-
Beschreibung:
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine zugfeste Kraftübertragungsanordnung,
insbesondere für Kraftfahrzeugfensterheber, im wesentlichen bestehend aus einem
im Verhältnis zu seiner Dicke sehr langgestreckten flexiblen Zugorgan sowie je mindestens
einem kraft- und/oder formschlüssig an ihm angreifenden, drehbeweglich oder linear
bewegbaren Antriebs-und Antriebsorgan.
-
Zugfeste Kraftübertragungsanordnungen dieser Art werden Uberall dort
benötigt, wo über größere Distanzen Drehbewegungen in achsversetzter Anordnung übertragen,
eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung oder umgekehrt übersetzt werden müssen.
Ein klassisches Beispiel einer zugfesten Kraft-Ubertragungsanordnung der vorausgesetzten
Art ist ein Antrieb, bei dem ein Seil als flexibles Zugorgan verwendet wird. Auch
Keil- und Zahnriemen-Kraftübertragungsanordnungen gehören vorgenannter Gattung an.
-
Bei einer zugfesten Kraftübertragungsanordnung, bei der das flexible
Zugorgan von einem Seil, insbesondere Drahtseil gebildet wird, besteht der relative
Nachteil, daß-das Antriebs- oder das Abtriebsorgan in keinem Falle form-, sondern
stets nur kraft- oder reibschlüssig an dem Seil angreifen kann. An- oder Abtriebsorgane,
die linear bewegt werden, klemmt man häufig am Seil fest, während rotierend bewegte
An- oder Abtriebsorgane, insbesondere Seilscheiben oder
-trommeln,
dadurch mit dem Seil möglichst schlupfarm verbunden werden, daß das Seil in mehrfachen
Windungen auf die Seiltrommel aufgewickelt wird. Fensterheber z.B., deren Antrieb
manuell oder elektrisch über ein Drahtseil erfolgt, verwenden derartige Seiltrommeln.
Das Drahtseil wird beidendig auf dieser Seiltrommel befestigt und jedes Seilende
etwa um die Länge des halben Fensterhubes darauf aufgewickelt. Im Betrieb wickelt
sich dann das An- und Abtriebsende auf die Wickeltrommel auf bzw. von dieser ab,
wodurch ein schlupffreier Antrieb mit dem Drahtseil gegeben ist.
-
Einerseits ist die Montage des Drahtseile sehr zeitaufwendig. Auch
muß die Seiltrommel entsprechend der benötigten Windungszahl relativ breit ausgeführt
werden. Andererseits besitzt das Drahtseil aber z.B. gegenüber Keilriemen- oder
Zahnriementrieben den wesentlichen Vorteil einfachster Bauform und den, daß Querverlagerungen
des Drahtseils möglich sind.
-
D.h., man kann das Drahtseil in Richtung aller drei Raumachsen auslenken,
wie dies z.B. bei Zahnriemen nicht möglich ist, die nur in einer Richtung quer zu
ihrer Längserstreckung verformbar sind, so daß alle An- und Abtriebsorgane in einer
einzigen Ebene anzuordnen sind.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine zugfeste Kraftübertragungsanordnung,
die sich insbesondere, aber keinesfalls ausschließlich, für Kraftfahrzeugfensterheber
in besonderer Weise eignet, dahingehend zu verbessern, daß ihr Zugorgan sowohl in
allen drei Raumdimensionen auslenkbar ist, andererseits aber bei relativ einfacher
Bauform einen günstigeren Angriff der Antriebs- und Abtriebsorgane erlaubt.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Zugorgan -eine in allen
Richtungen quer zu seiner Längserstreckung flexible, zugfeste Seele aufweist, an
der in regelmäßigen Abständen zur Längsachse des gestreckten Zugorgans symmetrische
Rotationskörper als Mitnehmer für den formschlüssigen Angriff des An- oder Abtriebsorgans
mit dazwischen angeordneten Abstandshaltern geringeren Durchmesser angebracht sind.
