WO2018033452A1 - Zahnriemen für ein bewegliches dachelement eines fahrzeugs, system für ein fahrzeugdach und verfahren zum herstellen eines zahnriemens für ein bewegliches dachelement - Google Patents

Zahnriemen für ein bewegliches dachelement eines fahrzeugs, system für ein fahrzeugdach und verfahren zum herstellen eines zahnriemens für ein bewegliches dachelement Download PDF

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WO2018033452A1
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coupling element
plastic
belt body
coupling
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Ulrich Schreiber
Andreas Rockelmann
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Webasto SE
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    • F16G3/00—Belt fastenings, e.g. for conveyor belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60J7/057—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/28—Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed

Definitions

  • Timing belt for a movable roof element of a vehicle system for a vehicle roof and method for producing a toothed belt for a movable roof element
  • the invention relates to a toothed belt for a movable roof element of a vehicle, for example for a cover of an openable roof or for a roller blind.
  • the invention further relates to a system for a vehicle roof with a toothed belt and a method for producing a toothed belt for a movable roof element.
  • a roof of a motor vehicle may be transparent.
  • a roller blind can be arranged to reduce the intensity of solar radiation that passes through the transparent roof into the vehicle interior.
  • the vehicle roof may be immovably connected to the body or may have a lid which is movable relative to the rest of the vehicle roof. This cover can, for example, a
  • the roof opening in a closed position of the lid or in other positions, the roof opening at least
  • a toothed belt may be provided to prevent movement of a drive on the roller blind and / or the
  • Timing belt for a movable roof element of a vehicle on a plastic toothed belt body is a plastic toothed belt body.
  • a toothed belt body is completely made
  • Toothed belt body serve.
  • Toothed belt body on a reinforcement the toothed belt body has a metal core, which is surrounded by the plastic.
  • the toothed belt has a coupling element.
  • the toothed belt has an interface for coupling the toothed belt with the movable roof element.
  • Interface is formed by means of the coupling element.
  • the coupling element and the toothed belt body are positively coupled with each other.
  • the toothed belt has a fusion connection, which the coupling element and the
  • the toothed belt is used in operation, in particular for the operation of a relative to a vehicle body movable
  • the toothed belt transmits a drive force from a drive to the movable roof element.
  • the timing belt can also be referred to as a drive cable.
  • the timing belt is made of a flexible plastic, which is a
  • the timing belt is tensile and pressure resistant.
  • To be able to couple the movable roof element with the toothed belt is the interface
  • the coupling element is an initial for
  • Toothed belt body separately formed component which is positively connected to the toothed belt body.
  • the coupling element is for example as
  • Interface can be designed with a high degree of flexibility.
  • the timing belt only has to be machined minimally.
  • the toothed belt body only has to be melted in the region of the interface, so that the toothed belt body and the coupling element connect to one another in a form-fitting manner.
  • a surface of the coupling element has a structuring.
  • the plastic forms with the
  • the coupling element according to embodiments has a
  • the plastic extends through the recess from one side of the coupling element to a
  • the coupling element is formed from a metal.
  • the coupling element is designed as a stamped sheet metal part.
  • the system identifies the timing belt after at least one of the described
  • the system has a drive.
  • the timing belt is with the drive and the movable Roof element coupled to transmit a movement of the drive in a movement of the roof element.
  • the drive is for example an electric motor whose rotation is transmitted by means of the toothed belt in a linear displacement of the movable roof element.
  • the movable roof element is for example a roller blind, a headliner and / or a cover of a sunroof arrangement.
  • Producing a toothed belt for a movable roof element providing a plastic toothed belt body.
  • a coupling element is provided.
  • the coupling element and the toothed belt body are positioned on each other.
  • a part of the plastic is melted in a region in which the coupling element and the toothed belt body are positioned on each other.
  • the plastic will be in the area
  • the plastic is melted by means of ultrasound or induction. It is also possible that
  • Toothed belt body is positioned. The melted
  • plastic engages behind the structuring of the surface of the coupling element or passes through a recess of the coupling element.
  • Plastic has cooled down again and has become firm, the positive coupling is formed.
  • the geometry of the region in which the plastic has been melted can be designed by the molten plastic, for example, a belt tip can be formed.
  • the plastic is reshaped in the area to form a modified geometry from the plastic compared to the original geometry. This makes it possible to add an additional functional element to the
  • additional material is added to molten plastic for this purpose to form the additional functional element.
  • additional plastic is added.
  • the additional functional element is for example a
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a vehicle roof according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a toothed belt body and a coupling element before the coupling according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3 a schematic representation of a toothed belt according to an exemplary embodiment
  • 4 shows a schematic representation of the toothed belt and a roller blind coupling according to an exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a lower part of a tool according to an exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of an upper part of a tool according to an exemplary embodiment
  • FIGS. 7 to 10 different process stages during the production of the toothed belt according to an embodiment
  • Figure 11 is a schematic representation of the coupling element according to a further embodiment.
