DE3144498C2

DE3144498C2 - Seiltrommel für den Seilantrieb eines Fensterhebers

Info

Publication number: DE3144498C2
Application number: DE3144498A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1981-11-09
Publication date: 1984-06-14
Also published as: JPH0341632B2; JPS5886280A; ZA828215B; DE3144498A1

Abstract

Es wird eine Seiltrommel (40) für den Seilantrieb eines Fensterhebers vorgeschlagen mit einem konischen Aufwickelabschnitt (54). Hierdurch erreicht man, daß, bei entsprechender Bewicklung der Seiltrommel (40), die von der Seiltrommel (40) hervorgerufene Seil-Zugkraft bei geschlossenem oder fast geschlossenem Fenster am größten ist. Die in diesem Bereich erhöhte Reibungskraft zwischen Fenster und Dichtungen wird daher auch bei schwachem Antriebsmotor ohne weiteres überwunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seiltrommel für den Seilantrieb eines Fensterhebers, inibesondere für Kraftfahrzeuge.

Bekannte Seiltrommeln dieser Art sind mit zylindrischem Aufwickelbereich ausgebildet (DE-OS 22 15 222, DE-OS 24 11 894). Bei einer Betätigung des manuellen- oder motorgetriebenen Seilantriebs ist daher bei konstantem an die Seiltrommel angreifendem Drehmoment auch die von der Seiltrommel auf das Zugseil ausgeübte Zugkraft stets gleich groß, unabhängig von der jeweiligen Position der Fensterscheibe. Die zur Verschiebung der Fensterscheibe erforderliche und vom Zugseil zu übertragende Kraft ist jedoch längs des Hubwegs des Fensterhebers keinesfalls konstant. So erhöhte sich die Reibung zwischen der Fensterscheibe und der Fensterscheibenführung bei Schließen des Fensters, sobald der obere Rand der Fensterscheibe in die obere Abdichtung eintaucht. Diese erhöhte Reibung muß natürlich auch beim Wiederöffnen des Fensters überwunden werden. Beim Öffnen eines geschlossenen Fensters können noch zusätzliche Kräfte erforderlich sein, dann nämlich, wenn es gilt, die in ihren Abdichtungen festgefrorene Scheibe loszureißen. Bei dem bekannten Fensterheber mit zylindrischer Seiltrommel muß die Elektromotor-Antriebseinheit bzw. die Handkurbel-Antriebseinheit des Seilaniriebs für diesen ungünstigsten Fall ausgelegt sein. Im Falle einer Elektromotor-Anlriebseinheit wird ein relativ groß dimensionierter und damit schwerer und lei· siiingszehrender l'ektromotor benötigt, da der Seiltrommel-Durchmesser zur Erhöhung der Zugkraft nicht verringert werden kann, weil sonst die Schließ- bzw.

Öffnungszeit des Fensterhebers zu lang wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die Seiltrommel derart auszubilden, daß der Seilantrieb bei konstanter Antriebsleistung von der Position der Fensterscheibe abhängig unterschiedliche Seil-Zugkräfte ausübt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Seiltrommel wenigstens zwei Aufwickelbereiche unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Da der Anlaufpunkt, an dem das Zugseil die Seiltrommel berührt, beim Aufbzw. Abwickeln des Zugseils während der Betätigung des Fensterhebers in Richtung parallel zur Trommelachse wandert, liegt der Anlaufpunkt dementsprechend abwechselnd in den Aufwickeibereichen unterschiedlichen Durchmessers. Da die Zugkraft bei vorgegebenem Antriebsdrehmoment der Seiltrommel zum Durchmesser umgekehrt proportional ist, variiert dementsprechend auch die Seil-Zugkraft. Das Zugseil kann nun derartig um die Seiltrommel geschlungen sein, daß in der Schließstellung der Scheibe der Seilanlaufpunkt im Aufwickelbereich mit dem geringeren Durchmesser fiegt. Die zum Schließen bzw. öffnen der Fensterscheibe erforderliche erhöhte Kraft steht daher zur Verfügung. Von Voiteil ist auch, daß sich die Fensterscheibe im Bereich ihrer Schließstellung beim Betätigen des Fensterhebers relativ langsam bewegt, was die Einstellung eines Lüftungsspaltes wesentlich erleichtert. Aufgrund des Aufwickelbereichs größeren Durchmessers ist die Schließ- bzw. Öffnungszeit des Fensterhebers kurz. Die erfindungsgemäß ausgebildete Seiltrommel erhöht den Bedienungskomfort des Handkurbelbetriebenen .Seilantriebs; im Falle eines Eleklromotorbetriebenen Seilantriebs kann ein leichter Elektromotor mit niedrigen Anschlußwerten eingesetzt werden.