-
Das von der Erfindung vorgesehene Zugorgan ist in allen Richtungen
quer zu seiner Längsachse flexibel und somit in allen Richtungen auslenkbar. Die
in Form symmetrischer Rotationskörper an ihr angeordneten Mitnehmer erlauben einen
formschlüssigen Angriff der Antriebs- und Abtriebsorgane, wobei die zwischen den
Rotationskörpern vorgesehenen Abstandshaltern dem gesamten flexiblen Zugorgan eine
kettenähnliche Funktion verleihen. Trotz seiner in allen Richtungen flexibel biegbaren
Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Zugorgan durch reinen Formschluß, z.B. von
einem Zahnrad, einem Zahnsegment oder einer Zahnstange antreibbar. Die Erfindung
vereint damit in sich die Kraftübertragungsvorteile z.B. eines Zahnriemens als forrnsch
lüssig-zugfestes Kraftübertragungsorgan mit den Vorteilen z.B. eines in allen Richtungen
flexiblen Stahlseiles, welches allerdings nur in bedeutend aufwendigerer Weise mit
den Antriebs- und Abtriebsorganen verbindbar ist.
-
Auf einen Kraftfahrzeugfensterheber angewendet bedeutet die Erfindung,
daß man an Stelle der breiten und mehrere Windungen aufweisenden Seiltrommel ein
schmales verzahntes Antriebsrad verwenden kann, dessen Rotationsebene dank der
möglichen
allseitigen Auslenkbarkeit des Zugorgans nicht mit der vom Zugorgan aufgespannten
Ebene zusammenfallen muß.
-
Die flexible Seele des Zugorgans kann aus insbesondere zu einem Seil
geschlagenen etalldrähten bestehen, während die Rotationskörper und die Abstandshalter
vorteilhafterweise aus Gummi oder einem entropieelastischen Kunststoff bestehen
und auf die Seele aufvulkanisiert bzw. augespritzt sind.
-
Es ist insbesondere vorgesehen, daß die Rotationskörper und die Abstandshalter
werkstoffeinheitlich-stoffschlüssig miteinander verbunden sind, so daß das gesamte
Zugorgan lediglich aus zwei innig miteinander vereinten Teilen und Materialien besteht,
nämlich aus einer hochbelastbaren zugfesten Seele und den darauf aufgebrachten zur
Seelenlängsachse rotationssymmetrischen Zahnkörperelementen.
-
Die Rotationskörper können aus einem Kreiszylinderabschnitt mit an
jeder Seite daran anschließenden, zu den Abstandshaltern führenden konischen Ringflanken
bestehen, wodurch sich besonders günstige Kraftangriffsverhältnisse im Angriffsbereich
der An- oder Abtriebsorgane ergeben. Reine Kegel-, Zylinder- oder Kugelformen sind
gleichfalls denkbar.
-
Die Rotationskörper und die Abstandshalter bestehen vorzugsweise
aus einem Acetalharz (POM) oder einem thermoplastischen Polyurethan-Kunststoff (PU).
-
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
die Seele nur über einen oder mehrereTeilabschnitte
ihrer Länge
mit den Rotationskörpern und den Abstandshaltern versehen ist. Hierdurch ist es
möglich, ein besonders preiswertes und einfach ausgebildetes Zugorgan bereitszustellen
für Anwendungsfälle, in denen das Zugorgan nicht endlos umläuft. Bei einem Kraftfahrzeugfensterheber
beispielsweise wird üblicherweise eine Drehbewegung eines Rades als Antriebsorgan
in eine lineare Bewegung- eines an der Scheibe angreifenden Mitnehmers als Abtriebsorgan
umgesetzt. Die lineare Bewegung vollzieht sich dabei über einen begrenzten Weg,
den Scheibenbub, in der einen oder der anderen Richtung, während die gesamte Länge
des Zugorgans diesen Hub beträchtlich übersteigt, wenn - was häufig üblich ist -
das Antriebsorgan von der Führung des Mitnehmers weiter entfernt angeordnet ist.
Erfindungsgernäß benötigt das Zugorgan die mit dem Antriebsrad zusammenwirkenden
Rotationskörper und Abstandshalter dann nur in einem etwa dem Sefleibenhub entsprechenden
Abschnitt des Seiles.