  • FIG. 12 shows a toothed belt according to the other
  • FIG. 1 shows a vehicle roof 100 of a motor vehicle.
  • the vehicle roof 100 is at least partially transparent, so that light from outside to inside the vehicle roof 100
  • the motor vehicle has a system 200.
  • a roller blind 103 is provided, which is movable
  • the blind 103 is arranged in order to influence the intensity of the incoming light can.
  • the blind 103 is rolled up on one side and can be unrolled, so that the blind 103 partially covers the vehicle roof 100 from the inside.
  • the blind 103 is thus an example of a
  • the movable roof element 104 is, for example, a
  • Roof element 104 is a lid having a roof opening of the
  • Vehicle roof 100 can optionally close or at least partially release.
  • a drive 119 is provided, in particular an electric drive motor.
  • the drive 119 is coupled to the roller blind 103 by means of one or more toothed belts 105 and by means of one or more roller blind clutches 118.
  • the toothed belt 105 extend in corresponding guide tubes and the
  • Rollokupplept 118 are arranged on guide rails 122.
  • 122 are in the guide rails
  • Guide carriage arranged to guide the movement of the blind 103.
  • the toothed belt 105 is in particular a polymer cable, which allows a low-friction contact with the guide tube.
  • the toothed belt 105 is flexible.
  • FIG. 2 shows one end of a toothed belt body 106 of FIG
  • Toothed belt 105 The toothed belt body 106 is for example an extruded polymer element with a toothing.
  • the toothed belt body 106 is formed from a plastic 107, in particular from a polymer.
  • a coupling element 108 in particular of a metal, is provided to provide an interface 101 (FIG. 3) for the
  • the coupling element 108 is elongated along the longitudinal axis L of the toothed belt body 106. Transverse to the longitudinal axis L, the coupling element 108 has an upper side 114 and an opposite lower side 115.
  • the coupling element 108 has in the illustrated Embodiment three recesses 113 which extend from the bottom 115 to the top 114. In other embodiments, more or less than three
  • the shape can also be square or oval or otherwise formed.
  • Coupling element 108 is according to embodiments
  • the coupling element 108 Transverse to the longitudinal direction L, the coupling element 108 also has a recessed area 125.
  • FIG. 3 shows the end of the toothed belt 105 from FIG. 2 after the coupling element 108 has been connected to the toothed belt body 106.
  • FIG. 3 shows the end of the toothed belt 105 from FIG. 2 after the coupling element 108 has been connected to the toothed belt body 106.
  • Coupling element 108 is arranged, the plastic 107 of the toothed belt body 106 has been melted, so that the
  • Plastic 107 now surrounds the coupling element 108. Thus, a positive connection between the toothed belt body 106 and the coupling element 106 is formed. A fusion joint 110 is formed to connect the coupling element 108 with the
  • Toothed belt body 106 to connect.
  • the toothed belt 105 has an interface 101 in the region 102 for coupling to the movable roof element 104.
  • the interface 101 is formed in the illustrated embodiment by a recessed portion 112, which corresponds to the recessed portion 125 of the coupling member 108.
  • the plastic 107 penetrates, for example, the recesses 113. Alternatively or additionally, the plastic 107 enters the structuring of the surface 111.
  • FIG. 4 shows the toothed belt 105, which by means of
  • Interface 101 is coupled to the roller blind coupling 118.
  • the interface 101 forms a universally usable interface and can be used on different couplings for different roof elements 104.
  • the interface 101 is arranged at the end of the toothed belt 105.
  • Embodiment of a method for producing the toothed belt 105 described.
  • FIG. 5 shows a lower part 120 of a tool for connecting the toothed belt body 106 to the coupling element 108.
  • FIG. 6 shows a corresponding upper part 121 of FIG. 5
  • the projection 123 is a projection 123.
  • FIG. 8 shows the provision of the coupling element 108.
  • the coupling element 108 is likewise placed in the lower part 120 on the toothed belt body 106. Subsequently, the upper part 121 is applied.
  • the toothed belt body 106 is in the range of
  • Clutch element 108 melted.
  • the plastic 107 by means of ultrasound and / or induction
  • Plastic 107 is possible. For example, additional plastic is supplied. It is also possible that
  • the shape of the toothed belt 105 in the region 102 is predetermined by the shape of the lower part 120 and the shape of the upper part 121.
  • the interface 101 can be formed with the recessed area 112, as shown in FIG.
  • Figures 11 and 12 show a further embodiment of the coupling element 108 and the positive connection with the toothed belt body 106th
  • FIG. 12 shows the coupling element 108 in conjunction with the toothed belt body 106 and the roller blind coupling 118
  • Rollokupplung 118 is coupled to the projecting portion 117.
