DE2715447A1 - Fensterheber, insbesondere fuer fenster von automobilen - Google Patents

Description

VVILHtLMS Ci KILIAN

PATEKTANWÄi TE

COMPAGNIE INDUSTRIELLE DE MEOANISMES
92203 NEUILLY/FRANKREICH

DR. ROLF E. WILHELMS DR. HELMUT KILIAN

QLIfIELSTRASSE β

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TfLFFON (O BO) 47 4Ο73· TCLLX 623407 (wtp-d)

TCLEGRAMME PATRAN5 Ν4θΤν)ΟΜ£

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HP 617

Fensterheber, insbesondere für Fenster von
Automobilen

Die Frfindung betrifft einen Fensterheber zur Bewegung von (llei t f ens t ern , insbesondere von Fenstern in Türen von Automobilen, bei -welchem auf einer 13 e f e s t i gungspla t t e zwei drehbare Zahnelemente, an denen jeweils ein Betätigungsarm für ein Fenster befestigt ist und von denen das eine eine Innen-

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verzahnung und das andere eine Außenverzahnung aufweist, und zwei koaxiale fest miteinander verbundene Ritzel vorgesehen sind, die mit dem einen bzw. anderen der Zahnelemente im Eingriff stehen und mit einem Steuerteil verbunden sind. Die Betätigung der Ritzel kann entweder mit einem von Hand zu betätigenden Steuerteil, beispielsweise einer Kurbel, oder mit Hilfe eines auf der Befestigungsplatte angebrachten Elektromotors geschehen. Die Zahnelemente sind zur Lieferung einer ausreichenden Untersetzung bei geringem Platzbedarf oft als Zahnsegmente ausgebildet.

Fensterheber dieser Art sind insofern vorteilhaft, als sie ohne Führungselemente für die Arme auskommen und in beiden Richtungen ein paralleles Versetzen der Führung an der Unterseite der Scheibe, in der die freien Enden dieser Arme aufgenommen sind, sicherstellen und eine Befestigung der Platte in beliebiger Winkellage gestatten, was die Montage der Vorrichtung in einer Automobiltür erleichtert. Darüber hinaus treibt jeder Zahn des Ritzels nur eines der beiden Zahnelemente an.

Die bekannten Fensterheber der genannten Art, wie sie beispielsweise in der FR-PS 848 369 und der US-PS 2 281 383 beschrieben sind, weisen jedoch, zurückgehend auf die Tatsache, daß die Ritzel verschiedene Durchmesser haben und Jedes nur in ein einziges Zahnelement eingreift, die folgenden Nachteile auf:

- Die gemeinsame Welle der Ritzel ist schlecht im Gleichgewicht und einer gewissen Scherbeanspruchung unterworfen;

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— aufgrund der geringen in einer Automobiltür verfügbaren Dicke ist es ausgeschlossen, billige Verzahnungen aus Kunststoff zu verwenden, denn diese Verzahnungen, die weniger widerstandsfähig sind als Verzahnungen aus Metall, erfordern eine Zahnhöhe, die deutlich zu groß ist;

- infolgedessen ist es unmöglich, Spiralverzahnungen vorzusehen, die für eine Massenherstellung zu teuer wären, wenn man sie aus Metall herstellte.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Fensterheber bereitzustellen, der obige Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Fensterheber der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die zwei Ritzel zu einem einzigen vereinigt sind, welches auf einer gemeinsamen Höhe mit den beiden Zahnelementen kämmt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

Fig. 1 eine Draufsicht eines Fensterhebers, dessen Ritzel nach einem bekannten Prinzip angeordnet sind,

Fig. 2 eine teilweise schematische Ansicht dieses Fensterhebers, teilweise abgebrochen und teilweise geschnit ten längs Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht einer ersten Ausführungsfortn des Fensterhebers nach der Erfindung,

Fig. h eine Schnittansicht des Fensterhebers der Fig. 3i Schnitt längs Linie k-h der Fig. 3,

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Fig. 5 eine schematische Teilansicht in der Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des Fensterhebers nach der Erfindung und

Fig. 6 eine Schnittansicht des Fensterhebers der Fig. 5» mit Schnitt längs Linie 6-6 der Fig. 5·

Der in den Fign. 1 und 2 dargestellte Fensterheber 1 umfaßt zwei Betätigungsarme 2 und 3> die jeweils mit Zahnsegmenten 4 bzw. 5 verbunden sind, und ein Halbgehäuse 6, welches eine Träger- und Befestigungsplatte bildet, und in welchem ein Kasten 7 angebracht ist, welcher einen Motor und Antriebselemente zur Drehung von Segmenten k und 5 um ihre gemeinsame Achse X-X, die durch einen Zapfen 8 gebildet ist, enthält. Im Einsatz ist der Fensterheber 1 mit Hilfe von Schrauben 6^a in einer Automobiltür so befestigt, daß die Achse X-X horizontal verläuft.

