Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit sowie eine Motor-Getriebeeinheit
für Seil-Fensterheber von Kraftfahrzeugen.
Die vielfältigen Anforderungen an Motor-Getriebeeinheiten für Seil-Fensterheber in
Kraftfahrzeugen bedingen in der Praxis relativ enge Parameterbereiche hinsichtlich deren
konstruktiven Auslegung. Bei der konstruktiven Auslegung müssen insbesondere die
folgenden Randbedingungen angemessen berücksichtigt werden: die Abgabeleistung des
zum elektrischen Antrieb verwendeten Elektromotors; die zur Verfügung stehende
Bordspannung von Kraftfahrzeugen, welche einen Einfluss auf die maximale Abgabeleistung
hat; die durch die konstruktive Auslegung der Fensterheber bedingten Reibungskräfte,
welche die benötigte Mindest-Abgabeleistung vorgeben; die konstruktive Auslegung sowohl
für Fensterheber von Kraftfahrzeug-Vordertüren als auch für Fensterheber von
Kraftfahrzeug-Hintertüren; der benötigte maximale Hub zum Verstellen des Fensters; die
erwartete maximale Anzahl von Betätigungen des Fensterhebers während der Betriebszeit
des Kraftfahrzeugs; die optionale Auslegung sowohl für manuellen als auch elektrischen
Antrieb des Fensterhebers; die Biegefestigkeit und Dauerhaftigkeit des verwendeten Seils.
In der Praxis gilt es noch eine Vielzahl weiterer Randbedingungen mit zu berücksichtigen.
In der Praxis haben diese Anforderungen dazu geführt, dass Fensterheberantriebe mit
Schneckenraduntersetzung stets ein Untersetzungsverhältnis im Bereich von etwa 1:62 bis
etwa 1:84 aufweisen, die Seiltrommeln einen Durchmesser im Bereich von etwa 36 mm bis
etwa 48 mm aufweisen und die Abgabeleistung der Elektromotoren etwa 20W beträgt.
Abweichungen von diesen relativ engen Parameterbereichen sind in der Praxis sehr
schwierig, weil es bei einer etwaigen Modifikation gilt, eine Vielzahl von Randbedingungen
zu optimieren, wie vorstehend ausgeführt.
Einige der vorgenannten und auch weitere Parameter sind praktisch kaum änderbar, weil
man auf schwerwiegende technische Probleme stoßen würde. So stehen beispielsweise einer
möglichen Verkleinerung des Durchmessers der Seiltrommel die Nachteile entgegen, dass
sich das Seil relativ hoch auf die Seiltrommel aufwickelt, was bei der Seilführung und auch
der baulichen Auslegung von Seil-Fensterhebern große Probleme bereitet, und dass das Seil
erheblich stärker gebogen wird, was zu Lasten der Haltbarkeit des Seils geht, die ja über die
gesamte Betriebslaufzeit des Kraftfahrzeugs gewährleistet sein soll.
Die Automobilindustrie verlangt heutzutage zunehmend standardisierte
Zulieferkomponenten, die universell eingesetzt werden. Dies verringert den Aufwand in der
Konstruktion, Lagerhaltung und Montage. Insbesondere die Tatsache, dass aus diesem
Grund elektrische Seil-Fensterheber sowohl für die Vordertür als auch für die hintere Tür
heutzutage einheitlich mit Elektromotoren mit einer möglichen Abgabeleistung von 20 W
bestückt werden, hat jedoch den Nachteil, dass in der hinteren Tür ein allzu großes
Bauvolumen vorgehalten werden muss, das eigentlich nicht erforderlich ist. Denn die
hinteren Fenster sind üblicherweise zusätzlich doppelt in der Tür geführt und bei ihnen wird
die Antriebskraft üblicherweise an einem Punkt eingeleitet, so dass Reibungs- oder
Verkippprobleme von untergeordneter Bedeutung sind. Aus Platzgründen und auch aus
Kostengründen wäre es deshalb wünschenswert, elektrische Seil-Fensterheber mit
Elektromotoren von niedrigerer Abgabeleistung zu bestücken. Dem stehen jedoch die
vergleichsweise hohen Anforderungen zur Verstellung eines vorderen Fensters entgegen,
insbesondere relativ aufwändige Fensterführungen mit einem schlechteren mechanischen
Wirkungsgrad und dergleichen.
Bei all dem ist zu berücksichtigen, dass auch kleinste Verbesserungen bei der Auslegung
von Getriebe- oder Motor-Getriebeeinheiten für Seil-Fensterheber bei dem heutigen
Kostendruck in der Automobil-Zuliefererindustrie von erheblicher wirtschaftlicher
Bedeutung sind.