  • the plastic 107 of the toothed belt body 106 penetrates the recesses 113 from the bottom 115 to the top 114 of the coupling element 108.
  • At the top 114 backgear 124 are formed.
  • the coupling element 108 in the embodiment of Figures 11 and 12 at the top 114 is only partially covered with the plastic 107.
  • Toothed belt body 106 which is formed from a thermoplastic, melted or welded to the toothed belt body 106. This makes it possible to provide the toothed belt body 106 cost-effectively as a piece of goods. In one separate step is the toothed belt body 106th
  • the coupling element 108 is for example a
  • Coupling element 108 is pressed onto the toothed belt body 106 and fused. A form fit to
  • Toothed belt body is melted through the
  • the recesses 113 and / or the structured surface 111 are provided. Contact with the guide rail 112 of the coupling element 108 is prevented by the molten plastic material 107 of the toothed belt body 106.
  • the elongated extent of the coupling element 108 ensures a good power transmission, in particular with regard to the peel strength, and a good support in the
  • the coupling element 108 is formed as a stamped part.
  • the coupling element 108 is overmolded according to further embodiments as a plastic Part formed with metal insert.
  • the coupling element 108 is connected according to further embodiments as a stamped part with a means of a snap or plug connection
  • Plastic part formed, for example, is also fused.
  • the toothed belt body 106 can be provided by the meter, in particular from different suppliers.
  • Coupling element can as a tool falling part
  • the geometry of the interface 101 can be designed with a high flexibility.
  • Toothed belt body 106 only has to be machined minimally. On lateral punctures can be dispensed with. As a result, larger tensile carriers can be integrated into the toothed belt body 106. Thus, a higher tensile and compressive strength can be realized.
  • Various forms of positive connection between the toothed belt body 106 and the coupling element 108 are possible. In addition to the described example, a lateral encompassing is possible in which the plastic 107 at the edge of the coupling element 108 passes from the bottom 115 to the top 114.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Ein Zahnriemen für ein bewegliches Dachelement (104) eines Fahrzeugs aufweist auf: - einen Zahnriemenkörper (106) aus Kunststoff (107), - ein Kupplungselement (108), und - eine Schnittstelle (101) des Zahnriemens (105) zur Kopplung mit dem beweglichen Dachelement (104), die mittels des Kupplungselements (108) gebildet ist, wobei - das Kupplungselement (108) und der Zahnriemenkörper (106) formschlüssig miteinander gekoppelt sind.

Description

Beschreibung
Zahnriemen für ein bewegliches Dachelement eines Fahrzeugs, System für ein Fahrzeugdach und Verfahren zum Herstellen eines Zahnriemens für ein bewegliches Dachelement
Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen für ein bewegliches Dachelement eines Fahrzeugs, beispielsweise für einen Deckel eines öffnungsfähigen Daches oder für ein Rollo. Die
Erfindung betrifft weiterhin ein System für ein Fahrzeugdach mit einem Zahnriemen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnriemens für ein bewegliches Dachelement.
Ein Dach eines Kraftfahrzeugs kann transparent ausgebildet sein. Ein Rollo kann angeordnet sein, um die Intensität der Sonneneinstrahlung zu reduzieren, die durch das transparente Dach ins Fahrzeuginnere gelangt. Das Fahrzeugdach kann unbeweglich mit der Karosserie verbunden sein oder kann einen Deckel aufweisen, der relativ zum übrigen Fahrzeugdach bewegbar ist. Dieser Deckel kann beispielsweise eine
Dachöffnung in einer Schließstellung des Deckels verschließen oder in weiteren Stellungen die Dachöffnung zumindest
teilweise freigeben. Ein Zahnriemen kann vorgesehen sein, um eine Bewegung eines Antriebs auf das Rollo und/oder den
Deckel zu übertragen. Aus der DE 10157015 AI ist
beispielsweise bekannt, einen Antriebsschlitten mit einem Zahnriemen zu koppeln.
Es ist wünschenswert, einen Zahnriemen für ein bewegliches Dachelements eines Fahrzeugs anzugeben, der einen
verlässlichen Betrieb ermöglicht und dabei kostengünstig ist. Es ist weiterhin wünschenswert, ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnriemens für ein bewegliches Dachelement eines Fahrzeugs anzugeben, das einen robusten und kostengünstigen Zahnriemen ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist ein
Zahnriemen für ein bewegliches Dachelement eines Fahrzeugs einen Zahnriemenkörper aus Kunststoff auf. Der
Zahnriemenkörper besteht beispielsweise vollständig aus
Kunststoff oder weist größtenteils Kunststoff auf und weitere Materialien, die beispielsweise zur Verstärkung des
Zahnriemenkörpers dienen. Beispielsweise weist der
Zahnriemenkörper eine Armierung auf. Beispielsweise weist der Zahnriemenkörper eine Metallseele auf, die von dem Kunststoff umgeben ist. Der Zahnriemen weist ein Kupplungselement auf. Der Zahnriemen weist eine Schnittstelle auf zur Kopplung des Zahnriemens mit dem beweglichen Dachelement. Die
Schnittstelle ist mittels des Kupplungselements gebildet. Das Kupplungselement und der Zahnriemenkörper sind formschlüssig miteinander gekoppelt. Insbesondere weist der Zahnriemen eine Schmelzverbindung auf, die das Kupplungselement und den
Zahnriemenkörper miteinander verbindet.