Jeder Arm 2,3 ist gerade und trägt an seinem freien Ende einen Knopf 9» welcher im Einsatz von einer horizontalen Führungsschiene (nicht gezeigt) aufgenommen wird, die am unteren Rand der zu betätigenden Scheibe befestigt ist. Im Bereich seines anderen Endes, welches von dem Zapfen 8 durchsetzt wird, ist der Arm 2 mit Hilfe mehrerer Schweißpunkte 10 auf dem radial innenliegenden Teil des zugehörigen Zahnsegments k befestigt. Letzteres, das eben ist, erstreckt sich in Winkelrichtung über einen Winkel, der etwas über 90 liegt, und weist einen großen Ausschnitt 11 auf, der ein gekrümmtes Fenster definiert, dessen radial außenliegender Rand die Form eines Kreisbogens hat und zu einem Zahnkranzsektor 12 mit Innenverzahnung geformt ist. Wie in Fig. 2 zu sehen, entfernt sich der Arm 2, ausgehend von den

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Schweißpunkten 10, zunehmend in zum Halbgehäuse 6 entgegengesetzter Richtung von der Ebene des Segments h.

Der zweite Betätigungsarm 3 ist ähnlich aufgebaut wie der Arm 2. Der zweite Arm weist jedoch einen ebenen Teil I3 auf, der von dem Zapfen 8 an einer Stelle durchsetzt wird, die im Abstand von seinem nicht den Knopf tragenden Ende liegt. Zwischen dieser Stelle und diesem Ende weist der Arm 3 im Bereich des Zapfens 8 eine zum Halbgehäuse 6 gerichtete Stufe 1^ auf, und dann einen zweiten ebenen Teil 15» an dessen Ende mit Hilfe mehrerer Schweißpunkte 16 das zweite Zahnsegment 5 befestigt ist. Letzteres ist aus dem vom Ausschnitt 11 herrührenden Verschnitt des ersten Segments gebildet und weist an seinem Außenumfang einen Zahnkranzsektor 17 mit Außenverzahnung auf, wobei die Winkelamplitude des Zahnkranzsektors 17 die gleiche ist wie die des Zahnkranzsektors 12.

Der Zapfen 8 durchsetzt drehbar eine in dem Halbgehäuse 6 vorgesehene kreisförmige Öffnung 18; seine axiale Lage -wird durch eine Endschulter 19 festgelegt, die sich am Innenrand der Öffnung 18 abstützt. Ein Abstandsring 20 ist drehbar auf dem Zupfen 8 außerhalb des Halbgehäuses 6 zwischen diesem und dem Segment h angebracht und dient als Lager für das Segment 5· Das zweite Ende des Zapfens 8 besteht aus einem geschlitzten Kopf 21, der, beispielsweise durch Schweißen, auf der Seite des Arms 2 befestigt ist, die dem Halbgehäuse 6 entgegengesetzt liegt. Eine Schulter des Ringes 20 hält einen kleinen Abstand zwischen dem Arm 3 und dem Segment k. Die Stufe 1^ ist ungefähr gleich der Dicke des Segments 5» so daß die Ebene des letzteren von derjenigen des Segments h, dessen Außenrand in einem geeigneten auf dem Halbgehäuse 6 befestigten Element 22 geführt wird, ebenfalls in geringem Abstand liegt.

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Eine Spiralfeder 23, deren inneres Ende im Schlitz des Kopfes 21 eingehängt ist und deren äußeres Ende gegen eine auf dem zweiten Arm 3 vorgesehene Warze 2k wirkt, belastet die beiden Arme 2 und 3 ständig nach oben, wodurch das Gewicht des zu bewegenden Fensters kompensiert wird. Es ist zu beachten, daß die beiden Arme, gemessen von der Achse X-X zu den Knöpfen 9» die gleiche Länge haben und daß sie sich längs der Halbierungslinien der Segmente k bzw. 5 erstrecken.