Die Fig. 8 zeigt in einer Schnittansicht eine Getriebeeinheit gemäß dem Stand der Technik
für elektrische Seil-Fensterheber. Dargestellt ist lediglich der Getriebegehäuseabschnitt 6
der Getriebeeinheit, in welchem ein Schneckenrad 10 eines Schneckengetriebes
aufgenommen ist. Durch eine zylindrische Bohrung am rechten Rand des
Getriebegehäuseabschnittes 6 erstreckt sich eine Motorwelle (nicht gezeigt), an deren
vorderem Ende eine Antriebsschnecke 15 sitzt, deren Verzahnung in die Verzahnung 11 des
Scheckenrads 10 eingreift. Das Untersetzungsverhältnis des so gebildeten
Schneckengetriebes liegt im Stand der Technik aus den vorgenannten Gründen im Bereich
von etwa 1:62 bis etwa 1:84.
Auf dem oberen Ende des Getriebegehäuseabschnittes 6 sitzt ein Abtriebs-Mitnehmer 40,
der an seinem oberen Ende eine konische Kerbverzahnung 41 aufweist, auf welche eine
Seiltrommel (nicht dargestellt) mit einer Innenverzahnung drehfest aufgesetzt ist. Das
Schneckenrad 10 ist als Hohlkörper ausgebildet, in welchem unter Winkelabständen
zueinander Halterippen (nicht gezeigt) angeordnet sind. In die Halterippen greifen die unter
entsprechenden Winkelabständen beabstandet zueinander angeordneten Gummi-Dämpfungselemente
39 ein, um den Mitnehmer 40 drehfest mit dem Schneckenrad 10 zu
verbinden. Der Abtriebs-Mitnehmer 40 und das Schneckenrad 10 sind gemeinsam drehbar
um den Drehzapfen 9 gelagert. Der Abtriebs-Mitnehmer 40 und das Schneckenrad 10 sind
in axialer Richtung durch den Sicherungsring 35 verschiebegesichert. Die Seiltrommel
(nicht dargestellt) dient zum Auf- und Abwickeln des Seils eines Seil-Fensterhebers in der
bekannten Weise.
Auf dem Getriebegehäuseabschnitt 6 sitzt ein oberer Gehäusedeckel 32, wobei eine
Dichtung 30 mit Dichtlippen 31 in dem Ringspalt zwischen der Innenumfangswand des
oberen Gehäusedeckels 32 und dem Außenumfangsrand am oberen Ende des Scheckenrads
10 sitzt, um das Schneckenrad 10 und den Abtriebs-Mitnehmer 40 gegen den
Getriebegehäuseabschnitt 6 abzudichten.
Die relativ hohe Abgabeleistung des Elektromotors von 20 W gemäß dem Stand der
Technik und ein entsprechend hohes Antriebsmoment machen eine gewisse Dämpfung in
der dargestellten herkömmlichen Motor-Getriebeeinheit zwingend erforderlich. Der
mehrstückige Aufbau des Abtriebstrangs, umfassend den Abtriebs-Mitnehmer, die mit dem
Mitnehmer verbundenen verformbaren Gummi-Dämpfungselemente, die formschlüssig in
entsprechende Halterippen in dem Innenumfang des Schneckenrads eingreifen, und das
Schneckenrad, ist vergleichsweise aufwändig und kostspielig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll es sein, eine universell für Seil-Fensterheber
sowohl von hinteren als auch von vorderen Fahrzeugtüren einsetzbare Getriebe- oder
Motor-Getriebeeinheit bereitzustellen, die noch einfacher aufgebaut ist und noch
kostengünstiger hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Getriebeeinheit nach Anspruch 1 sowie durch eine
Motor-Getriebeeinheit nach Anspruch 14. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebeeinheit für Seilzug-Fensterheber von
Kraftfahrzeugen bereitgestellt, die einen Antrieb und ein mit dem Antrieb
zusammenwirkendes Getriebe umfasst, welches mit einer drehbar gelagerten Seiltrommel
zum Auf- und Abwickeln eines Seils des Seilzug-Fensterhebers gekoppelt ist. Die
Getriebeeinheit zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass ein Durchmesser der
Seiltrommel in einem Bereich von etwa 22 mm bis etwa 30 mm liegt und bevorzugter in
einem Bereich von etwa 24 mm bis etwa 28 mm liegt, wobei das Untersetzungsverhältnis
des Getriebes in einem Bereich von etwa 1:38 bis etwa 1:55 liegt und bevorzugter in einem
Bereich von etwa 1:42 bis etwa 1:51 liegt.
Durch die überraschend einfache Maßnahme, erfindungsgemäß den Durchmesser der
Seiltrommel deutlich kleiner auszulegen als bei herkömmlichen Getriebeeinheiten und
gleichzeitig das Untersetzungsverhältnis des Getriebes entsprechend zu ändern, wird es
erfindungsgemäß möglich, für hintere Seil-Fensterheber kleinere und leistungsschwächere
Antriebsmotoren, insbesondere mit einer maximalen Abgabeleistung von nur noch etwa 10
W und einem maximalen Antriebsmoment von nur noch etwa 6,0 Nm zu verwenden. Es hat
sich herausgestellt, dass diese konstruktive Modifikation entscheidend dafür ist, dass die
Getriebeeinheit erfindungsgemäß sowohl für elektrische als auch für manuelle Seil-Fensterheber
verwendet werden kann.