Der Zahnriemen dient im Betrieb insbesondere zur Betätigung eines gegenüber einem Fahrzeugaufbaus beweglichen
Dachelements. Der Zahnriemen überträgt eine Antriebskraft von einem Antrieb auf das bewegliche Dachelement. Der Zahnriemen kann auch als Antriebskabel bezeichnet werden. Der Zahnriemen ist aus einem flexiblen Kunststoff gebildet, der eine
Verzahnung aufweist, die mit einem Antriebszahnrad des
Antriebs in Eingriff steht. Der Zahnriemen ist zug- und drucksteif ausgebildet. Um das bewegliche Dachelement mit dem Zahnriemen koppeln zu können, ist die Schnittstelle
vorgesehen. Um die nötige Zug- und Druckfestigkeit im Bereich der Schnittstelle zu gewährleisten ist das Kupplungselement vorgesehen. Das Kupplungselement ist ein zunächst zum
Zahnriemenkörper separat ausgebildetes Bauteil, das mit dem Zahnriemenkörper formschlüssig verbunden wird. Somit ist eine robuste und kostengünstige Alternative zur Umspritzung möglich. Das Kupplungselement ist beispielsweise als
werkzeugfallendes Teil realisierbar. Die Geometrie der
Schnittstelle ist mit einer hohen Flexibilität gestaltbar. Der Zahnriemen muss nur minimal bearbeitet werden.
Beispielsweise muss der Zahnriemenkörper lediglich im Bereich der Schnittstelle aufgeschmolzen werden, sodass sich der Zahnriemenkörper und das Kupplungselement formschlüssig miteinander verbinden.
Beispielsweise weist eine Oberfläche des Kupplungselements eine Strukturierung auf. Der Kunststoff bildet mit der
Strukturierung einen Formschluss. Alternativ oder zusätzlich weist das Kupplungselement gemäß Ausführungsformen eine
Ausnehmung auf. Der Kunststoff reicht durch die Ausnehmung von einer Seite des Kupplungselements zu einer
gegenüberliegenden Seite des Kupplungselements. So ist eine verlässliche Verbindung zwischen dem Zahnriemenkörper und dem Kupplungselement möglich, die eine Übertragung von
ausreichend hohen Zug- und Druckkräften ermöglicht.
Gemäß Ausführungsformen ist das Kupplungselement aus einem Metall gebildet. Beispielsweise ist das Kupplungselement als Blechstanzteil ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform weist ein System für ein
Fahrzeugdach das bewegliche Dachelement auf. Das System weist den Zahnriemen nach mindestens einer der beschriebenen
Ausführungsformen auf. Das System weist einen Antrieb auf. Der Zahnriemen ist mit dem Antrieb und dem beweglichen Dachelement gekoppelt, um eine Bewegung des Antriebs in eine Bewegung des Dachelements zu übertragen. Der Antrieb ist beispielsweise ein Elektromotor, dessen Rotation mittels des Zahnriemens in eine lineare Verschiebung des beweglichen Dachelements übertragen wird. Das bewegliche Dachelement ist beispielsweise ein Rollo, ein Dachhimmel und/oder ein Deckel einer Schiebedachanordnung.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum
Herstellen eines Zahnriemens für ein bewegliches Dachelement ein Bereitstellen eines Zahnriemenkörpers aus Kunststoff. Ein Kupplungselement wird bereitgestellt. Das Kupplungselement und der Zahnriemenkörper werden aufeinander positioniert. Ein Teil des Kunststoffs wird in einem Bereich aufgeschmolzen, in dem das Kupplungselement und der Zahnriemenkörper aufeinander positioniert sind. Der Kunststoff wird in dem Bereich
umgeschmolzen, in dem er aufgeschmolzen wird, sodass der Kunststoff das Kupplungselement hintergreift. Dadurch wird eine formschlüssige Kopplung des Kupplungselements und des Zahnriemenkörpers ausgebildet.