J5 Aus der DE-OS 25 25 354 ist es bei einem mit einem Hebel arbeitenden Fensterheber bekannt, den Hebel mittels einer gesonderten Kulissenführung so zu gestalten, daß bei konstanter Antriebsleistung die auf das Fenster ausübb;ire Kraft abhängig ist von der Position der Fensterscheibe.

Um eine ruckartige Änderung der Seil-Zugkraft während der Fensterheber-Betätigung auszuschließen und um Abkfiickungen des Zugseils zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß die Seiltrommel wenigstens einen, vorzugsweisc konischen, Aufwickelabschnitt mit längs der Trommelachsc stetig variierendem Aufwickelradius aufweist.

In einer besonders einfach herzustellenden ersten Ausführungsform ist die Seiltrommel über ihre gesamte

5n Aufwickcllänge konisch ausgebildet.

Für den Fall, daß in bestimmten Verstellbereichen des Fensterhebers konstante Seil-Zugkraft und konstante Fensterscheibengeschwindigkeit erwünscht ist, insbesondere bei Fensterhebern mit großen Hub, wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich an wenigstens einem Ende des Aufwickelabschnitts mit stetig variierendem Aufwickeldurchmesser ein zylindrischer Aufwickelabschnitt anschließt.

bo Es ist denkbar, daß das Zugseil mit dicht aneinanderliegcnden Windungen auf die glatte Seiltrommel aufgewickelt ist, so daß der erwähnte Anlaufpunkt in der gewünschten Weise bei der Drehung der Seiltrommel wandert. Urn jedoch unter sämtlichen Betriebsbedin-

hj giingen sicherzustellen, daß die Windungen ihre vorgesehene Lage einnehmen und beibehalten, wird vorgeschlagen, daß der bzw. die Aufwiekclabschnittc mit spiralig verlaufenden Scilaufnahmcnuten versehen sind.

Um den Reibungskraftschluß zwischen dem Zugseil und der Seiltrommel weiter zu erhöhen kann vorgesehen sein, daß die Seilaufnahmenuten geriffelt sind.

Als für den praktischen Betrieb hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Konuswinkel a 10 bis 40°. vorzugsweise 20 bis 30°, am besten etwa 25°, beträgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfitidungsgemäßen Seiltrommel;

F i g. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform;

Fig.3 eine Ansicht der Seiltrommel gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils III mit aufgewickeltem Zugseil;

F i g. 4 eine Ansicht gemäß F i g. 3 jedoch mit in anderer Weise aufgewickeltem Zugseil; und F i g. 5 eine Schemaansicht eines Fensterhebers.

In Fig. 5 ist grobschematisch ein Fensterheber zum Einbau in Kraftfahrzeugtüren gezeigt der allgemein mit 10 bezeichnet ist. Ein an einer vertikalen Führungsschiene 12 verschiebbar gelagerter Mitnehmer 14 trägt eine Halteschiene 16. die den unteren Querrand einer Fensterscheibe 18 umgreift. Der Mitnehmer 14 kann mittels eines Seilantriebs 20 in vertikaler Richtung längs der Führungsschiene 12 hin- und her verschoben werden.

Der Seilantrieb 20 wird von einem Zugseil 22 gebildet, welches in einer geschlossenen Schleife, von einer Elektromotor-Antriebseinheit 24 ausgehend, über Umlenkrollen 26 und 28 am unteren bzw. oberen Ende der Führungsschiene 12 geführt ist. Die Zugseilabschniue 30 und 32 zwischen der Antriebseinheit 24 und der unteren bzw. oberen Umlenkrolle 26, 28 können entweder frei liegen oder in Bowdenzughüllen laufen. Der Zugseilabschnitt 34 zwischen den Umlenkrollen 26 und 28 ist am Mitnehmer 14 befestigt, beispielsweise über einen am Mitnehmer 14 angebrachten, in Fig. 5 angedeuteten Seilnippel 36.