Denn aufwändige Untersuchungen bei der Anmelderin haben ergeben, dass entgegen dem
Vorurteil, wonach ein solch kleiner Seiltrommeldurchmesser zu einer inakzeptabel hohen
Seilbelastung und somit zu einem Seilriss oder dergleichen noch vor dem Ende der üblichen
Betriebslaufzeit von Kraftfahrzeugen führt, die maximale Seilbelastung bei den
erfindungsgemäß zu verwendenden wesentlich leistungsärmeren Motoren ausreichend gering
ist, so dass das Seil bis zum Ende der üblichen Betriebslaufzeit von Kraftfahrzeugen haltbar
ist.
Insbesondere hat es sich herausgestellt, dass die hinteren Fenster von Kraftfahrzeugen nicht
so häufig bedient werden und auch häufig der maximale Hub für hintere Fenster kleiner ist
als der für vordere Fenster. Deshalb können für hintere Seil-Fensterheber entgegen dem
vorgenannten Vorurteil doch kleinere Seiltrommeldurchmesser verwendet werden und/oder
ist die axiale Länge der Seiltrommel trotz deren kleinerem Durchmesser dennoch
ausreichend, ohne dass sich das Seil allzu hoch auf die Seiltrommel aufwickelt.
Gleichzeitig kann die Getriebeeinheit erfindungsgemäß auch für vordere Seil-Fensterheber
verwendet werden. Denn wegen des erfindungsgemäß deutlich kleineren
Seiltrommeldurchmessers steht auch für vordere Seil-Fensterheber ein ausreichender
Hebelarm zur Verfügung, um das Fenster auch bei einem schwächeren Elektromotor mit
ausreichendem Antriebsmoment zu verstellen. Somit kann auch für vordere Seil-Fensterheber
eine ausreichende Haltbarkeit des Seils gewährleistet sein.
Erfindungsgemäß ist auch das Untersetzungsverhältnis des Getriebes, insbesondere des
Schneckengetriebes, in dem gleichen Verhältnis wie der Seiltrommeldurchmesser gegenüber
dem Stand der Technik verkleinert. Vorteilhaft ist, dass so die Seilkraft-Seilgeschwindigkeits-Kennlinie
eines erfindungsgemäßen Seil-Fensterhebers im
Wesentlichen der eines herkömmlichen Seil-Fensterhebers entspricht.
Das erfindungsgemäß möglich gewordene deutlich niedrigere Abgabemoment des
Elektromotors und dessen niedrigere Abgabeleistung machen es erfindungsgemäß möglich,
dass die Seiltrommel bevorzugt auch unmittelbar mit dem Getriebe, insbesondere mit einem
Schneckenrad des Getriebes, gekoppelt sein kann. Somit kann erfindungsgemäß auf die
Verwendung zusätzlicher Dämpfungselemente zur Dämpfung zwischen der Antriebswelle
und der Abtriebswelle verzichtet werden kann, wie sie im Stand der erforderlich sind. Somit
hat die erfindungsgemäße überraschend einfache konstruktive Modifikation den zusätzlichen
Vorteil, dass die Getriebeeinheit weniger aufwändig ausgelegt werden kann, was
erfindungsgemäß sowohl bei der Konstruktion als auch bei der Montage zu einer
erheblichen Kostenersparnis führt.
Erfindungsgemäß ist die Seiltrommel mittels zumindest zwei auf ihrer Stirnseite
angeordneten Eingriffselementen, die formschlüssig in korrespondierend zu diesen
ausgebildete mindestens zwei Gegenelemente auf einer Stirnseite des Schneckenrades
eingreifen, mit dem Schneckenrad gekoppelt. Bevorzugt sind die Eingriffselemente als
Vorsprünge, beispielsweise als Klauen, ausgebildet, die in korrespondierend ausgebildete
Aufnahmen eingreifen.
Weil erfindungsgemäß ein mit dem Schneckenrad gekoppelter Abtriebs-Mitnehmer nicht
mehr erforderlich ist, kann der Getriebegehäuseabschnitt der erfindungsgemäßen
Getriebeeinheit auch erheblich einfacher abgedichtet werden. Zu diesem Zweck sitzt ein
Dichtmittel drehfest bevorzugt entweder auf einem Außenumfangsrand des Schneckenrades
oder auf einem oberen Rand des Getriebegehäuseabschnittes.
