20. Da das primäre Sonnenrad 30 kleiner als das primäre Planetenrad 34 und dieses wiederum kleiner als der Innenzahnkranz 32 ist, ist die Umdrehung des primären Planetenradträgers 38 langsamer als die Umdrehung des gedruckten Rotors 16.

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Der Umlauf des primären Planetenradträgers 38 wird auf daa Ausgangszahnrad 50 über das dazwischen liegende sekundäre Planetengetriebe übertragen und durch dieses weiter reduziert. Während z.B. ein Motor in gedruckter Schaltung mit 3600 Upm läuft, kann ein Ausgangszahnrad 50 mit etwa 70 Upm laufen. In diesem Pail beträgt das Übersetzungsverhältnis 1 /52.

Der Motor in gedruckter Schaltung, der mit der Planetengetriebeuntersetzung auf die oben beschriebene V/eise kombiniert ist, weist eine geringe Größe, Dicke und ein geringes Gewicht auf, so daß er leicht in die Türfüllung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann, wo das Ausgangszahnrad 50 mit einem Segmentzahnrad (nicht gezeigt) der dort angebrachten Fenstereinstellvorrichtung kämmt. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Fenstereinstellvorrichtung kann ebenfalls an der Innenseite der Tür angebracht werden. In beiden Fällen bildet sie infolge ihrer geringen Dicke kein Hindernis.

Mit der oben beschriebenen Anordnung ist es möglich,, eine in einem Fenster eines Kraftfahrzeuges angebrachte, gleitende Glasscheibe zum Schließen des Fensters durch Fernsteuerung oder durch Einschalten des Motors in gedruckter Schaltung vom Armaturenbrett aus über den Leitungsdraht 26 anzuheben. Zum Öffnen des Fensters oder zum Absenken der gleitenden Glasscheibe wird der Motor in gedruckter Schaltung in der umgekehrten Richtung durch einen Umschalter (nicht gezeigt) mit Strom versorgt.

Erfindungsgemäß kann für den Notfall eine Kurbel 60 angefügt sein. Wenn die Energiequelle,die Verdrahtung,der Motor oder eine ähnliche Einrichtung versagt, so daß es unmöglich ist, das Fenster automatisch zu öffnen und zu schließen, kann die mit der Hand betätigbare Notkurbel 60 benutzt werden. Zu diesem Zweck ist das zugängliche Ende oder das linke Ende in den Fig. 2 und 4 der Drehachse 20 mit einem vierkantförmigen Endstück 62 versehen, das durch eine zentrale Öffnung des Gehäuses 10 ragt. Die

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Notkurbel 60 weist· ein zu dem vierkantförmigen Endstück 62 passendes vierkantförmiges Loch auf. Durch Aufsetzen der Notkurbel 60 mit ihrem vierkantförmigen Loch auf das vierkantförmige Endstück 62 kommt die ITotkurbel 60 entfernbar mit der Drehachse 20 in Eingriff, um diese mit der Hand zu drehen und das Fenster zu öffnen und zu schließen.

Wenn die Drehachse direkt mit dem Alis gangs zahnrad 50 ohne Zwischenschalten eines Planetengetriebes verbunden ist, ist infolge der außerordentlich hohen Drehzahl und dem geringen Drehmoment ein vorteilhaftes Öffnen und Schließen des Fensters unmöglich. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Planetengetriebes wird es möglich, das Fenster mit einer geeigneten Geschwindigkeit durch eine Ausgangsleistung mit einem ausreichend großen Drehmoment zu öffnen und zu schließen. Wenn es versucht wird, das Fenster durch ein direktes Herunterdrücken zu öffnen, ist eine Drehung des Ausgangszahnrades 50 infolge des Drehwiderstandes an den Lagern und des Kontaktwiderstandes zwischen den Bürsten 14 und dem gedruckten Rotor 16 dem großen Untersetzungsverhält-. nis entsprechend und daher ein Öffnen des Fensters unmöglich,so daß die Einbruchssicherheit erhöht ist. Obwohl das Planetengetriebe bei der oben beschriebenen Ausführungsform zweifach ist, ist es ebenfalls möglich, ein einfaches oder mehrfaches Planetengetriebe je nach den Verhältnissen, wie z.B. der Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Fensters, der Größe des Motors in gedruckter Schaltung und ähnlichem zu verwenden.

In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Ausgangs zahnrad 50 einen Antriebskörper 70 und einen Mitläufer 72. Sie sind drehbar an der Drehachse 20 angebracht. Möglicherweise ist ein langgestrecktes Lager 74 vorgesehen, das koaxial mit der Drehachse 20 angeordnet ist, so daß deren hinteres Ende-drehbar an dem vorderen Ende des langgestreckten Lagers 74 gehalten wird und das durch eine mit der Abdeckung 52 verbundene Klemme 56 gehalten wird. Der Antriebskörper 70 und der Mitläufer 72 sind

