DE4340013A1

DE4340013A1 - Elektrisch angetriebene Verstellvorrichtung für Fensterscheiben oder Schiebedächer von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE4340013A1
Application number: DE4340013A
Authority: DE
Inventors: Detlev Backert; Klaus Leidner; Klaus Wagner; Carsten Brandt; Uwe Klippert
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1995-06-01
Also published as: US5537782A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine besonders einfach aufgebaute und kostengünstig herstellbare elektrisch angetriebene Verstellvorrichtung für Fensterscheiben oder Schiebedächer von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

Aus DE 12 44 610 ist ein elektrisch angetriebener Fensterheber bekannt, der die Absenkung der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs entlang einer ge krümmten Bahn ermöglicht. Dabei greifen Führungsrollen, die in der Nähe der unteren Eckbereiche der Fensterscheibe angeordnet sind, in das Profil der ihnen zugeordneten Führungsschienen ein. Eine weitere (dritte) Führungs schiene befindet sich im mittleren Türbereich und trägt eine Zahnstange, welche mit der Verzahnung des Abtriebsritzels einer Motor-Getriebeeinheit im Eingriff steht. Da auch die zuletzt genannte Führungsschiene gekrümmt ausgebildet ist, muß die Motor-Getriebeeinheit beim Heben und Senken der Fensterscheibe an der Scheibenunterkante eine translatorische Bewegung aus führen. Gewährleistet wird dies durch eine mit der Scheibenunterkante ver bundene Gleitschiene.

Der beschriebene Fensterheber besitzt mit seinen drei Führungsschienen und der Gleitschiene für die Motor-Getriebeeinheit einen relativ aufwendigen Aufbau. Auch die Konstruktion der mittleren Führungsschiene mit der Zahn stange an einem Profilschenkel und der Gleitkante am anderen Profilschenkel ist für eine effektive Fertigung wenig geeignet. Für die die Motor- Getriebeeinheit tragende Gleitschiene besteht bei ungünstigen Witterungs verhältnissen eine hohe Vereisungsgefahr, was eine Betätigung der Fenster scheibe verhindern könnte.

Die DE 19 26 800 beschreibt eine Fensterhebeeinrichtung mit einem Zahn stangenantrieb, bei dem die Zahnstange in einem Fensterführungsprofil ge führt ist. Dabei ist die Zahnstange mit der Führungsschiene vorzugsweise einstückig ausgebildet. Dieser sehr einfache Aufbau integriert die Aufgaben der Kraftübertragung und der Scheibenführung in nur eine Baugruppe, wodurch ein hoher Grad an Kompaktheit bei Verwendung weniger Einzelteile erreicht wird.

Nachteilig ist jedoch, daß die Position des gestellfesten Antriebs nicht frei wählbar ist. Der Eingriff des Antriebsritzels in die Verzahnungs elemente der Zahnstange muß stets dicht unter dem Türschacht angeordnet sein, was jedoch bei Verwendung eines elektrischen Antriebes wegen des be schränkten Raumangebotes an dieser Stelle schnell zu Problemen führt. Darüber hinaus eignet sich die vorgeschlagene Lösung nicht für Fenster scheiben ohne seitlichen Rahmen, der die Zahnstange aufnehmen kann.

Die DE 40 26 214 A1 und die EP 0 490 341 A1 beschreiben Antriebsvorrich tungen unter Verwendung von Spindeln, die ebenfalls eine kompakte Bauweise erlaubt. Als nachteilig muß der schlechte Wirkungsgrad von Spindelantrieben angesehen werden. Bei Verwendung stark gewölbter Fensterscheiben müssen teure biegeelastische Spindeln zum Einsatz kommen. Die mit Spindelantrieben verbundenen Geräuschprobleme sind oft nur schwer beherrschbar. Desweiteren sind separate Führungsmittel für die Fensterscheibe erforderlich, da die Spindel selbst keine Führungsaufgaben übernehmen kann.

Ein weiteres Fensterhebersystem mit einem an der Scheibenunterkante ge lagerten Motor und einer schräg in der Tür angeordneten Antriebsstange zeigt JP 4-155 083 A. Die Stromzuführung ist als schraubenförmiges Kabel dargestellt, das sich vom Motor in einen unteren Eckbereich der Tür er streckt.