Dieses Merkmal ermöglicht einen im Vergleich zum Stand der Technik erheblich
geänderten Fertigungs- und Montageprozess. So kann das Dichtmittel auch in einem
Arbeitsgang gemeinsam mit anderen Dichtmitteln, etwa Dichtungen des Elektronik-Gehäuseabschnittes,
zur Abdichtung eines Elektromotors gegen das Gehäuse und
dergleichen, ausgebildet werden. Zu diesem Zweck kann insbesondere auch ein Zwei-Komponenten-Spritzgießen
(2K-Spritzgießen) eingesetzt werden, bei dem nach dem
Erstarren der ersten Komponente, beispielsweise des relativ harten Gehäuses, im Werkzeug
die Kavität vergrößert und dann die zweite Komponente, beispielsweise die relativ weichen
Dichtmittel, mit einem zweiten Spritzaggregat angespritzt werden. Ferner kann das
Schneckenrad durch das bereits angeformte Dichtmittel hindurch in den
Getriebegehäuseabschnitt hineingeschoben werden, während gemäß dem Stand der Technik
(vgl. Fig. 8) das Dichtmittel gemeinsam mit dem oberen Gehäusedeckel erst nachträglich
auf das Schneckenrad aufgesetzt werden kann. Somit können mehrere Arbeitsgänge
eingespart werden.
Weil die Seiltrommel erfindungsgemäß unmittelbar mit dem Schneckenrad gekoppelt ist,
insbesondere formschlüssig in eine Stirnseite des Schneckenrads eingreift, kann der
Fensterheber erfindungsgemäß wahlweise für einen manuellen oder einen elektrischen
Antrieb ausgelegt werden, ohne dass noch weitere konstruktive Modifikationen erforderlich
wären. Insbesondere können eine identische Seiltrommel, eine identische Grundplatte (zur
Befestigung der Getriebe- oder Motor-Getriebeeinheit, beispielsweise an einer
Führungsschiene des Seil-Fensterhebers) und ein identischer Lagerdeckel sowohl für
manuelle als auch für elektrische Seil-Fensterheber verwendet werden.
Zur Aufnahme einer Brems- bzw. Schlingfeder für einen manuellen Seil-Fensterheber kann
das eine Eingriffselement, insbesondere eine Klaue, einen Ansatz aufweist, um eine
Aufnahme zur Aufnahme der Brems- bzw. Schlingfeder zu bilden.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird auch eine Motor-Getriebeeinheit
für Seil-Fensterheber von Kraftfahrzeugen bereitgestellt. Diese zeichnet sich
erfindungsgemäß dadurch aus, dass ein Elektromotor an die Getriebeeinheit gekoppelt ist,
der ein Antriebsmoment von maximal etwa 5,7 Nm aufweist und/oder eine Abgabeleistung
von maximal etwa 10 W aufweist.
Erfindungsgemäß kann eine solche Motor-Getriebeeinheit sowohl für einen Seil-Fensterheber
für eine vordere Kraftfahrzeugtür als auch für einen Seil-Fensterheber für eine
hintere Kraftfahrzeugtür verwendet werden.
Weil der Elektromotor erfindungsgemäß ein deutlich niedrigeres maximales Moment
aufweisen kann, können die Außenabmessungen einer erfindungsgemäßen Motor-Getriebeeinheit
deutlich kleiner sein. Das in einer Fahrzeugtür oder in einem in die Tür zu
integrierenden Türmodul bereit zu haltende Bauvolumen kann erfindungsgemäß um etwa
40% oder gar um 50% reduziert werden. Insgesamt führt dies zu einer weiteren erheblichen
Kostenersparnis im Vergleich zum Stand der Technik.
Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die
beigefügten Figuren beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteile und zu
lösende Aufgaben ergeben werden und worin:
- Fig. 1
- in einer Schnittansicht eine Getriebeeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt;
- Fig. 2
- in einem schematischen Schnitt den Eingriff eines Schneckenrades und einer
Seiltrommel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- Fig. 3
- in einer perspektivischen Explosionsansicht das Schneckenrad und die Seiltrommel
gemäß der Fig. 2 darstellt;
- Fig. 4
- in einer Schnittansicht eine Getriebeeinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
- Fig. 5
- in einem perspektivischen Teilschnitt eine Motor-Getriebeeinheit gemäß der Fig. 4
darstellt;
- Fig. 6a und 6b
- in einer perspektivischen Ansicht einen elektrischen Seil-Fensterheber gemäß
der vorliegenden Erfindung in zwei verschiedenen Phasen seiner Montage
darstellen;
- Fig. 7a und 7b
- in einer perspektivischen Ansicht einen manuellen Seil-Fensterheber gemäß
der vorliegenden Erfindung in zwei verschiedenen Phasen seiner Montage
darstellen; und
- Fig. 8
- in einer Schnittansicht eine Getriebeeinheit gemäß dem Stand der Technik für einen
elektrischen Seil-Fensterheber.
In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleich
wirkende Elemente oder Elementgruppen.