-
Das An- und/oder Abtriebsorgan kann mit Zähnen versehen sein, deren
Form an die durch die Abstandshalter bestimmten Lücken zwischen je zwei Rotationskörpern
angepaßt ist, wobei die Zähne die Flanken der Rotationskörper zweckmäßig über mindestens
ein Drittel, vorzugsweise die Hälfte, des Umfangs umgeben. Diese die Rotationskörper
umgreifende Ausgestaltung des An- oder Abtriebsorgans sorgt für einen besonders
wirksamen formschlüssigen Verbund aucEs t-,ei beträchtlichen Querauslenkungen des
Zugorgans. Zur vereinfachten Herstellung solcher als Zahnräder oder Zahnstangen
ausgestalteter An- und/oder Abtriebsorgane ist vorgesehen, daß diese aus zwei spiegelbildlich
symmetrischen
Hälften zusammengesetzt sind, deren Teilungsebene quer zu den Zähnen verläuft.
-
Die Erfindung wird nachfiolgerl(i .in ihren Einzelheiten noch weitergehend
anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1.eine teilweise
in Ansicht, teilweise im Schnitt wiedergegebene Dars-tellung eines flexiblen Zugorgans
der zugfesten KraftUbertragungsanordnung-, Fig. 2 die schematische Darstellung des
Zusammenwirkens des Zugorgans mit einem An- oder Abtriebsorgan und Fig. 3 eine schematische
Darstellung eines die erfindungsgemäß Kraftübe rtragurigsanordnung verwendenden
Kraftfahrzeug-Fensterhebers.
-
In Fig. 1 ist mit 10 ein flexibles Zugorgan bezeichnet, welches eine
sich in seiner Längsrichtung erstreckende allrichtungsflexible zugfeste Seele 11
aufweist, die hier als geflochtenes Stahlseil 12 ausgeführt ist. Dieses Stahlseil
12 bzw. die Seele 11 ist gewissermaßen mit einem profilierten Kunststoffmantel umgeben,
z.B. dadurch, daß der Kunststoffmantel 13 auf das geflochtene Stahlseil aufgespritzt
ist und mit ihm daher einen haftenden Verbund eingeht. Wie aus Fig. 1 ersichtlich,
ist der Kunststoffmantel 13 in zwei verschiedene, jeweils abwechselnd aufeinander
folgende Abschnitte unterteilt, und zwar in eine Vielzahl von Rotationskörpern 14
des Durchmessers D-und Abstandshaltern 15 des kleineren Durchmessers
d.
Die Rotationskörper 14 sind im Ausführungsbeispiel, ebenso wie die Abstandshalter
15, kreiszylinder kurzer Länge, die über konische Fanken 16 ineinander uebergehen.
-
Die Anordnung nach Fig. 1 könnte man als "Zahnseil" bezeichnen, welches
die Besonderheit hat, daß die Zähne als Rotationskörper ausgebildet sind, und somit
über den gesamten Umfang für einen formschlüssigen Eingriff bereitstehen.
-
Aus Fig. 1 ist auch ohne weiteres ersichtlich, daß zwischen je zwei
von den Rotationskörpern 14 gebildete Zähnen, also in die von den Abstandshaltern
15 erzeugten Zahnlücken 26 eingreifende Zähne eines An- oder Abtriebsorgans einen
Zugantrieb auf das flexible Zugorgan 10 ausüben können.
-
Ein solches, z.B. als Rad ausgebildetes An- oder Abtriebsorgan ist
in seinem Kraftangriff an das flexible Zugorgan 10 in Fig. 2 dargestellt. Das An-
oder Abtriebsorgan 17 -z.B. ein Zahnrad, ein Zahnsegment oder eine Zahnstange -besteht
aus zwei Hälften 18 und 19, die einander kongruent und spiegelbildlich symmetrisch
sind sowie in der mit 20 bezeichneten Teilungsebene aneinander stoßen. Jede der
beiden Hälften 18 und 19 bildet einen sich etwa über einen Viertelkreis erstreckenden
Zahn-Grundabschnitt 21, 22 aus, die sich demgemäß zu einem Halbkreiszahn ergänzen,
der sich dem kreisförmigen Außenmantel 23 eines Rotationskörpers 14 anschmieg.t.
-
Die jeweiligen "Viertelzähne" 24 und 25 der beiden Hälften 18 und
19 des An- oder Abtriebsorgans 17 greifen in die "Rotationskörperlücken" 26 des
flexiblen Zugorgans 10. Das relativ weite Umgreifen des Zugorgans 10 durch das An-
oder Abtriebsorgan 17 erlaubt freiziigige Auslenkungen des Zugorgans 10 in
Querrichtungen,
z.B. in eine mit dem Pfeil 27 angedeutete Richtung, ohne daß der formschlüssige
Kraftangriff verlorengeht.