Beim Verfahren der Fensterscheibe zwischen ihrem oberen und ihrem unteren Anschlag überstreicht das Kabel einen großen Bereich der Türfläche, so daß relativ viel Platz für das Kabel freigehalten werden muß. Außerdem können beim Türzuschlagen unerwünschte Geräusche von den nicht fixierten Bereichen des Kabels hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch angetrie bene Verstellvorrichtung für Fensterscheiben oder Schiebedächer von Kraft fahrzeugen unter Verwendung eines Zahnstangenantriebes zu entwickeln, die sich durch eine hohe Kompaktheit und kostengünstige Herstellbarkeit aus zeichnet und die sich leicht an die wechselnden Bedingungen verschiedener Türkonfigurationen anpassen läßt. Insbesondere soll die Anzahl der Einzel teile der Verstellvorrichtung gering sein und die Kabelführung soll falls notwendig den Freiraum für andere Baugruppen, wie z. B. Lautsprecher o. a., nicht beeinträchtigen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Zahnstange gelöst, die als ein stückiges Teil mit wenigstens einer sich in Verstellrichtung erstreckenden Abwinklung ausgebildet ist, wobei den Führungsflächen der Zahnstange korrespondierende Führungsflächen des Führungsmittels zugeordnet sind.

Die besagte Abwinklung der Zahnstange erhöht nicht nur deren Steifigkeit, sie dient vor allem auch der Schaffung von Führungsflächen, welche Kräfte aufnehmen können, die winklig zur Verschieberichtung auftreten. Im ein fachsten Falle besitzt die Zahnstange an dem der Verzahnung gegenüberlie genden Randbereich eine Abwinklung, so daß ein L-förmiger Profilquerschnitt vorliegt. Besonders gute Führungseigenschaften werden mit einem Z-förmigen Profilquerschnitt erzielt. Außerdem können solche Bereiche, die nicht von Führungsmitteln überstrichen werden, Befestigungsstellen zur Verbindung der Zahnstange mit dem Türkörper aufweisen.

Vorzugsweise sind jedoch die freien Enden der Zahnstange (oben und unten) als Befestigungselemente ausgebildet, die beispielsweise durch Prägen der Zahnstange in den betreffenden Enden erzeugt werden können. Natürlich können die freien Enden der Zahnstange auch mit separaten Befestigungs elementen verbunden sein.

An dieser Stelle sei auch darauf hingewiesen, daß die Zahnstange nicht nur aus Stahlblech, sondern ebenso aus Aluminium oder einem nach dem Zinkdruck guß-Verfahren hergestellten Teil gefertigt sein kann. Die Wahl des Werk stoffs hängt im wesentlichen von den Anforderungen des jeweiligen An wendungsfalles ab.

Zur Erhöhung des Integrationsgrades der erfindungsgemäßen Verstellvorrich tung ist zumindest ein Teil der Funktionsflächen des Führungsmittels in die äußere Kontur der Motor-Getriebeeinheit integriert. Diese Funktionsflächen (Gleitführungsflächen) sind den korrespondierenden Funktionsflächen der Zahnstange zugeordnet.

Durch die Abwinklung der Zahnstange, wodurch diese vorzugsweise einem Z- förmigen Profilquerschnitt erhält, entstehen zusätzlich zu den Führungs flächen, die senkrecht zur Scheibenebene wirken, weitere Führungsflächen, die parallel zur Scheibenebene und quer zur Bewegungsrichtung der Fenster scheibe Kräfte aufnehmen. Die beschriebene Verstellvorrichtung ist dadurch geeignet, bei geringstem Teileaufwand eine präzise Scheibenbewegung zu ge währleisten. Durch die zusätzlich Integration der Führungsaufgaben in die einteilige Zahnstange sind auch komplizierte Bahnsteuerungen der Fenster scheibe ausführbar.

