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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 aus mindestens einem formschlüssig an ihm angreifenden Antriebs- und/oder Abtriebsorgan, wobei das Zugorgan eine in allen Richtungen quer zu seiner Längserstreckung flexible, zugfeste Seele wie Drahtseil aufweist, an der in Längsrichtung in regelmäßigen Abständen der Seele für den Angriff des Antriebs- oder Abtriebsorgan symmetrische Rotationskörper mit dazwischen angeordneten Abstandshaltern geringeren Durchmessers als Mitnehmer angebracht sind.
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Die DE-OS 27 28 260, von der die Erfindung ausgeht, beschreibt eine biegsame Zahnwelle unter Verwendung einer z. B. aus einem Stahlseil bestehenden Seele, auf die - wie Perlen auf eine Schnur - eine Mehrzahl von Rotationskörpern - " Zahnteller" genannt - aufgefädelt sind. Die Zahnteller bestehen aus Kunststoff und weisen voneinander distanzierte Flanken zum Angriff der Zähne eines Antriebs- oder Abtriebsorgans auf. Um die zueinander weisenden Flanken zweier benachbarter Zähne auf Abstand zu halten, besitzt jeder Rotationskörper an einer Außenseite eine etwa kugelkalottenförmige Ausnehmung, in die formschlüssig und schwenkbeweglich ein entsprechend ballig ausgeführter Fortsatz des jeweils anderen Rotationskörpers eintaucht. Eine Mehrzahl von auf die Seele aufgefädelten Zahntellern bzw. Rotationskörpern wird durch auf die Seele aufgepreßte Nippel axial unverschiebbar und in gegenseitigem Eingriff gehalten. Im übrigen sitzen die Zahnteller mit Gleitsitz auf der Seele.
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Zwar ist in der DE-OS 27 28 260 die Rede davon, daß die Seele "dehnungsfrei" sein soll, doch hat die Praxis gezeigt, daß Drahtseile, auch bei Fensterhebern einerseits aufgrund von Temperaturschwankungen Längenänderungen erfahren und nach längerer Betriebsdauer aufgrund häufig angreifender Kräfte gelängt werden. Daß diese Probleme in der Tat bestehen, zeigt die Verwendung von Seilspannern bei Seilfensterhebern üblicher Bauarten.
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Gewisse Maßänderungen wirken sich beim Gegenstand der DE-OS 27 28 260 infolge Längung der Seele nun so aus, daß die auf ihr aufgefädelten Rotationskörper nicht mehr eng toleriert aneinanderpassen, sondern - wie bei einer Perlenkette - größeren Abstand voneinander gewinnen und dann in Längsrichtung der Seele auf dieser hin- und herwandern. Dies führt einerseits zu einem unpräzisen Lauf des Zugorgans und andererseits zu einem ständigen Hin- und Herverschieben der einzelnen Rotationskörper auf der Seele durch das Antriebs- oder Abtriebsorgan. Hierdurch entstehen nicht unbeträchtliche Reibungskräfte, die zu einer Aufweitung der Bohrungen der einzelnen Rotationskörper führen mit der weiteren Folge eines vorzeitigen Verschleißes. In einem solchen Fall helfen auch die Verschlußstücke (Nippel) nichts, denn sie machen die Längenänderung der Seele mit, entfernen sich also ebenfalls voneinander. Ein Nachspannen des Zugorgans ist unmöglich, ein Austausch der Nippel, um die Vielzahl der Rotationskörper wieder in enger Toleranz zusammenzuhalten, zumindest mit aufwendigen Montagearbeiten verbunden.
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Die Nachteile werden auch durch unvermeidliche Toleranzen in den Abmessungen der einzelnen Rotationskörper gefördert. Auch Maßabweichungen durch Materialalterung haben diese nachteiligen Auswirkungen, die sich mit der Anzahl der " Kettenglieder" multiplizieren. Die bestehenden Mängel treten also umso eher und umso gravierender in Erscheinung, je länger der mit Rotationskörpern versehene Abschnitt des Zugorgans ist.
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Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine zugfeste Kraftübertragungsanordnung der vorausgesetzten Art insbesondere dahingehend zu verbessern, daß der präzise Antrieb der Kraftübertragungsanordnung weder durch bei der Fertigung in Kauf zu nehmende Toleranzen noch durch im normalen Betrieb auftretende Beanspruchungen leidet.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Rotationskörper mit den Abstandshaltern werkstoffeinheitlich- stoffschlüssig verbunden sind, aus Gummi oder entropieelastischem Kunststoff bestehen sowie auf die Seele aufvulkanisiert bzw. aufgespritzt sind.