Der Kasten 7 enthält einen Kleinmotor irgendeines geeigneten Typs, dessen Abtriebswelle 25 mit einer Schnecke versehen ist, die tangential an ein Zahnrad 26 angreift, dessen Achse Y-Y parallel zur Achse X-X liegt und das ebenfalls im Kasten 7 enthalten ist. Letzterer weist eine Öffnung 27 auf, die von einem Zapfen 28 durchsetzt wird, der, nachdem er ein in einer zweiten Öffnung 32 des Halbgehäuses 6 angeordnetes Lager 31 durchsetzt hat, das Zahnrad 26 koaxial mit zwei Betätigungsritzeln 29 und 3O verbindet .

Die zwei Ritzel 29 und 30 sind aus einem einzigen Stück, beispielsweise aus Metall, hergestellt und weisen eine Geradverzahnung auf. Das äußere Ritzel 29 hat einen etwas größeren Durchmesser als das innere Ritzel 3O und steht ständig mit der Innenverzahnung 12 des ersten Segments k im Eingriff. Das andere Ritzel 30 greift in gleicher Weise an die Außenverzahnung 17 des anderen Segments 5 an. Selbstverständlich sind die Höhen der Ritzel etwas größer als die Dicke der Segmente k und 5.

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Im allgemeinen ist es einfach, die Beziehung auszurechnen, über die der Modul der Verzahnungen h-29 und 5-30 und andererseits die Zähnezahlen dieser vier Zahnelemente zusammenhängen müssen, damit für eine bestimmte Drehung des gemeinsamen MitnehmerzapFons 28 die Winkelversetzungen der beiden Segmente und damit der beiden Arme gleich sind. Vorzugsweise gibt man den beiden Ritzeln eine gleiche Anzahl von Zähnen und damit ebenso eine gleiche Anzahl von Zähnen den beiden Segmenten, selbstverständlich unter der Annahme, daß ihre Winkelamplitude dieselbe ist. Für den Einsatz wird die Befestigungsplatte 6 vorzugsweise so in der Tür befestigt, daß die beiden Arme 2, ') bezüglich der horizontalen Mittelposition, für die sich der eine jeweils in der Verlängerung des anderen befindet, einen symmetrischen Lauf nehmen.

Die Wirkungsweise des Fensterhebers 1 ergibt sich leicht aus der vorstehenden Beschreibung: Wenn der Antriebsmotor in der einen oder anderen Richtung in Gang gesetzt wird, versetzt er über die Schnecke 25 das Rad 26 in eine Drehbewegung, was zu einer Drehung der beiden Ritzel 29 und ')0 führt. Unter der Annahme beispielsweise, daß sich die beiden Ritzel bei Betrachtung gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinn drehen, wird das Segment h durch einen Zahn des Ritzels 29 im Uhrzeigersinn angetrieben und gleichzeitig wird das Segment 5 durch einen dem ersten diametral gegenüberliegenden Zahn des Ritzels 30 im entgegengesetzten Sinn angetrieben.

Der in den Fign. 3 und k dargestellte Fensterheber 1 unterscheidet sich wesentlich vom Fensterheber 1, insofern als die beiden Ritzel 29 und 30 der Fign. 1 und 2 durch

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ein einziges Ritzel 29 ersetzt sind, was darauf hinausläuft, daß den Ritzeln 29 und 3O derselbe Durchmesser und dieselbe Zähnezahl gegeben wird. Die beiden Drehzapfen 8" und 28^ sowie der Antriebsmotor werden zwischen einer Hauptplatte 6" und einem Steg bzw. Nebenplatte 6^C, die in dem Aufbau zur Hauptplatte parallel verläuft, gehalten. Dieser Steg 6^C ist in Fig. 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt.

Jeder Arm 2 , 3 ist aus geripptem gepreßtem Blech in einem einzigen Stück mit dem zugehörigen Segment h^, 5^ hergestellt. Der Umfang jedes der beiden Segmente ist durch eine ebene Zone gebildet, die außen bzw. innen von einer zylindrischen Wand 33 bzw. '}h begrenzt wird. Die Wände 33 und ^U sind in entgegengesetztem Sinn gerichtet und jede der so definierten Ausnehmungen nimmt eine Verzahnung aus Kunststoff auf, nämlich eine Innenverzahnung 35 bzw. eine Außenverzahnung 36. Diese Verzahnungen sind dauernd an gegenüberliegenden Stellen im Eingriff mit dem einzigen Ritzel 29^b.

Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber derjenigen der F±gn. 1 und 2 liegt darin, daß das einzige Ritzel 29 auf gleichem Niveau und in der gleichen Höhe mit den beiden Zahnkränzen kämmt. Dies stellt zum einen ein strenges Im-Gleichgewicht-Sein des Drehzapfens 28^ des Ritzels sicher, der somit absolut keiner Scherbeanspruchung unterworfen ist. Zum anderen läßt sich die Gesamthöhe der Verzahnung deutlich verringern und damit zugleich die Gesamthöhe der Vorrichtung, die in der Dicke einer Wagentür untergebracht werden muß.

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Die einzige Verzahnung des Ritzels 29 , das mit zwei Zahnkränzen 35 und 36 unterschiedlichen Durchmessers kämmt, liei'ert theoretisch jedoch eine; für die beiden Arme unterschiedliche Untersetzung, so daß ein bestimmter Drehwinkel des Ritzels 29^b zwei verschiedenen Drehwinkeln, in entgegengesetzten Richtungen, der beiden Arme 2 und 3 entspricht. Tatsächlich liegt die Zähnezahl des Innenzahnkranzes 35 normalerweise um das Doppelte der entsprechenden Zähnezahl des Ritzels 29^b über derjenigen des anderen Zahnkranzes 36) selbstverständlich unter der Annahme, daß sich die beiden Zahnkränze über den selben Winkel erstrecken. Venn beispielsweise der Zahnkranz 36 100 Zähne und das Ritzel 29 sechs Zähne hat, dann hat der Zahnkranz 35 normalerweise 100 +2x6= 112 Zähne. Folglich hat das Segment 5^b eine Untersetzung von 6/100 und das Segment U eine Untersetzung von 6/112, woraus sich eine Differenz in der Winkelverder beiden Segmente von 12 Ί'> ergibt.

Aus diesem Grunde wird man bei dieser Ausführungsform der Erfindung, wenn man eine im wesentlichen parallele Versetzung der Führung an der Unterseite der Scheibe erreichen will, dazu geführt, abhängig von der für die Versetzung der Enden der beiden Arme geforderton Genauigkeit, eine oder mehrere Korrekturmaßnahmen zu verwenden. Diese Korrekturmaßnahmen sind die folgenden:

Zu allererst kann man die Verzalinungen korrigieren, um die Differenz zwischen den Zähnezahlen der beiden Segmente zu vermindern. Diese Korrektur der Verzalinungen läßt sich nur in einem ziemlich beschränkten Maße durchführen. In dem oben angegebenen Zahlenbeispiel kann man beispielsweise

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den beiden Segmenten IO3 bzw. 109 Zähne geben, was den Fehler ungefähr auf die Hälfte herabsetzt.

Eine zweite Art, die Differenz zwischen den Winkelversetzungen der beiden Segmente zu verringern, besteht darin, den beiden Betätigungsarmen 2 und 3^D verschiedene Längen zu geben, wobei der zum stärker untersetzten Segment (d.h. zum Segment h^) gehörige Arm die größere Länge hat. Unter diesen Bedingungen ist es leicht zu zeigen, daß die Differenz der Projektionen auf eine vertikale Gerade der Versetzungen der Enden der beiden Arme im betrachteten Gebiet eine Funktion mit sinusförmigem Verlauf ist, die im Bereich der Winkelversetzung der beiden Segmente dreimal verschwindet, unter der Annahme, daß diese Versetzung symmetrisch bezüglich der Mittellage ist, für welche Jeweils der eine Arm in der Verlängerung des anderen liegt. Man kann den Fehler, der in der Mittelstellung stets Null ist, im höchsten und im niedrigsten Punkt der beiden Arme zu Null machen oder sogar diesen Fehler halbieren, indem man als die Stellen, an denen der Fehler verschwindet, die zwei Punkte wählt, die in halbem Abstand zwischen dem hohen Punkt einerseits, dem tiefen Punkt andererseits und dem mittleren Punkt liegen. Beispielsweise kann die mittlere Maximalabweichung für einen Vertikallauf von ungefähr k50 mm für jeden Knopf 9 so ungefähr auf 2 mm zurückgebracht werden.

Durch Kombination der Korrektur der Verzahnungen mit einer zweckmäßig gewählten Längendifferenz zwischen den Armen gelangt man zu einer so ausreichenden Verminderung der Maximaldifferenz zwischen den Vertikalversetzungen der Enden der Arme, daß man sich in für die Praxis annehmbaren Grenzen

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befindet. In obigem Beispiel kann man so diese Maximaldifferenz auf einen Wert zwischen 1 und 1,5 mm zurückführen.