Bei Verwendung einer zweiteiligen Ausführung des mit der Zahnstange gleitend in Verbindung stehenden Führungssystems sollte das separate Führungsstück, das nicht homogener Bestandteil der Motor-Getriebeeinheit ist, über eine verlängerte zentrale Getriebeachse befestigt sein. Dadurch wird ein günstiger Kraftfluß über die metallische Getriebeachse gewähr leistet und die sonst notwendig ungünstige Kraftleitung über große Bereiche des Getriebegehäuses vermieden. Infolgedessen erhöht sich die Belastbarkeit der Verstellvorrichtung.

Ebenfalls vorteilhaft ist die Integration der Scheibenbefestigung in das Gehäuse der Motor-Getriebeeinheit, um den Grad der Kompaktheit weiter zu erhöhen.

Da die mit der Scheibenunterkante verbundenen Antriebseinheit stets der Be wegung der Fensterscheibe folgen muß, entsteht oft das Problem eines großen Platzbedarfs für die Führung elektrischer Kabel. Deshalb sieht die Erfin dung die Verwendung eines Flachbandkabels vor, das sich zwischen der Motor- Getriebeeinheit und der türseitigen Fixierung in Form einer Schlaufe er streckt, wobei die Ebene des Flachbandkabels im wesentlichen parallel zur Fensterscheibe angeordnet ist. Das besagte Kabel enthält im Bedarfsfalle auch Leitungen für Elektronik und Sensorik.

Gemäß einer Vorzugsvariante wird das Kabel durch den Dichtungsbereich der beiden Schalen des Getriebegehäuses geführt, wo es auch gegen Feuchtigkeit abgedichtet wird. Die erforderlichen elektrischen Kontakte werden innerhalb des Gehäuses z. B. durch Lötstellen oder eine Schneid-Klemm-Technik herge stellt. Somit sind Steckverbindungen an dieser Stelle nicht notwendig.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a Ansicht der Verstellvorrichtung bei horizontaler Blickrichtung im wesentlichen senkrecht zur Scheibenebene,

Fig. 1b Seitenansicht der Verstellvorrichtung gem. Fig. 1a (bei Drehung um 90° im Uhrzeigersinn),

Fig. 1c perspektivische Ansicht der Verstellvorrichtung gemäß Fig. 1a (bei Drehung um ca. 140° im Uhrzeigersinn),

Fig. 2a schematische Darstellung einer Zahnstange mit geprägten Be festigungsstellen,

Fig. 2b Z-förmiger Profilquerschnitt der Zahnstange,

Fig. 3 vertikaler Schnitt durch die Verstellvorrichtung im Bereich der Getriebeachse (Schnitt A-A),

Fig. 4 horizontaler Schnitt durch die Verstellvorrichtung im Bereich der Getriebeachse (Schnitt B-B).

Fig. 1 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in unterschiedlichen Ansichten. Ein großer Teil der äußeren Merkmale der Ver stellvorrichtung kann aus der perspektivischen Darstellung von Fig. 1c entnommen werden. Die verwendete Zahnstange 1 ist mehrfach abgewinkelt und besitzt einen Z-förmigen Querschnitt, der explizit in Fig. 2b dargestellt ist. In dem einen Randbereich des Blechprofils wurde eine Verzahnung 10 eingearbeitet, die mit einem Ritzel 5 (siehe auch Fig. 3 und 4) im Ein griff steht, während am anderen Randbereich Befestigungslöcher 11 vorge sehen sind, die über Abstandshalter der Arretierung der Zahnstange am Tür blech dienen.

Die Zahnstange 1 dient neben ihrer Aufgabe als Kraftübertragungselement auch der Führung der Fensterscheibe. Sie weist deshalb eine Reihe von Führungsflächen 13, 14, 15, 15, 17, 18 auf, die im Zusammenwirken mit den Führungsflächen 23, 24, 25, 26, 27, 28 der bewegten Teile 2b, 3 solche Kräfte aufnehmen, die winklig zur Verschieberichtung der Fensterscheibe auftreten. Die Führungsflächen 13, 14, 15 bzw. 16, 17, 18 erstrecken sich zu beiden Seiten längs der Zahnstange 1 und liegen den korrespondierenden Führungsflächen 23, 24, 25 bzw. 26, 27, 28 der bewegten Teile 2b, 3 unmittelbar gegenüber, was besonders gut bei kombinierter Betrachtung der Fig. 2b und 4 zu erkennen ist.

