DE8307528U1 - Zugfeste kraftuebertragungsanordnung - Google Patents

Description

Hülsbeck & Fürst

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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 Antriebsund Antriebsorgan.

Zugfeste KraftUbertragungsanordnungen dieser Art werden überall 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 zugfestan 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

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-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 Drahtseils 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.

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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 formschlüssig-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

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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 Metalldrähten bestehen, während die Rotationskörper und die Abstandshalter vorteilhafterweise aus Gummi oder einem entropieelastischen Kunststoff bestehen und auf die Seele aufvulkanisiert bzw. abgespritzt 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 rotations symmetrischen 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 mehrere Teilabschnit-

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te 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. Erfindungsgemäß benötigt das Zugorgan die mit dem Antriebsrad zusammenwirkenden Rotationskörper und Abstandshalter dann nur in einem etwa dem Scheibenhub 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 auch bei beträchtlichen Querauslenkungen des Zugorgans. Zur vereinfachten Herstellung solcher als Zahnräder oder Zahnstangen ausgestalteter An- und/oder Abtriebsorgane ist vorgesehen, daß diese aus zwei spiegelbild-

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lieh symmetrischen Hälften zusammengesetzt sind, deren Teilungsebene quer zu den Zähnen verläuft.

Die Erfindung wird nachfolgend in ihren Einzelheiten noch weitergehend anband der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen;

Fig. 1 eine teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt wiedergegebene Darstellung eines flexiblen Zugorgans der zugfesten Kraftübertragungsanordnung,

Fig. 2 die schematische Darstellung des Zusammenwirkens, des Zugorgans mit einem An- oder Abtriebsorgan und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines die erfindungsgemäße Kraftübertragungsanordnung 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 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. 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 Durch-

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messers d. Die Rotationskörper 14 sind im Ausführungsbeispiel, ebenso wie die Abstandshalter 15, kreissylinder kurzer Länge, die über konische Fanken 16 ineinander übergehen. 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 formschlnssigen 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 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 anschmiegt. 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 freizügige Auslenkungen des Zugorgans 10 in

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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 rohrartige 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 ausgestalteten 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

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nicht mehr notwendig. Das Antriebsorgan 36 besteht jetzt aus einem Zahnrad, dessen Konfiguration etwa dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Antriebsorgan entspricht. Das Zugorgan 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 weniger 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 die 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.

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Bei Kraftübertragungsanordnungen, die ein endloses Umlaufen des flexiblen Zugorgans bedingen, also bei Kraftübertragungsanordnungen, bei denen z.B. 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.

Claims (9)

Pafentanviälke·! .'.·'. \ ■ c β «· ■ «er· ·-· Dipi.-ing. Harald Ostriga Dipi.-ing. Bernd Sonnet Wuppertal-B armen Stresemannstraße 6-8 Zugelassen beim Europäischen Patentamt Pitentinw&lle Oslrigs &. Sonnet, Porifach 201327. D-5600 Wuppertal 2 S/g Anmelderin: Hülsbeck & Fürst GmbH & Co KG Steeger Str. 17 5620 Velbert Bezeichnung der Erfindung: Zugfeste Kraftübertragungsanordnung Ansprüche

1. Zugfeste Kraftübertragungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeugfensterheber, im wesentlichen bestehend aus einem im Verhältnis zu seiner Dicke sehr langgestreckten f flexiblen Zugorgan sowie je mindestens einem kraft- und/oder

formschlüssig an ihm angreifenden, drehbeweglich oder linear bewegbaren Antriebs- und Abtriebsorgan, dadurch gekenn- · zeichnet, daß das Zugorgan (10) eine in allen Richtungen quer j zu seiner Längserstreckung flexible, zugfeste Seele (11)

aufweist, an der in regelmäßigen Abständen zur Längsachse des gestreckten Zugorgans (10) symmetrische Rotationskörper

(14) als Mitnehmer für den formschlüssigen Angriff des Anoder Abtriebsorgarts (17; 36) mit dazwischen angeordneten Abstandshaltern (15) geringeren Durchmessers (d) angebracht sind.

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(BLZ 36010043) 44504i-43i . .' .'(BLZ 3S06O098j 13824 .' '. (BLZ 33040001) 4034823

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2. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Seele (11) des Zugorgans (10) aus insbesondere zu einem Seil (12) geschlagenen Metalldrähten besteht.

3. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (14) und die Abstandshalter (15) aus Gummi oder einem entropieelastischen Kunststoff bestehen und auf die Seele (11) aufvulkanisiert bzw. aufgespritzt sind.

4. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (14) und die Abstandshalter (15) werkstoffeinheitlich-stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

5. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (14) aus einem Kreiszylinderabschnitt mit an jeder Seite daran anschließenden, zu den Abstandshaltern (15) führenden konischen Ringflanken (16) bestehen,

6. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (14) und die Abstandshalter (15) aus einem Acetalharz (POM) oder einem thermoplastischen Polyurethan-Kunststoff (PU) gebildet sind.

7. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (11) nur über einen oder mehrere Teilabschnitte (z.B. Abschnitt 40 in Fig. 3) ihrer Länge mit den Rotationskörpern (14) und den Abstandshaltern (15) versehen ist.

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8. Kraftubertragungsanordnung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das An- und/oder Abtriebsorgan (17) - als Zahnrad, Zahnstange od. dgl. ausgebildet - mit Zähnen (24, 25) versehen ist, deren Form an die durch die Abstandshalter (15) bestimmten Lücken (26) zwischen je zwei Rotationskörpern (14) angepaßt ist, wobei die Zähne (24, 25) die Flanken (16) der Rotationskörper (14) über mindestens ein Drittel, vorzugsweise die Hälfte, ihres Umfangs umgeben.

9. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das An- und/oder Antriebsorgan (17; 36) aus zwei spiegelbildlich symmetrischen Hälften (18, 19) zusammengesetzt ist, deren Teilungsebene (20) quer zu den Zähnen (24, 25) verläuft.