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drehbar an dem langgestreckten Lager 74 angebracht. Der Antriebskörper 70 ist mit dem sekundären Planetenradträger 48 verbunden. Der Mitläufer 72 kämmt mit dem Segmentzahnrad der Fenstereinstellvorrichtung,um diese anzutreiben. Um das Anfangsdrehmoment des Motors in gedruckter Schaltung zu kompensieren, wird eine automatische Verbindung zwischen dem Antriebskörper 70 und dem Mitläufer 72 gebildet. Die hintere Endfläche des Antriebskörpers 70 stößt an die vordere Endfläche des Mitläufers 72 an. In der vorderen Endfläche des Mitläufers 72 ist ein Paar segmentformiger Aussparungen 76 vorgesehen. Das Segment verläuft in Umfangsrichtung. An der hinteren Endfläche des Antriebskörpers 70 ist ein Paar axialer Vorsprünge 78 ausgebildet, das in die segtnentförmigen Aussparungen 76 eingreift. Nachdem Mitläufer und Antriebskörper jeweils drehbar auf dem langgestreckten Lager 74 zusammengesetzt sind, greift der Vorsprung 78 mit einem Spiel in Umfangsrichtung c in die segraentförmige Aussparung 76 ein.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Motors in gedruckter Schaltung bei einer Antriebsvorrichtung für eine Fenstereindbellvorrichtung wird der Motor in gedruckter Schaltung gewöhnlich in wechselnde Richtungen gedreht. Die Anlaufzeit für einen Motor in gedruckter Sc.haltung dieser Klasse kann auf 0,02 bis 0,08 Sekunden festgesetzt werden. Erfindungsgemäß ist eine Zeitverzögerung zwischen dem Anlaufen des Antriebskörpers 70 und dem Anlaufen des Mitläufers 72 vorgesehen, die der Anlaufzeit für den Motor in gedruckter Schaltung entspricht. Wie bereits dargestellt, läuft der Motor in gedruckter Schaltung z.B. mit 5600 Upm und der Antriebskörper 70 mit etwa 70 Upm. Der Antriebskörper 70 dreht sich daher η-mal während der Anlaufzeit von z.B. 0,08 Sekunden, wobei η = 70/60 · 0,08 ist, was durch Multiplikation mit 36Qi? 33,48° ergibt. Dieses ist die Länge der segraentförmigen Aussparung 76 des Mitläufers 72 in Umfangsrichtung, obwohl es notwendig ist, die Dicke der Vorsprünge 78 in Betracht zu ziehen. In der Praxis wird der segmentförtnigen Aussparung 76 eine durch den Pfeil c in Fig. 6 gezeigte Länge von 35° gegeben.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü c he

Antriebsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Einstellen des Fensters eines Kraftfahrzeuges, gekennze ichnet durch einen Motor in gedruckter Schaltung mit einem gedruckten Rotor, wenigstens einem Permanentmagneten und wenigstens einer Bürste, durch wenigstens ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, wenigstens einem Planetenrad, einem Innenzahnkranz und einem Planetenradträger, wobei das Sonnenrad durch den Motor in gedruckter Schaltung angetrieben wird, das Planetenrad größer als das Sonnenrad ist und davon angetrieben wird, der Innenzahnkranz ortsfest und koaxial mit dem Sonnenrad und größer als das Planetenrad ist, und der Planetenradträger koaxial mit dem und"um die Achse des Sonnenrades drehbar ist und durch das Planetenrad angetrieben wird, und durch ein Ausgangszahnrad, das durch den Planetenradträger angetrieben werden kann und die Fenstereinstellvorrichtung antreiben kann, wobei die Fenstereinstellvorrichtung durch den Motor in gedruckter Schaltung mit einer geringeren Drehzahl als mit der, mit der der Motor in gedruckter Schaltung läuft, betrieben wird.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Motor in gedruckter Schaltung mit einem gedruckten Rotor, wenigstens einem Permanentmagneten, wenigstens einer Bürste, einem Gehäuse und einer Permanentmagnetplatte, wobei der gedruckte Rotor,der Permanentmagnet und die Bürste von dem Gehäuse und der damit verbundenen Permanentmagnetplatte umgeben sind, und der gedruckte Rotor in diesem Gehäuse drehbar angeordnet ist, durch ein .zweifaches Planetengetriebe mit einem primären Sonnenrad, wenigstens einem primären Planetenrad, einem primären Planetenradträger, einem sekundären Sonnenrad, wenigstens einem sekundären
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Planetenrad, einem sekundären Planetenradträger und einem Innenzahnkranz, wobei das primäre Sonnenrad koaxial mit dem gedruckten Rotor verbunden ist, das primäre Planetenrad größer als das primäre Sonnenrad ist und damit kämmt und drehbar auf dem primären Planetenradträger gehalten ist, das sekundäre Sonnenrad koaxial mit dem primären Planetenradträger verbunden ist, das sekundäre Planetenrad größer als das sekundäre Sonnenrad ist und damit in Eingriff steht und auf dem sekundären Planetenradträger drehbar gehalten ist und der Innenzahnkranz koaxial mit der Permanentmagnetplatte verbunden ist und größer als das primäre Planetenrad und das sekundäre Planetenrad ist und mit diesen in Eingriff steht, und durch ein Ausgangszahnrad, das durch den sekundären Planetenradträger angetrieben werden kann und die Fenstereinstellvorrichtung antreiben kann, wobei die Fenstereinstellvorrichtung durch den Motor in gedruckter Schaltung mit einer Drehzahl betrieben wird, die geringer als die Drehzahl ist, mit der der Motor in gedruckter Schaltung läuft.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der Hand betätigbare Notkurbel, die entfernbar mit dem Ende der Achse des gedruckten Rotors in Eingriff gebracht werden kann, so daß die Penstereinstellvorrichtung mit der Hand betrieben werden kann.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangszahnrad einen Antriebskörper und einen Mitläufer aufweist und zwischen beiden ein Spiel in Umfangsrichtung vorgesehen ist, wodurch das Anfangsdrehmoment des Motors in gedruckter Schaltung kompensiert wird.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitläufer mit einem Paar segmentförmiger Aussparungen versehen ist, die sich in Umfangsrichtung über einen Winkel von 35° erstrecken und mit einem Paar axialer Vor-

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Sprünge in Eingriff stehen können, die vom Antriebskörper ausgehen, wobei der Mitläufer etwa 0,08 Sekunden nach dem Anlauf des Motors in gedruckter Schaltung beginnt, die Penstereinstellvorrichtung anzutreiben.

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