Die Fign. 5 und 6, die schematischer als die vorangehenden sind, zeigen einen Fensterheber 1 , der im Aufbau ähnlich ist wie der Fensterheber 1 , der jedoch auf einfache Weise jeder Untersetzungsdifferenz zwischen den zwei Segmenten vermeidet. Hierfür sind die beiden Segmente h und 5 im wesentlichen in gleicher Weise hergestellt wie die Segmente k bzw. 5 der Ausführungsform der Fign. 3 und k, jedoch ist die Rotationsachse X' - X¹ des Segments 5 bezüglich der Rotationsachse X-X des Segments h um einen Abstand d verschoben, der gleich dem Teilkreisdurchmesser des einzigen Ritzels 29^d ist. Die Achsen X-X, X' -X¹, Y-Y sind konplanar, wobei die Achse X¹ - X' die von der Achse Y — Y weiter entfernte ist. Die beiden Segmente können also die gleiche Zähnezahl haben und somit für eine bestimmte Drehung des Antriebsritzels 29 winkelmäßig um gleiche Beträge versetzt werden. Die beiden Arme 2 , 3 haben unter diesen Bedingungen die gleiche Länge.

Bei den Ausführungsformen der Fign. Ί bis 6 sind die Verzahnungen der Ritzel 29 » 29 und der beiden Segmente bevorzugt Schraubverzahnungen und aus Kunststoff. Es ist in diesem Zusammenhang zu beachten, daß allein die Zahnräder aus Kunststoff in der Praxis die Verwendung von Schraubverzahnungen gestatten, die unter dem Gesichtspunkt der Eingriffsspiele vorteilhaft sind, denn die Kosten eines Metallzahnrades mit einer solchen Verzahnung würden sich verbieten. Nun kann man aber Verzahnungen aus Kunststoff, die vergleichweise wenig widerstandsfähig sind, nur verwenden, wenn rrum in der geringen Dicke einer Autotür über eine für jedes Segment ausreichende nutzbare Zahnhöhe verfügt.

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Dies genau aber liefern die Ausführungsformen der Fign. 3 bis 6 dank des einander axial gegenüberliegenden Angreifens der beiden Zahnkränze am einzigen Ritzel.

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Claims (1)

1. C. I.M. HI 617/ IIP 617

   2715U7

   Patentansprüche

   1. Fensterheber mit zwei auf einer- Befestigungsplatte angebrachten drehbaren Zahnelenient en, an denen jeweils ein Betätigungsarm für ein Fenster befestigt ist und von denen das eine eine Außenverzahnung und das andere eine Innenverzahnung aufweist, und mit zwei miteinander fest verbundenen koaxialen Ritzeln, die mit dem einen bzw. anderen der Zahnelemente im Eingriff stehen und mit einem Steuerelement verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Ritzel zu einem einzigen Ritzel (29^b; 29^d) vereinigt sind, das auf einer gemeinsamen Höhe mit den zwei Zahnelementen (h , 5 5 k^d, 5^d) kämmt.

   2. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnelemente (^¹', 5^) koaxial sind.

   3. Fensterheber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (2 , 3^) unterschiedliche Längen haben und daß der längere Arm (2^) mit dem Zahnelement (^) mit der Innenverzahnung verbunden sind.

   h. Fensterheber nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den Zähnezahlen der zwei Verzahnungen (35. 3<j) der Zahnelemente (h , 5k) unter dem theoretischen Wert liegt, um die Differenz der Untersetzungen zwischen diesen Elementen und dem Ritzel (29 ) zu vermindern.

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   ORIGINAL INSPECTED

   C.I.M. PH 617/ HP 617

   5. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (X-X, X'-.X·) der zwei Zahneleraente (^ » 5 ) um einen dem Teilkreisdurchmesser des Ritzels (29 ) gleichen Abstand (d) gegeneinander versetzt sind und daß diese beiden Achsen und die Achse (Υ-Υ) des Ritzels konplanar sind.

   6. Fensterheber nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen des Ritzels (29^b; 29^d) und der Zahnelemente (h^h, 5^b; k^d, 5^d) aus Kunststoff sind.

   7. Fensterheber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen des Ritzels (29^b; 29^d) und der Zahnelemente (h^, 5 ; h , 5^d) Schraubverzahnungen sind.

   8, Fensterheber nach einem der Ansprüche 1 —7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnelemente (4,5; ^ > 5 ) durch Zahnsegmente gebildet sind.

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