Die Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht eine Getriebeeinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung. Gemäß der Fig. 1 ist das Schneckenrad 10 in dem von einem Gehäuseboden 7
und sich senkrecht zu dem Gehäuseboden 7 erstreckenden Seitenwänden 8 ausgebildeten
Getriebegehäuseabschnitt 6 aufgenommen. Von dem Gehäuseboden 7 ragt ein Drehzapfen 9
senkrecht ab, der als Metall- oder Kunststoffzapfen ausgebildet sein kann und starr mit dem
Gehäuseboden 7 verbunden ist. Der Drehzapfen 9 dient als Drehachse für das Schneckenrad
10 und eine Seiltrommel gemäß der Fig. 3. Durch eine zylindrische Bohrung am linken
Rand des Getriebegehäuseabschnittes 6 erstreckt sich eine Motorwelle eines Elektromotors,
die an ihrem vorderen Ende eine Antriebsschnecke 15 aufweist, die mit dem Schneckenrad
10 kämmt. Das Schneckenrad 10 und die Antriebsschnecke 15 bilden ein
Schneckengetriebe, dessen Untersetzungsverhältnis durch die Verzahnung der
Antriebsschnecke 15 und die Verzahnung 11 des Schneckenrads 10 vorgegeben ist.
Gemäß der vorliegenden Erfmdung liegt das Untersetzungsverhältnis des
Schneckengetriebes in dem Bereich von etwa 1:38 bis etwa 1:55, bevorzugter in dem
Bereich von etwa 1:42 bis etwa 1:51 und beträgt dieses noch bevorzugter etwa 1:47. Das
Untersetzungsverhältnis gemäß der vorliegenden Erfindung weicht deutlich ab von dem
herkömmlichen Untersetzungsverhältnis für Seil-Fensterheber, das in dem Bereich von etwa
1:62 bis etwa 1:84 liegt.
Oberhalb der Verzahnung 11 weist das Schneckenrad 10 einen im wesentlichen
glattwandigen Umfangsrand auf, welcher einem oberen Rand 29 der Seitenwand 8
gegenüber liegt. Der obere Umfangsrand des Schneckenrads 10 wird von einer im
Wesentlichen C-förmigen Dichtung reibschlüssig umgriffen, so dass die Dichtung 30 im
wesentlichen drehfest auf dem Schneckenrad 10 sitzt. Ein zwischen der oberen
Umfangswand des Schneckenrads 10 und dem oberen Rand 29 der Seitenwand 8 gebildeter
Ringspalt wird von zwei hakenförmig von der Dichtung 30 abragenden Dichtlippen 31
überbrückt, die an der Innenumfangswand des oberen Rands 29 der Seitenwand 8 anliegen.
Somit ist das Schneckenrad 10 gegen den Getriebegehäuseabschnitt 6 abgedichtet. Zur
Montage kann das Schneckenrad 10 gemeinsam mit der Dichtung 30 auf den Drehzapfen
aufgesetzt und in den Getriebegehäuseabschnitt 6 eingeschoben werden.
Gemäß der Fig. 1 ist auf der unteren Stirnseite des Schneckenrads 10 eine Ringwulst 36
ausgebildet, auf der das Schneckenrad 10 in dem Getriebegehäuseabschnitt 6 abgestützt ist,
zur Verminderung von Reibungskräften. Alternativ kann eine entsprechende Ringwulst auch
auf der unteren Stirnseite des Schneckenrads 10 ausgebildet sein. Die obere Stirnseite des
Schneckenrads 10 ist im Wesentlichen eben ausgebildet und weist zwei Aufnahmen 13, 14
auf, die zur drehfesten Kopplung einer Seiltrommel (Fig. 2) mit dem Schneckenrad 10
dienen, wie nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.
Die Fig. 2 zeigt in einem schematischen Schnitt den Eingriff eines Schneckenrads und einer
Seiltrommel gemäß der vorliegenden Erfmdung. Gemäß der Fig. 2 weist die Seiltrommel 17
auf ihrer unteren Stirnseite zwei Klauen 19, 20 auf, die axial von der unteren Stirnseite
abragen und sich ringförmig in Umfangsrichtung erstrecken. Gemäß der Fig. 2 greifen die
Klauen 19, 20 im wesentlichen spielfrei in die korrespondierend zu diesen ausgebildeten
Aufnahmen 13, 14 auf der oberen Stirnseite des Schneckenrads 10 ein, so dass die
Seiltrommel 17 formschlüssig in das Schneckenrad 10 eingreift.
Gemäß der Fig. 1 ragt in der dargestellten bestimmungsgemäßen Lage des Schneckenrads
10 ein konischer Absatz 37 des Drehzapfens 9 aus der von der oberen Stirnseite des
Schneckenrads 10 gebildeten Ebene heraus. Der konische Absatz 37 dient der exakten
Positionierung der Seiltrommel 17 in Axialrichtung. Wie in der Fig. 2 gezeigt, ist in der
dargestellten bestimmungsgemäßen Lage der Seiltrommel 17, wenn die Klauen 19, 20
vollständig in den Aufnahmen 13, 14 aufgenommen sind und der sich konisch erweiternde
Abschnitt der Durchführungsöffnung 21 der Seiltrommel 17 an dem konischen Absatz 37
des Drehzapfens 9 anliegt, ein vergleichsweise schmaler Spalt in Axialrichtung zwischen
der oberen Stirnseite des Schneckenrads 10 und der unteren Stirnseite der Seiltrommel 17
ausgebildet, der dem Ausgleich etwaiger Fertigungstoleranzen dienen kann.