Beispielsweise wird der Kunststoff mittels Ultraschall oder Induktion aufgeschmolzen. Es ist auch möglich, das
Kupplungselement zu erwärmen, bevor es auf dem
Zahnriemenkörper positioniert wird. Der aufgeschmolzene
Kunststoff hintergreift beispielsweise die Strukturierung der Oberfläche des Kupplungselements oder gelangt durch eine Ausnehmung des Kupplungselements hindurch. Nachdem der
Kunststoff wieder abgekühlt ist und fest geworden ist, ist die formschlüssige Kopplung ausgebildet. Die Geometrie des Bereichs, in dem der Kunststoff aufgeschmolzen wurde, kann durch den aufgeschmolzenen Kunststoff gestaltet werden, beispielsweise kann eine Riemenspitze ausgebildet werden. Gemäß Ausführungsformen wird der Kunststoff in dem Bereich umgeformt, um eine im Vergleich zur ursprünglichen Geometrie geänderte Geometrie aus dem Kunststoff auszubilden. Dadurch ist es möglich ein zusätzliches Funktionselement an den
Zahnriemen auszubilden. Gemäß weiteren Ausführungsformen wird hierzu zusätzliches Material zu geschmolzenen Kunststoff zugefügt, um das zusätzliche Funktionselement auszubilden. Beispielsweise wird zusätzlicher Kunststoff zugefügt. Das zusätzliche Funktionselement ist beispielsweise eine
Führungsfläche, eine Zahnriemenspitze, ein Federelement, ein Überlauf und/oder ein weiteres Element, das an den Zahnriemen benötigt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren
erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige oder
gleichwirkende Elemente können figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Aufsicht auf ein Fahrzeugdach gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Zahnriemenkörpers und eines Kupplungselements vor der Kopplung gemäß einem Ausführungsbeispiel ,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Zahnriemens gemäß einem Ausführungsbeispiel, Figur 4 eine schematische Darstellung des Zahnriemens und einer Rollokupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel, Figur 5 eine schematische Darstellung eines Unterteils eines Werkzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Oberteils eines Werkzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figuren 7 bis 10 verschiedene Verfahrensstadien während der Herstellung des Zahnriemens gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 11 eine schematische Darstellung des Kupplungselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
Figur 12 einen Zahnriemen gemäß dem weiteren
Ausführungsbeispiel . Figur 1 zeigt ein Fahrzeugdach 100 eines Kraftfahrzeugs.
Beispielsweise ist das Fahrzeugdach 100 zumindest teilweise transparent, sodass Licht von außerhalb ins Innere des
Fahrzeugs gelangen kann. Das Kraftfahrzeug weist ein System 200 auf. Ein Rollo 103 ist vorgesehen, das beweglich
angeordnet ist, um die Intensität des eintreffenden Lichts beeinflussen zu können. Beispielsweise ist das Rollo 103 auf der einen Seite aufgerollt und kann abgerollt werden, sodass das Rollo 103 das Fahrzeugdach 100 teilweise von Innen bedeckt. Das Rollo 103 ist somit ein Beispiel für ein
bewegliches Dachelement 104. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist das bewegliche Dachelement 104 beispielsweise ein
Schiebehimmel, der relativ zum Fahrzeugdach verschiebbar ist. Gemäß wiederum weiteren Ausführungsbeispielen ist das Dachelement 104 ein Deckel, der eine Dachöffnung des
Fahrzeugdachs 100 wahlweise verschließen kann oder zumindest teilweise freigeben kann. Um das bewegliche Dachelement 104, im dargestellten Beispiel das Rollo 103, verschieben zu können, ist ein Antrieb 119 vorgesehen, insbesondere ein elektrischer Antriebsmotor. Der Antrieb 119 ist mithilfe von einem oder mehreren Zahnriemen 105 und mithilfe von einer oder mehreren Rollokupplungen 118 mit dem Rollo 103 gekoppelt. Beispielsweise verlaufen die Zahnriemen 105 in entsprechenden Führungsrohren und die
Rollokupplungen 118 sind an Führungsschienen 122 angeordnet. Beispielsweise sind in den Führungsschienen 122
Führungsschlitten angeordnet, die die Bewegung des Rollos 103 führen.
Der Zahnriemen 105 ist insbesondere ein Polymerkabel, das einen reibungsarmen Kontakt zu dem Führungsrohr ermöglicht. Der Zahnriemen 105 ist flexibel.
Figur 2 zeigt ein Ende eines Zahnriemenkörpers 106 des
Zahnriemens 105. Der Zahnriemenkörper 106 ist beispielsweise ein extrudiertes Polymerelement mit einer Verzahnung. Der Zahnriemenkörper 106 ist aus einem Kunststoff 107 gebildet, insbesondere aus einem Polymer.