-
Fig. 3 zeigt die beispielhafte Anwendung der Erfindung an einem Kraftfahrzeug-Fensterheber.
Dieser besitzt einen grundsätzlich bekannten Aufbau mit einer an fahrzeugseitig
zu befestigenden Haltelaschen 30 getragenen Führungsschiene 31 für einen an der
nicht dargestellten Scheibe angreifenden Mitnehmer 32, der bei 33 an einem Seil
34 angeklemmt ist.
-
Sowohl am oberen als auch am unteren freien Ende der Führungsschiene
31 wird das die Schiene verlassende Seil umgelenkt und durch rohrarti.ge Führungen
35 zu einem Antriebsrad 36 geführt, welches auf einer von einem Getriebemotor 37
in beiden 'Drehrichtungen antreibbaren Antriebswelle 38 sitzt.
-
Der Antrieb des Antriebsrades 36 im Uhrzeigersinn führt bei dem dargestellten
Antrieb zu einem Absenken der Scheibe, während eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn
des Antriebsrades den Mitnehmer 32 und somit die Scheibe hebt.
-
Unter der Voraussetzung, daß das flexible Zugorgan insgesamt lediglich
ein Drahtseil ist, entspricht die dargestellte Ausführung in vollem Umfange dem
Stand der Technik mit der Maßgabe, daß dann die beiden Enden des Seiles auf dem
als Seiltrommel ausgestaltetqn Antriebsrad 36 fest verbunden und jeweils mehrfach
um die Trommel herumgeschlungen sind.
-
Sowohl eine breite Seiltrommel als auch das mehrfache Umschlingen
derselben durch das flexible Zugorgan sind nun
nicht mehr notwendig.
Das Antriebsorgan 36 besteht jetzt aus einem Zahnrad, dessen Konfiguration etwa
dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Antriebsorgan entspricht. Das Zugorgan 10 ist
endlos ausgeführt und besitzt einen §'nackten" Seilabschnitt 39 sowie einen mit
einer Vielzahl von Rotationskörpern 14 und Abstandshaltern 15 versehenen Abschnitt
40, dessen beide Enden mit 41 und 42 bezeichnet sind. Die Länge des Abschnittes
40 ist geringfügig größer als der dem-Mitnehmer 32 aufzuprägenden Scheibenhub. Das
Antriebszahnrad 36 wird beim Ausführungsbeispiel nicht mehrfach, sondern um wenlger
0 als 180 vom verzahnten Seilabschnitt 40 umschlungen. (An dieser Stelle sei erwähnt,
daß eine Kraftübertragung vom Rad 36 auf den Abschnitt 40 des Zugorgans 10 sogar
dann möglich wäre, wenn der Umschlingungswinkel 0 betragen, das Antriebsorgan also
am geradlinig verlaufenden Zugorgan angreifen würde.) Der besondere Vorteil dieser
neuen Anordnung besteht einmal darin, daß das Zugorgan 10 in einer mit einem Zahnriemen
vergleichbar einfachen Weise mit dem-Antriebsrad 36 verbunden werden kann, wobei
aber Querauslenkungen des Zugorgans sogar in erheblichem Ausmaße möglich sind. So
leidet z.B. die Funktionssicherheit des Antriebs nicht darunter, daß man beispielsweise
das Antriebsrad 36 in der Zeichnungsebene, die obere Zugmittelumlenkung beträchtlich
unterhalb und d-ie untere Seilumlenkung beträchtlich oberhalb dieser Ebene anordnet.
Die vom elastischen Zugmittel aufgespannte Ebene steht dann unter einem beträchtlichen
Neigungswinkel zur Rotationsebene des Antriebsrades 36. Derartige Konfigurationen
lassen sich weder mit einfachen Gliederketten noch mit Zahnriemen od.
-
dgl. erreichen.
-
Bei Kraftübertragungsanordnungen, d:te ein endloses Umlaufen des
flexiblen Zugorgans bedingen, also bei Kraftübertragungsanordnungen, bei denen z.i3.
eine fortlaufende Drehbewegung in eine andere fortlaufende Drehbewegung zu übertragen
ist, würde sich der verzahnte Abschnitt 40 über die gesamte Länge des flexiblen
Zugorgans abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 hinwegerstrecken.