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Die Rotationskörper sind also nicht mehr wie Perlen auf eine Schnur aufgefädelt, sondern gehen stoffschlüssig ineinander über und mit der Seele einen innigen Verbund ein. Wichtig ist, daß der verwendete Kunststoff entropieelastisch ist, also mit Gummi vergleichbare elastische Eigenschaften besitzt. Der auf die Seele aufgespritzte "Zahnmantel" kann daher jede durch Temperaturschwankung oder im Betrieb auftretende Kräfte veranlaßte Längung und auch Kürzung der metallischen Seele mitmachen. Toleranzunterschiede wirken sich also nicht mehr nachteilig aus. Tritt eine Längung des gesamten Zugorgans ein, hat dies lediglich höchst geringfügige Auswirkungen auf die Toleranzen des Eingriffs des Antriebs- bzw. des Abtriebsorgans in die Lücken zwischen den Rotationskörpern, die Rotationskörper selbst haften aber nach wie vor an der Seele und können auf dieser nicht verrutschen.
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Auch die Herstellung des Zugorgans ist sehr einfach. Man spart die gesonderte Fertigung der einzelnen Rotationskörper ein, braucht diese auch nicht auf die Seele aufzufädeln, und schließlich sind die sichernden Nippel entbehrlich. Der Erfindungsgegenstand kann auf einfache Weise z. B. dadurch hergestellt werden, daß das Seil rapportweise durch eine Kunststoffspritzgießform geführt wird, in der jeweils ein mehrere Rotationskörper umfassender Mantelabschnitt angespritzt wird. Es besteht auch die Möglichkeit der endlosen Vorfabrikation, so daß Zugorgane der benötigten Länge von einem großen Vorrat bei Bedarf abgetrennt werden können. Dies erleichtert entscheidend die Konfektionierung gegenüber der bekannten Anordnung.
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Die Rotationskörper und die Abstandshalter bestehen vorzugsweise aus einem Acetalharz (POM) oder einem thermoplastischen Polyurethan-Kunststoff (PU).
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Die Erfindung wird nachfolgend in ihren Einzelheiten noch weitergehend anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt
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Fig. 1 eine teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt wiedergegebene Darstellung eines flexiblen Zugorgans der zugfesten Kraftübertragungsanordnung,
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Fig. 2 die schematische Darstellung des Zusammenwirkens des Zugorgans mit einem An- oder Abtriebsorgan, und
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Fig. 3 eine schematische Darstellung eines die erfindungsgemäße Kraftübertragungsanordnung verwendeten Kraftfahrzeug-Fensterhebers.
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In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 10 ein flexibles Zugorgan bezeichnet, welches eine sich in seiner Längsrichtung erstreckende allrichtungsflexible zugfeste Seele 11 aufweist, die hier als geflochtenes Stahlseil 12 ausgeführt ist. Dieses Stahlseil 12 bzw. die Seele 11 ist gewissermaßen mit einem profilierten Kunststoffmantel umgeben, z. B. dadurch, daß der Kunststoffmantel 13 auf das geflochtene Stahlseil aufgespritzt ist und mit ihm daher einen haftenden Verbund eingeht. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Kunststoffmantel 13 in zwei verschiedene, jeweils abwechselnd aufeinanderfolgende Abschnitte unterteilt, und zwar in eine Vielzahl von Rotationskörpern 14 des Durchmessers D und Abstandshaltern 15 des kleineren Durchmessers d. Die Rotationskörper 14 sind im Ausführungsbeispiel, ebenso wie die Abstandshalter 15, Kreiszylinder kurzer Länge, die über konische Flanken 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 formschlüssigen Eingriff bereitstehen.
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Aus Fig. 1 ist auch ohne weiteres ersichtlich, daß zwischen je zwei von den Rotationskörpern 14 gebildeten Zähnen, also in die von den Abstandshaltern 15 erzeugten Zahnlücken 26 eingreifende Zähne eines An- oder Abtriebsorgans einen Zugantrieb auf das flexible Zugorgan 10 ausüben können.
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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 Querrichtungen, z. B. in eine mit dem Pfeil 27 angedeutete Richtung, ohne daß der formschlüssige Kraftangriff verlorengeht.
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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.
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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.
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Sowohl eine breite Seiltrommel als auch das mehrfache Umschlingen derselben durch das flexible Zugorgan sind nun nicht mehr notwendig. Das Antriebsorgan 36 besteht jetzt aus einem Zahnrad, dessen Konfiguration etwa dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Antriebsorgan entspricht. Das Zugorgan 10 ist endlos ausgeführt und besitzt einen "nackten" Seilabschnitt 39 sowie einen mit einer Vielzahl von Rotationskörpern 14 und Abstandshaltern 15 versehenen Abschnitt 40, dessen beide Enden mit 41 und 42 bezeichnet sind. Die Länge des Abschnittes 40 ist geringfügig größer als der dem Mitnehmer 32 aufzuprägenden Scheibenhub. Das Antriebszahnrad 36 wird beim Ausführungsbeispiel nicht mehrfach, sondern um 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.)
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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. 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.