Ein Kupplungselement 108, insbesondere aus einem Metall, ist vorgesehen, um eine Schnittstelle 101 (Figur 3) für die
Rollokupplung 118 zu bilden. Das Kupplungselement 108 ist länglich entlang der Längsachse L des Zahnriemenkörpers 106 ausgedehnt. Quer zur Längsachse L weist das Kupplungselement 108 eine Oberseite 114 und eine gegenüberliegende Unterseite 115 auf. Das Kupplungselement 108 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Ausnehmungen 113 auf, die von der Unterseite 115 zur Oberseite 114 reichen. Gemäß weiteren Ausführungsformen sind mehr oder weniger als drei
Ausnehmungen 113 vorgesehen. Zudem ist die Form der
Ausnehmungen nicht zwingend wie im dargestellten
Ausführungsbeispiel rund, die Form kann auch eckig oder oval oder anders ausgebildet sein.
Eine Oberfläche 111, vorzugsweise die Unterseite, des
Kupplungselements 108 ist gemäß Ausführungsformen
strukturiert, um nachfolgend eine gute Verbindung mit dem Kunststoff 107 des Zahnriemenkörpers 106 eingehen zu können.
Quer zur Längsrichtung L weist das Kupplungselement 108 zudem einen zurückgesetzten Bereich 125 auf.
Figur 3 zeigt das Ende des Zahnriemens 105 aus Figur 2, nachdem das Kupplungselement 108 mit dem Zahnriemenkörper 106 verbunden wurde. In einem Bereich 102, in dem das
Kupplungselement 108 angeordnet ist, wurde der Kunststoff 107 des Zahnriemenkörpers 106 aufgeschmolzen, sodass der
Kunststoff 107 nun das Kupplungselement 108 umgibt. Somit ist ein Formschluss zwischen dem Zahnriemenkörper 106 und dem Kupplungselement 106 ausgebildet. Eine Schmelzverbindung 110 ist ausgebildet, um das Kupplungselement 108 mit dem
Zahnriemenkörper 106 zu verbinden. Der Zahnriemen 105 weist im Bereich 102 eine Schnittstelle 101 zur Kopplung mit dem beweglichen Dachelement 104 auf. Die Schnittstelle 101 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen zurückgesetzten Bereich 112 ausgebildet, der mit dem zurückgesetzten Bereich 125 des Kupplungselements 108 korrespondiert. Der Kunststoff 107 durchdringt beispielsweise die Ausnehmungen 113. Alternativ oder zusätzlich gelangt der Kunststoff 107 in die Strukturierung der Oberfläche 111.
Somit ist die formschlüssige Verbindung zwischen dem
Zahnriemenkörper 106 und dem Kupplungselement 108
ausgebildet .
Figur 4 zeigt den Zahnriemen 105, der mittels der
Schnittstelle 101 mit der Rollokupplung 118 gekoppelt ist. Die Schnittstelle 101 bildet eine universell verwendbare Schnittstelle und kann an unterschiedliche Kupplungen für unterschiedliche Dachelemente 104 verwendet werden. Durch den Zahnriemen 105 mit dem Kupplungselement 108 und der
Schnittstelle 101 ist es möglich, den Zahnriemen 105 aus Kunststoff mit bereits bestehenden herkömmliche
Rollokupplungen 118 zu verwenden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schnittstelle 101 am Ende des Zahnriemens 105 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Schnittstelle 101 mittig entlang der Längsachse L am Zahnriemenkörper 106 anzuordnen.
Nachfolgend wird anhand der Figuren 5 bis 10 ein
Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Zahnriemens 105 beschrieben.
Figur 5 zeigt ein Unterteil 120 eines Werkzeugs zum Verbinden des Zahnriemenkörpers 106 mit dem Kupplungselement 108. Figur 6 zeigt ein korrespondierendes Oberteil 121 des
Werkzeugs mit einem Vorsprung 123. Der Vorsprung 123
korrespondiert mit dem zurückgesetzten Bereich 112 der
Schnittstelle 101. Zunächst wird der Zahnriemenkörper 106, der den Kunststoff
107 aufweist, in das Unterteil 120 eingelegt, wie in Figur 7 dargestellt .
Figur 8 zeigt das Bereitstellen des Kupplungselements 108. Das Kupplungselement 108 wird ebenfalls in das Unterteil 120 auf den Zahnriemenkörper 106 aufgelegt. Nachfolgend wird das Oberteil 121 aufgebracht.
Der Zahnriemenkörper 106 wird im Bereich des
Kupplungselements 108 aufgeschmolzen. Beispielsweise wird der Kunststoff 107 mittels Ultraschall und/oder Induktion
aufgeschmolzen. Auch ein Schweißen zum Schmelzen des
Kunststoffs 107 ist möglich. Beispielsweise wird zusätzlicher Kunststoff zugeführt. Es ist auch möglich, das
Kupplungselement 108 zu erwärmen, bevor es wie in Figur 8 gezeigt, in das Werkzeug mit dem Unterteil 120 eingelegt wird. Das vorerhitzte Kupplungselement 108 schmilzt dann im Werkzeug den Kunststoff 107 auf.