Die Antriebseinheit 24 beherbergt neben einem Elektromotor und einem Getriebe (jeweils nicht dargestellt) eine schematisch angedeutete Seiltrommel 40.

Fig. 1 zeigt in vergrößerter Ansicht die erfindungsgemäß ausgebildete Seiltrommel 40. Rein schematisch ist in Fig. I ein Gehäuse 42 der Antriebseinheit 24 mit unterbrochenen Linien angedeutet. Ebenfalls angedeutet ist ein Schneckenrad 44, welches mit einer Schnecke 46 kämmt. Die Schnecke 46 kann beispielsweise unmittelbar auf die Mo:orwelle des Elektromotors der Antriebseinheit 24 angeflanscht sein. Schneckenrad 44 und Seiltrommel 40 sind auf einer gemeinsamen, am Gehäuse befestigten Lagerwellc 48 drehbar gelagert. An der in Fig. 1 linken Stirnseite der Seiltrommel 40 sind vier Mitnahmevorsprünge 50 auf den Umfang verteilt, die in entsprechende Ausnehmungen des Schneckenrades 44 eingreifen und auf diese Weise eine drehfestc Verbindung zwischen beiden Teilen 40 und 44 herstellen.

An einem die Mitnahmevorsprünge 50 tragenden durchmesservergrößerten Bund 52 schließt sich ein sich konisch verjüngender Aufwickelabschnitt 54 an, der bis t>o /ur in F i g. 1 rechten Stirnfläche 56 (siehe auch F i g. 3) reicht. Der Aufwickelabschnitt 54 ist mit im Querschnitt teilkreisförmigen Seilaufnahmenuten 58 ausgebildet, die den Aufwickelabschnitt 54 nach Art einer durchgehenden Spirale vollständig abdecken. Anstelle einer einzi- s>5 L'en Spirale können jedoch auch mehrere derartige Spiralen, den Aufwickelabschniti 54 abdeckend, nebeneinander laufen. Der in F i g. 1 eingetragene Konuswinkel λ beträgt etwa 25°. Der Radius r\ am schmalen Konusende beträgt ca. zwei Drittel des Radius κ am breiten Konusende.

In Fig.3 ist schematisch dargestellt, wie das Zugseil 22 an der Seiltrommel 40 zu befestigen ist Der in F i g. 3 von rechts kommende Seilabschnitt wird beispielsweise von in F i g. 5 oberen Seilabschnitt 32 gebildet. Dieser Abschnitt ist durch eine Strich-Punkt-Punkt-Linie gekennzeichnet. Dieser Seilabschnitt 32 setzt sich in einer Reihe von Windungen auf der Seiltrommel 40 fort, die von einem im mittleren Bereich des Aufwickelabschnitts 54 liegenden Anlauf- bzw. Ablaufpunkt A in Richtung zum breiteren Konusende hin spiralig aufgewickelt sind. Das nachfolgende Seilende verläßt den Aufwickelabschnitt 54 durch eine Radialnut 60 des Bundes 52 und ist an der in F i g. 1 linken Stirnseite an der Seiltrommel 40 befestigt, beispielsweise dadurch, daß ein entsprechender Seilnippel in eine in Fig. 1 angedeutete Nippelaufnahme 64 eingesetzt ist.

An den von unten kommenden Seilabschnitt 30 schließen sich an dessen Anlauf- bzw. Ablaufpunkt B einige Seilwindungen an, die zum schmäleren Konusende hin auf die Seiltrommel 40 gewickelt sind, wobei diese Windungen ebenso wie die bereits erwähnten Windungen, in die entsprechenden Seilaufnahmenuten 58 eingelegt sind. Am schmalen Konusende schließt sich an die auf den Seilabschnitt 30 folgenden Windungen das andere Seilende an, welches wiederum an der Seiltrommel 40 befestigt ist. Dies kann wiederum dadurch erreicht werden, daß ein Seilnippel 66 am Zugseilende in eine entsprechende Nippelaufnahme 68 in der Stirnfläche 56 eingesetzt wird.