Gemäß der Fig. 2 ist an dem Umfangsrand der unteren Stirnseite der Seiltrommel 17 ein
radial abragender Umfangsvorsprung 23 ausgebildet, der in der bestimmungsgemäßen Lage
der Seiltrommel 17 an dem Innenumfangsrand der Dichtung 30 (Fig. 1) anliegt oder diesen
geringfügig überdeckt und so die Abdichtung des Schneckenrads 10 gegen den
Getriebegehäuseabschnitt 6 vervollständigt.
Wie in der Fig. 2 gezeigt, greift erfindungsgemäß die Seiltrommel 17 mittels der Klauen 19,
20 unmittelbar in das Schneckenrad 10 ein. Erfindungsgemäß sind somit keine zusätzlichen
Dämpfungselemente, beispielsweise verformbare Gummiblöcke, notwendig, um das
Antriebsmoment eines Elektromotors zu dämpfen. Diese einfachere und kostengünstigere
Ausgestaltung ist unmittelbare Folge davon, dass erfindungsgemäß auf Grund des deutlich
kleineren Untersetzungsverhältnisses des Schneckengetriebes und des in gleichem Maße
gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik kleineren Durchmessers der Seiltrommel
17 das maximale Antriebsmoment eines Elektromotors erfindungsgemäß deutlich kleiner
gewählt werden kann.
Die Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Explosionsdarstellung das Schneckenrad und die
Seiltrommel gemäß der Fig. 2. Wie in der Fig. 3 gezeigt, liegen die beiden Aufnahmen 13,
14 auf einander diametral gegenüber liegenden Seiten der Durchführungsöffnung 16. Jede
der Aufnahmen 13, 14 ist aus zwei konzentrisch zu der Durchführungsöffnung verlaufenden
Umfangswänden und aus zwei diese miteinander verbindenden, sich in Radialrichtung
erstreckenden Seitenwänden gebildet. Gemäß der Fig. 3 weicht das Profil der beiden
Aufnahmen 13, 14 und der korrespondierend zu diesen ausgebildeten Klauen 19, 20
voneinander ab, so dass die Winkelstellung der Seiltrommel 17 gegenüber dem
Schneckenrad 10 eindeutig vorgegeben ist. Wie dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich
sein wird, können auch beliebige andere Verriegelungs- oder Verrastungselemente zur
drehfesten Verbindung der Seiltrommel 17 mit dem Schneckenrad 10 verwendet werden.
Auf dem Außenumfang der Seiltrommel 17 verlaufen spiralförmig Führungsrillen 18, in
denen das Seil eines Seil-Fensterhebers (Fig. 7) geführt wird. Auf der oberen Stirnseite 25
der Seiltrommel 17 ist eine sich im Wesentlichen tangential erstreckende
Seilnippelaufnahme 26 ausgebildet, um das Seilnippel des Seils des Seil-Fensterhebers
aufzunehmen. Die Seilnippelaufnahme 26 mündet in eine Seildurchführung 27 und in den
Umlenkbereich 28, wo das Seil in die oberste Führungsrille 18 umgelenkt wird. Eine
entsprechende Seilnippelaufnahme ist auf der unteren Stirnseite der Seiltrommel 17
ausgebildet, um das andere Ende des Seils des Seil-Fensterhebers aufzunehmen.
Wie in der Fig. 3 gezeigt, weist die Klaue 20 in axialer Richtung eine Nase bzw. einen
Vorsprung 24 auf, so dass, wie in der Fig. 7a gezeigt, im Falle einer Verwendung für einen
manuellen Seil-Fensterheber eine Aufnahme zum Aufnehmen des einwärts gebogenen Endes
58 der Schling- bzw. Bremsfeder 57 des manuellen Seil-Fensterhebers 100 (Fig. 7a) zur
Verfügung steht.
Erfindungsgemäß ist der Außendurchmesser der Seiltrommel 17 deutlich kleiner als bei
herkömmlichen Seiltrommeln für elektrische Seil-Fensterheber. Erfindungsgemäß liegt der
Durchmesser der Seiltrommel 17 in einem Bereich von etwa 22 mm bis etwa 30 mm,
bevorzugter in einem Bereich von etwa 24 mm bis etwa 28 mm und beträgt dieser noch
bevorzugter etwa 26 mm. Erfindungsgemäß kann die dargestellte Getriebeeinheit sowohl für
einen manuellen als auch für einen elektrischen Seil-Fensterheber sowohl für vordere als
auch für hintere Türen von Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Die Fig. 4 zeigt in einer Schnittansicht eine Getriebeeinheit gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in der Fig. 4 gezeigt, umgreift gemäß
der zweiten Ausführungsform die Ringdichtung 30 den oberen Rand 29 der Seitenwand 8
des Getriebegehäuseabschnittes 6. Von der Dichtung 30 ragt eine obere Dichtlippe 31 radial
einwärts ab und ragt eine untere Dichtlippe 31 im Wesentlichen hakenförmig radial einwärts
ab. Die Dichtung 30 sitzt reibschlüssig und drehfest auf dem oberen Rand 29. In der
dargestellten bestimmungsgemäßen Lage des Schneckenrades 10 liegen die Dichtlippen 31
an dem oberen Umfangsrand des Schneckenrads 10 an, um das Schneckenrad 10 gegen den
Getriebegehäuseabschnitt 6 abzudichten. Zur Montage kann zunächst die Dichtung 30 auf
den oberen Rand 29 aufgesetzt oder dort ausgebildet werden. Anschließend wird das
Schneckenrad 10 auf den Drehzapfen 9 aufgesetzt und in den Getriebegehäuseabschnitt 6
durch die Dichtung 30 hindurch eingeschoben.