Die Form des Zahnriemens 105 im Bereich 102, insbesondere die Form der Schnittstelle 101 wird durch die Form des Unterteils 120 und die Form des Oberteils 121 vorgegeben. Somit ist beispielsweise die Schnittstelle 101 mit dem zurückgesetzten Bereich 112 ausbildbar, wie in Figur 10 dargestellt.
Figuren 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kupplungselements 108 und der formschlüssigen Verbindung mit dem Zahnriemenkörper 106.
Wie in Figur 11 dargestellt entspricht das Kupplungselement
108 im Wesentlichen dem Kupplungselement wie in den vorhergehenden Figuren geschildert. Anstatt des
zurückgesetzten Bereichs 125 weist das Kupplungselement 108 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 11 und 12 einen vorspringenden Bereich 117 auf. Dieser springt im
betriebsfertigen Zustand quer zur Längsachse L über den
Zahnriemenkörper 106 hervor.
Figur 12 zeigt das Kupplungselement 108 in Verbindung mit dem Zahnriemenkörper 106 und der Rollokupplung 118. Die
Rollokupplung 118 ist mit dem vorspringenden Bereich 117 gekoppelt. Der Kunststoff 107 des Zahnriemenkörpers 106 durchdringt die Ausnehmungen 113 von der Unterseite 115 zur Oberseite 114 des Kupplungselements 108. An der Oberseite 114 sind Hintergreifungen 124 ausgebildet.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 2 bis 10 ist das
Kupplungselement 108 zumindest an der Oberseite 114 und an der Unterseite 115 jeweils vollständig von dem Kunststoff 107 bedeckt. Im Gegensatz dazu ist das Kupplungselement 108 im Ausführungsbeispiel der Figuren 11 und 12 an der Oberseite 114 nur teilweise mit dem Kunststoff 107 bedeckt. Auch
Kombinationen der Ausführungsbeispiele sind möglich,
beispielsweise eine Schnittstelle 101 mit einem
zurückgesetzten Bereich 112 wie in Figur 3 dargestellt und einer Schmelzverbindung 110 wie in Figur 12 dargestellt, die die Seite 114 nur teilweise bedeckt.
Anmeldungsgemäß wird das Kupplungselement auf den
Zahnriemenkörper 106, der aus einem Thermoplast gebildet ist, aufgeschmolzen beziehungsweise mit dem Zahnriemenkörper 106 verschweißt. Dadurch ist es möglich, den Zahnriemenkörper 106 kostengünstig als Meterware bereitzustellen. In einem separaten Schritt wird der Zahnriemenkörper 106
konfektioniert und das Kupplungselement 108 aufgebracht.
Das Kupplungselement 108 ist beispielsweise ein
Blechstanzteil mit den Aussparungen 113 und/oder der
Strukturierung beziehungsweise mit Konturen an der Oberfläche 111 zur Verbindung mit dem Zahnriemenkörper 106. Das
Kupplungselement 108 wird auf den Zahnriemenkörper 106 aufgepresst und verschmolzen. Ein Formschluss zum
Zahnriemenkörper wird durch das aufgeschmolzene
beziehungsweise das verschweißte Kunststoffmaterial 107 des Zahnriemenkörpers 106 gebildet. Hierfür sind die Ausnehmungen 113 und/oder die strukturierte Oberfläche 111 vorgesehen. Ein Kontakt zur Führungsschiene 112 des Kupplungselements 108 wird durch das aufgeschmolzene Kunststoffmaterial 107 des Zahnriemenkörpers 106 verhindert.
Die längliche Ausdehnung des Kupplungselements 108 sorgt für eine gute Kraftübertragung, insbesondere im Hinblick auf die Abzugsfestigkeit, und eine gute Abstützung in der
Führungsschiene 122. Eine ausreichend gute Führung und
Zentrierung des Kupplungselements 108 im Fügewerkzeug mit dem Unterteil 120 und dem Oberteil 121 für eine ausreichende Wiederholgenauigkeit ist möglich. Eine unzulässige
Querschnittsveränderung durch den Schmelzvorgang kann
verringert werden durch entsprechende Kavitäten im Werkzeug. Zudem ist es möglich, durch eine entsprechende Gestaltung des Werkzeugs die Spitze des Zahnriemens 105 zu formen. Verschiedene Ausführungsformen des Kupplungselements 108 sind möglich. Beispielsweise ist das Kupplungselement 108 als Stanzteil ausgebildet. Das Kupplungselement 108 ist gemäß weiteren Ausführungsbeispielen als Kunststoff umspritztes Teil mit Metalleinleger ausgebildet. Das Kupplungselement 108 ist gemäß weiteren Ausführungsformen als Stanzteil mit einem mittels einer Schnapp- oder Steckverbindung verbundenen
Kunststoffteil ausgebildet, das beispielsweise ebenfalls verschmolzen ist.