Bei einer Drehung der Seiltrommel 40, beispielsweise im Uhrzeigersinn (Richtung D) der Fig. 3. wird der Zugseilabschnitt 32 in Fig.3 nach rechts bewegt unter zunehmender Abwicklung entsprechender Seilwindungen. Dies führt dazu, daß sich der Punkt A (in diesem Falle Ablaufpunkt) zunehmend in Richtung zum breileren Konusende verschiebt. Dementsprechend vergrößert sich auch der dem jeweiligen Ablaufpunkt A zugehörige Radius r bis dieser schließlich bei vollständiger Abwicklung der Windungen gleich dem Radius rs gemäß F i g. 1 ist. Der andere Abschnitt 30 wird bei dieser Seiltrommeldrehuiig zunehmend auf die Seiltrommel 40 gewickelt, was dazu führt, daß sie¹! der Punkt ß(in diesem Falle: Anlaufpunkt) in der gleichen Richtung, nämlich zum breiteren Konusende verschiebt. Bei vorgegebenem, von der Schnecke 46 über das Schneckenrad 44 auf die Seiltrommel 40 ausgeübten Drehmoment, wächst daher die durch den jeweiligen Radius des Anlaufpunktes B definierte Hebelarmlänge. Dementsprechend verringert sich die auf den Abschnitt 30 des Zugseils 22 ausgeübte Zugkraft. Andererseits erhöht sich bei dieser Aufwickelbewegung die Transportgeschwindigkeit des Zugseils 22, konstante Rotationsgeschwindigkeit der Seiltrommel 40 voraussetzend.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß dann, wenn die Seiltrommel in zur Richtung D entgegengesetzter Richtung verdreht wird, die auf den Abschnitt 32 des Zugseils ausgeübte Zugkraft kontinuierlich anwächst, unter Verringerung der Transportgeschwindigkeit des Seiles.

In der in F i g. 5 mit unterbrochener Umrißlinie angedeuteten, mit 18' bezeichneten Schließstellung der Fensterscheibe 18 befinden sich die An- bzw. Ablaufpunkte A und Bin ihrer dem schmalen Konusende nachstgelegcnen Lage. Entsprechend dem Radius /·\ ist hier die Zugkraft am größten und beträgt bei dein angegebenen Radiusverhältnis das etwa I.Sfarhi: der 7ιιυΙίπιΓι l-mi

vollständig geöffnetem Fenster (Punkte A und B am breiten Konusende). Aufgrund der hohen Zugkraft bei geschlossenem oder fast geschlossenem Fenster bereitet es keine Schwierigkeiten selbst bei schwach dimensioniertem Elektromotor die Fensterscheibe 18 zu bewegen, obwohl die zusätzliche Reibungskraft zwischen der Scheibe und der oberen Dichtung zu überwinden ist. Selbst ein Losreißen der vereisten Scheibe von den Dichtungen verkraftet der Fensterheber 10. Da die Transportgeschwindigkeit des Zugseils in der oberen Einstellung 18' des Fensters 18 relativ gering ist, kann die Fensterscheibe 18 genau positioniert werden, insbesondere zur Einstellung eines Lüftungsspalts.