Bevorzugt wird die Getriebeeinheit in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren
hergestellt. Dabei wird zunächst das Gehäuse mit einer ersten relativ starren Komponente in
einem Werkzeug gespritzt, dann die Kavität des Werkzeugs vergrößert und eine zweite
relativ weiche Komponente mit einem zweiten Spritzaggregat eingespritzt, um sämtliche
Dichtungen (beispielsweise zum Abdichten einer Einschubelektronik und eines
Elektromotors (vgl. Fig. 6b) und zum Abdichten des Schneckenrads) in einem Arbeitsgang
an das Gehäuse anzuspritzen.
Die Fig. 5 zeigt in einem perspektivischen Teilschnitt eine Motorgetriebeeinheit für Seil-Fensterheber
gemäß der Fig. 4. Wie in der Fig. 5 gezeigt, befindet sich der
Getriebegehäuseabschnitt 6 an dem vorderen Ende des Gehäuses 2, das einen
Motorgehäuseabschnitt 3 zur Befestigung eines Elektromotors (Fig. 6a) und zur Aufnahme
der Motorwelle 14 aufweist. An dem Gehäuse 2 sind mehrere Befestigungsbereiche 4 zur
Befestigung der Motorgetriebeeinheit 1 an einer Fahrzeugtür vorgesehen. Durch eine
Einschuböffnung 5 werden seitlich Kohlebürsten und eine den Elektromotor steuernde
Einschubelektronik in das Gehäuse 2 eingeschoben, so dass die Kohlebürsten an dem
Kommutator auf der Motorwelle 14 anliegen. An dem vorderen Ende der Motorwelle 14
sitzt eine Antriebsschnecke (nicht gezeigt), die mit dem Schneckenrad 10 kämmt.
Auf Grund des im Vergleich zum Stand der Technik erheblich kleineren Durchmessers der
Seiltrommel und des entsprechend kleiner gewählten Untersetzungsverhältnisses des
Schneckengetriebes können erfindungsgemäß Elektromotoren mit deutlich niedrigeren
maximalen Antriebsmomenten und geringerer Leistungsabgabe verwendet werden.
Insgesamt zeichnet sich die Motorgetriebeeinheit 1 somit durch ein deutlich geringeres
Bauvolumen aus, so dass in einer Fahrzeugtür oder in einem von diesem aufzunehmenden
Türmodul erfindungsgemäß ein deutlich kleineres Bauvolumen zur Aufnahme der
Motorgetriebeeinheit eines Seil-Fensterhebers vorgehalten werden muss.
Die Fig. 6a und 6b zeigen in einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen
elektrischen Seil-Fensterheber in zwei verschiedenen Phasen seiner Montage. Der Seil-Fensterheber
100 umfasst das umlaufend geführte Seil 53, das an den Umlenkbereichen 55
mittels Umlenkrollen 56 umgelenkt wird und dessen Enden in der oberen
Seilnippelaufnahme 26 bzw. der unteren Seilnippelaufnahme der Seiltrommel 17
aufgenommen sind. Zur Befestigung der Motorgetriebeeinheit 1 an der Führungsschiene 54
und/oder einem Türmodul und/oder einer Tür dient die Grundplatte 52. Zur Montage wird
zunächst, wie in der Fig. 6a gezeigt, die Seiltrommel 17 auf einen Drehzapfen der
Grundplatte 52 gesteckt und die beiden Seilnippel des Seils 53 in die Seilnippelaufnahmen
eingehängt. Anschließend wird, wie in der Fig. 6b gezeigt, die Motorgetriebeeinheit 1 mit
dem an dem Gehäuse 2 befestigten Elektromotor 50 so auf die Grundplatte 52 aufgesetzt,
dass die Klauen 19, 20 der Seiltrommel 17 in die entsprechenden Aufnahmen des
Schneckenrads eingreifen. Anschließend wird die Motorgetriebeeinheit mit der Grundplatte
52 verbunden.
Die Fig. 7a und 7b zeigen in einer perspektivischen Ansicht einen manuellen Seil-Fensterheber
gemäß der vorliegenden Erfindung in zwei verschiedenen Phasen seiner
Montage. Erfmdungsgemäß wird der Seil-Fensterheber 100 identisch vorkonfiguriert.