Somit ist eine robuste und kostengünstige Alternative zu einer Umspritzung des Kupplungselements 108 ermöglicht. Der Zahnriemenkörper 106 kann als Meterware bereitgestellt werden, insbesondere von verschiedenen Lieferanten. Das
Kupplungselement kann als werkzeugfallendes Teil
bereitgestellt werden. Die Geometrie der Schnittstelle 101 kann mit einer hohen Flexibilität gestaltet werden. Der
Zahnriemenkörper 106 muss nur minimal bearbeitet werden. Auf seitliche Bestanzungen kann verzichtet werden. Dadurch können größere Zugträger in den Zahnriemenkörper 106 integriert werden. Somit ist eine höhere Zug- und Druckfestigkeit realisierbar . Verschiedene Formen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnriemenkörper 106 und dem Kupplungselement 108 sind möglich. Zusätzlich zu dem Beschriebenen ist beispielsweise auch ein seitliches Umgreifen möglich, bei dem der Kunststoff 107 am Rand des Kupplungselements 108 von der Unterseite 115 zu der Oberseite 114 gelangt.

Claims

Patentansprüche
1. Zahnriemen für ein bewegliches Dachelement (104) eines Fahrzeugs, aufweisend:
- einen Zahnriemenkörper (106) aus Kunststoff (107),
- ein Kupplungselement (108), und
- eine Schnittstelle (101) des Zahnriemens (105) zur Kopplung mit dem beweglichen Dachelement (104), die mittels des
Kupplungselements (108) gebildet ist, wobei
- das Kupplungselement (108) und der Zahnriemenkörper (106) formschlüssig miteinander gekoppelt sind.
2. Zahnriemen nach Anspruch 1, aufweisend eine
Schmelzverbindung (110), die das Kupplungselement (108) und den Zahnriemenkörper (106) miteinander verbindet.
3. Zahnriemen nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Oberfläche (111) des Kupplungselements (108) eine Strukturierung
aufweist, und der Kunststoff (107) mit der Strukturierung einen Formschluss bildet.
4. Zahnriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Kupplungselement (108) eine Ausnehmung (113) aufweist, und der Kunststoff (107) durch die Ausnehmung (113) von einer Seite (115) des Kupplungselements (108) zu einer
gegenüberliegenden Seite (114) des Kupplungselements (108) reicht .
5. Zahnriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Schnittstelle (101) einen quer zur Längsachse (L) des
Zahnriemens (105) einen zurückgesetzten Bereich (112) aufweist .
6. Zahnriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Kupplungselement (108) einen quer zur Längsachse (L) des Zahnriemenkörpers (106) vorspringenden Bereich (117)
aufweist .
7. Zahnriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Kupplungselement (108) zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten (114, 115) vollständig von dem Kunststoff (107) bedeckt ist.
8. Zahnriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Kupplungselement (108) aus einem Metall gebildet ist.
9. Zahnriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Schnittstelle (101) ausgebildet ist zur Kopplung mit einer
Rollokupplung (118) eines Rollos (103).
10. System für ein Fahrzeugdach, aufweisend:
- ein bewegliches Dachelement (104),
- einen Zahnriemen (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
- einen Antrieb (119), wobei der Zahnriemen (105) mit dem Antrieb (119) und dem beweglichen Dachelement (104) gekoppelt ist, um eine Bewegung des Antriebs (119) in eine Bewegung des Dachelements (104) zu übertragen.
11. Verfahren zum Herstellen eines Zahnriemens (105) für ein bewegliches Dachelement (104) eines Fahrzeugs, umfassend:
- Bereitstellen eines Zahnriemenkörpers (106) aus Kunststoff (107) ,
- Bereitstellen eines Kupplungselements (108),
- Positionieren des Kupplungselements (108) und des
Zahnriemenkörpers (106) aufeinander, - Aufschmelzen eins Teils des Kunststoffs (107) in einem Bereich (102), in dem das Kupplungselement (108) und der Zahnriemenkörper (106) aufeinander positioniert sind, und
- Umformen des Kunststoffs (107) in dem Bereich (102), sodass der Kunststoff (107) das Kupplungselement (108) hintergreift, und dadurch
- Ausbilden einer formschlüssigen Kopplung des
Kupplungselements (108) und des Zahnriemenkörpers (106).
12. Verfahren nach Anspruch 11, umfassend:
- Umformen des Kunststoffs (107) in dem Bereich (102), und dadurch
- Ausformen einer im Vergleich zur ursprünglichen Geometrie geänderten Geometrie aus dem Kunststoff (107), um ein
zusätzliches Funktionselement auszubilden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, umfassend:
- Zuführen von zusätzlichem Material zu dem aufgeschmolzenen Kunststoff (107), um das zusätzliche Funktionselement
auszubilden.
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