Der bewegliche Teil der Verstellvorrichtung umfaßt den elektrischen An trieb, das Getriebe sowie die flexiblen elektrischen Zuleitungen 8. Antrieb und Getriebe sind in einem gemeinsamen, aus den beiden Gehäusehalbschalen 2a, 2b bestehenden Gehäuse 2 untergebracht. Im oberen Bereich der Gehäuse halbschalen 2a, 2b erstrecken sich jeweils zwei Schenkel 61, 62 parallel zur Oberfläche der Fensterscheibe und bilden mit ihren Rastelementen 60, die Rastöffnungen in der Fensterscheibe zugeordnet sind, besonders einfache Scheibenbefestigungen 6. Die sich nach oben leicht konisch öffnenden Schen kel 61, 62 ermöglichen ein problemloses Einführen der Unterkante der Fensterscheibe. Zur Sicherung der Scheibenbefestigung können zusätzliche Verriegelungselemente vorgesehen sein.

Die Gehäusehalbschalen 2a, 2b weisen an ihrer Trennstelle eine Vielzahl gleichmäßig verteilter Clipverbindungen auf, wodurch eine einfache und kostengünstige Montage des Gehäuses 2 gewährleistet wird. An einem den elektrischen Antrieb tragenden Motorbereich 21 schließt sich der Getriebe bereich 22 an. Seine zentrale Achse 4 ist in der einen Gehäusehalbschale 2a eingegossen und trägt ein Schneckenrad 6 sowie ein mit der Zahnstange 1 kämmendes Ritzel 5a. Außerdem wird ein separates Führungsstück 3 von der Achse 4 gestützt und über den Gewindezapfen 40 sowie die Mutter 41 be festigt. Dadurch können die zwischen der Zahnstange 1 und dem Führungsstück 3 auftretenden Kräfte auf kurzem Wege über die zentrale Achse 4 ins Gehäuse 2 eingeleitet werden. Auf einem zylindrischen Abschnitt zwischen dem Ritzel 5a und dem Schneckenrad 5b lagert ein Dichtring 9, der das Eindringen von Nässe in das Gehäuse 2 verhindern soll. Die Kraftübertragung zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Schneckenrad 5b erfolgt über eine Antriebs schnecke 7 (siehe Fig. 3).

Zwar ist das Führungsstück 3 als separates Teil dargestellt, es kann aber auch als einstückiger Bestandteil der Gehäusehalbschale 2b ausgebildet sein, wodurch der Integrationsgrad der erfindungsgemäßen Verstellvorrich tung noch erhöht würde.

Die in der Fig. 4 gezeigte Anordnung der in der Gehäusehalbschale 2b bzw. im Führungsstück 3 integrierten Führungsflächen 23 bis 28 versteht sich als eine schematische Darstellung. Es ist z. B. nicht erforderlich, daß die Führungsflächen 23 bis 28 (wie dargestellt) in einer Schnittebene liegen.

Grundsätzlich ist wenigstens ein Paar von Führungsflächen 23, 26 und/oder 25, 28 erforderlich, die im wesentlich senkrecht zur Oberfläche der Fenster scheibe wirkenden Kräfte aufnimmt, und ein Paar von Führungsflächen 24, 27, das die parallel zur Scheibenebene auftretende Kräfte überträgt.

Eine flexible, flachbandartige Stromzuführung 8 durchdringt den unteren Dichtungsbereich zwischen den Gehäusehalbschalen 2a, 2b, ohne eine Steckver bindung zu verwenden. Dabei ist die Ebene der Stromzuführung 8 parallel zur Oberfläche der Fensterscheibe geführt. Zwischen ihren Befestigungspunkten bildet die flachbandartige Stromzuführung eine Schlaufe, die - je nach Stellung der Fensterscheibe - mehr oder weniger gestreckt ausgebildet ist. Sie beansprucht nur einen sehr kleinen Raum innerhalb des Türkörpers, wo durch mehr Raum für andere Ausrüstungen zur Verfügung steht.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Zahnstange 1 zeigt Fig. 2a. Die abgesprägten Befestigungsstellen 12 ermöglichen eine Verbindung zwischen Türblech und Zahnstange 1, ohne Distanzelemente verwenden zu müssen. Man muß jedoch darauf achten, daß die mit den Führungsflächen 13,16 korrespon dierenden Führungsflächen des Gehäuses 2 bzw. des Führungsstücks 3 nicht mit den Befestigungsstellen kollidieren, da sonst der mögliche Hub entsprechend eingeschränkt wurde.