In F i g. 4 ist eine von der F i g. 3 abweichende Art der Belegung der Seiltrommel 40 mit dem Zugseil 22 darge- is stellt. Das Zugseil 22 ist nunmehr als vollständig geschlossene Schleife ausgeführt, also mit aneinander befestigten Seilenden, beispielsweise mittels des Scilnippels 36 am Mitnehmer 14 (siehe Fig. 5). Um den Rcibungskraftschluß zwischen Zugseil 22 und Seiltrommel >n 40 herzustellen, ist zumindest eine Seilwindung auf die Seiltrommel 40 gewickelt (d. h. in die entsprechende Nut 58 eingelegt). Bei einer Verdrehung der Seiltrommel 40 verschiebt sich diese eine Seilwindung in Richtung parallel zur Seiltrommelachse 70. Während jedoch bei der Wicklungsart gemäß F i g. 3 die Gesamtlänge der jeweils aufgewickelten Windungen konstant bleibt und damit auch die Länge der über die Umlenkrollen 26 und 28 geführten Seilschleife, ändert sich bei der Wickelan ρ-Μ'ΜΙ* I ig Ί tile !.Ηί|>··.Ιη JfWeIl*! rtiiigewli Ιο·ΙΙβι ti 1» nen Seilwindung und damit auch die Schleifenlänge. Es muß daher für einen Seillängenausgleich gesorgt werden, beispielsweise dadurch, daß die Umlenkrolle 28 in Richtung des Pfeils C gegen Federkraft verschiebbar ausgebildet ist. Zur Erhöhung des Reibungskraftschlusses zwischen der einen Windung und den Nuten 58 können die Nuten 58 geriffelt sein.

In Fig.2 ist eine weitere Ausführungsform der Seiltrommel dargestellt, wobei Bauelemente, die denen der Seiltrommel 40 entsprechen, mit denselben Bezugsziffern, jeweils vermehrt um die Zahl 100 versehen sind. Die Seiltrommel 140 gemäß Fig.2 ist an ihrem linken Ende wiederum mit einem Bund 152 ausgebildet, von dem in axialer Richtung nach links Mitnahmevorsprünge 150 abstehen. Eine Lagerbohrung für den Bolzen 48 gemäß F i g. 1 durchsetzt die Seiltrommel 140 und ist mit 151 bezeichnet. Im Unterschied zur Seiltrommel 40 weist die Seiltrommel 140 außer dem konischen Aufwikkelabschnitt 154 noch zwei zylindrische Aufwickelabschnitte 170 und 172 auf, die sich in Fig.2 nach links bzw. nach rechts an den konischen Aufwickelabschnitt 154 unmittelbar anschließen. Der Abschnitt 170 hat daher den Umfangsradius η und der Abschnitt 172 den Umfangsradius r\. Durch diese Ausgestaltung erreicht man, daß sich an einen Verstellbereich des Fensterhebers mit variierender Seil-Zugkraft und variierender Seilgeschwindigkeit in beiden Richtungen Verstellbereiche anschließen mit konstanter Zugkraft und konstanter Geschwindigkeit Diese Ausgestaltung erweist sich als besonders vorteilhaft bei Fensterhebern mit langem Verstellweg. Gegebenenfalls kann der Abschnitt 172 auch entfallen, was durch eine unterbrochene Schnittlinie 174 angedeutet ist.

Der vorstehend beschriebene Fensterheber 10 zeichnet sich dadurch aus, daß er bei hoher Funktionssicherheit mit einem schwach dimensionierten und daher entsprechend leichten Elektromotor auskommt Im Falle eines nicht dargestellten Handkurbel-Antriebes ergibt sich ein hoher Bedienungskomfort des Fensterhebers, da die aufzuwendenden Kräfte auch bei geschlossenem oder fast geschlossenem Fenster klein bleiben und dennoch ein zügiges Fensteröffnen bzw. Schließen erreicht wird.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Seiltrommel (40; 140) für den Seilantrieb (20) eines Fensterhebers (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Aufwickelbereiche unterschiedlichen Durchmessers aufweist.

2. Seiltrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen, vorzugsweise konischen, Aufwickelabschnitt (54; 154) mit längs der Trommelachse (70) stetig variierendem Aufwickelradius aufweist.

3. Seiltrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie über ihre gesamte Aufwickellänge konisch ausgebildet ist (F i g. 1).

4. Seiltrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an wenigstens einem linde des Aufwickelabschnitts (154) mit stetig variierendem Aufwickeldurchmesser ein zylindrischer Aufwickel- übschnhl(170,172) anschließt (F i g. 2).

5. Seiltrommel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Aufwickelabschnittc (54; 154,170,172) mit spiralig verlaufenden Seilaufnahmenuten (58) versehen sind.

6. Seiltrommel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilaufnahmenuten (58) geriffelt sind.

7. Seiltrommel nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Konuswinkcl nc 10 bis 40°, vorzugsweise 20 bis 30°, am besten etwa 25", beträgt.