Erfindungsgemäß kann eine Grundplatte 52, die identisch zu der Grundplatte des in den Fig.
6a und 6b gezeigten elektrischen Seil-Fensterhebers ist, verwendet werden. Gemäß der Fig.
7a ist die Seiltrommel 17 auf einen Drehzapfen der Grundplatte 52 aufgesteckt und sind die
Seilnippel des Seils 53 in die zugehörigen Seilnippelaufnahmen der Seiltrommel 17
eingehängt. Wie der Fig. 7a entnommen werden kann, weist die Klaue 20 der Seiltrommel
17 eine Nase 24 auf, so dass eine Aufnahme zur Aufnahme des einwärts gebogenen Endes
58 der in der Fig. 7a gezeigten Schling- bzw. Bremsfeder 57 zur Verfügung steht. Auf die
Seiltrommel 17 wird, wie in der Fig. 7b dargestellt, ein zylindrisch ausgebildetes Gehäuse
bzw. ein Bremstopf 61 mit einer Platte 62 aufgesetzt, in welchen der Kurbelbolzen 59 eines
manuellen Fensterhebers eingreift. Der Kurbelbolzen 59 trägt an seinem vorderen Ende eine
Verzahnung 60. Die Schling- bzw. Bremsfeder 57 ist in der bekannten Weise eingehängt.
Zusammenfassend können erfindungsgemäß somit insbesondere die folgenden Vorteile
erzielt werden:
(1) Die Getriebeeinheit kann wahlweise für einen manuellen oder elektrischen Antrieb
von Seil-Fensterhebern verwendet werden. (2) Die Motorgetriebeeinheit kann wahlweise für vordere oder hintere Fenster von
Kraftfahrzeugen verwendet werden. (3) Die Seiltrommel, die Grundplatte und der Getriebegehäuseabschnitt können identisch
ausgebildet sein. (4) Es können Elektromotoren mit deutlich niedrigerem maximalen Antriebsmoment
eingesetzt werden. (5) Dämpfungselemente in dem Getriebegehäuse, beispielsweise zwischen dem
Schneckenrad und der Seiltrommel, können entfallen; ein konische Kerbverzahnung
an der Seiltrommel zur Verbindung mit dem Schneckenrad oder Dämpfungselemente
tragenden Bauelement ist nicht erforderlich. (6) Das Bauvolumen einer Motorgetriebeeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist
deutlich kleiner. (7) Sämtliche Dichtungen können an dem Getriebegehäuse mittels Zwei-Komponenten-Spritzgießens
in einem Arbeitsgang angeformt werden. (8) Ein zusätzlicher Lagerdeckel zum Abdecken des in dem Getriebegehäuseabschnitt
aufgenommenen Schneckenrads kann entfallen.
Wie dem Fachmann beim Studium der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich
sein wird, können zahlreichen Variationen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne
von dem Lösungsgedanken und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er
durch die beigefügten Patentansprüche festgelegt wird, abzuweichen. Solche Variationen
und Modifikationen sollen deshalb ausdrücklich von der vorliegenden Erfindung mit umfasst
sein.
Bezugszeichenliste
- 1
- Motor-Getriebeeinheit
- 2
- Gehäuse
- 3
- Motorgehäuseabschnitt
- 4
- Befestigungsbereich
- 5
- Einschuböffnung
- 6
- Getriebegehäuseabschnitt
- 7
- Gehäuseboden
- 8
- Seitenwand
- 9
- Drehzapfen
- 10
- Schneckenrad
- 11
- Verzahnung
- 12
- Aufnahme
- 13
- Aufnahme
- 14
- Motorwelle
- 15
- Antriebsschnecke
- 16
- Durchführungsöffnung
- 17
- Seiltrommel
- 18
- Führungsrillen
- 19
- Klaue
- 20
- Klaue
- 21
- Durchführungsöffnung
- 22
- Aufnahme
- 23
- Umfangsvorsprung
- 24
- Nase
- 25
- obere Stirnseite
- 26
- Seilnippelaufnahme
- 27
- Seildurchführung
- 28
- Umlenkbereich
- 29
- oberer Rand
- 30
- Dichtung
- 31
- Dichtlippen
- 32
- oberer Gehäusedeckel
- 35
- Sicherungsring
- 36
- Umfangswulst
- 37
- Absatz
- 39
- Gummi-Dämpfungselemente
- 40
- Abtriebs-Mitnehmer
- 41
- Konische Kerbverzahnung
- 50
- Elektromotor
- 51
- Einschubelektronik
- 52
- Grundplatte
- 53
- Seil
- 54
- Führungsschiene
- 55
- Umlenkbereich
- 56
- Umlenkrolle
- 57
- Schlingfeder
- 58
- einwärts gebogenes Ende
- 59
- Kurbelbolzen
- 60
- Verzahnung
- 61
- Gehäuse/Bremstopf
- 62
- Platte
- 100
- Seil-Fensterheber