Bezugszeichenliste

1 - Zahnstange
10 - Verzahnung
11 - Befestigungsloch
12 - abgeprägte; Befestigungsstelle
13 - Führungsfläche der Zahnstange
14 - Führungsfläche der Zahnstange
15 - Führungsfläche der Zahnstange
16 - Führungsfläche der Zahnstange
17 - Führungsfläche der Zahnstange
18 - Führungsfläche der Zahnstange
2 - Gehäuse
2a - Gehäusehalbschale
2b - Gehäusehalbschale
20 - Clipverbindung
21 - Motorbereich
22 - Getriebebereich
23 - Führungsfläche
24 - Führungsfläche
25 - Führungsfläche
26 - Führungsfläche
27 - Führungsfläche
28 - Führungsfläche
3 - separates Führungsstück
36 - Führungsfläche
37 - Führungsfläche
38 - Führungsfläche
4 - Achse
40 - Gewindezapfen
41 - Mutter
5a - Ritzel
5b - Schneckenrad
6 - Scheibenbefestigung
60 - Rastelement
61 - Schenkel
62 - Schenkel
7 - Antriebsschnecke
8 - flexible Stromzuführung, z. B. Flachbandkabel
9 - Dichtring

Claims

1. Elektrisch angetriebene Verstellvorrichtung für Fensterscheiben oder Schiebedächer von Kraftfahrzeugen unter Verwendung eines Antriebs systems, bestehend aus einer sich im wesentlichen in Verstellrichtung er streckenden und mit der Karosserie verbundenen Zahnstange, wobei die Zahn stange zusätzlich Führungsaufgaben übernimmt und mit der Verzahnung eines Abtriebsgetriebeelementes einer mit der Fensterscheibe bewegungsmäßig ver bundenen Motor-Getriebeeinheit im Eingriff steht, und unter Verwendung eines an die Zahnstange angreifenden Führungsmittels sowie einer flexiblen elektrischen Energieleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (1) ein einstückiges Teil mit wenigstens einer sich in Verstellrichtung erstreckenden Abwinklung ist und daß zumindest ein Teil der Führungsflächen (23, 24, 25, 26, 27, 28) des Führungsmittels (2, 3) in die äußere Kontur der Motor-Getriebeeinheit integriert ist, denen korrespon dierende Führungsflächen (13, 14, 15, 16, 17, 18) der Zahnstange (1) zugeordnet sind.

2. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (1) einen Z-förmigen Profilquerschnitt aufweist.

3. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Zahnstange (1) als Befestigungsstellen (12) ausgebildet sind und mit der Karosserie in Verbindung stehen.

4. Fensterheber nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (1) auf der der Verzahnung (10) gegenüberliegenden Seite einen ungeführten, freien Bereich aufweist, der von Führungsmitteln nicht überstrichen wird und der Befestigungsstellen (11) zur Verbindung der Zahn stange (1) mit der Tür aufweist.

5. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (13 bis 18 und 23 bis 28) zur Bahnsteuerung des Fensterhe bers fungiert.

6. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenbefestigung (6) einstückig in das Gehäuse (2) der Motor-Getriebe einheit integriert ist.

7. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe der Motor-Getriebeeinheit eine zentrale Achse (4) aufweist, deren Verlängerung gleichzeitig zur Befestigung eines separaten Führungsstücks (3) dient, das Teil des Führungssystems ist und mit Führungsbereichen der Zahnstange in Eingriff steht.

8. Fensterheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromzuführung (8) ein Flachbandkabel zur Anwendung kommt, dessen Ebene parallel zur Oberfläche der Fensterscheibe geführt ist.

9. Fensterheber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stromzuführung (8) die Leitungen für eine Elektronik und/oder Sensorik integriert sind.