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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich für ein Zugseil in einer Betätigungseinrichtung und insbesondere in einem Fensterheber für ein Kraftfahrzeugseitenfenster.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich zeigt die
DE 31 01 498 A1 . Darin wird eine Vorrichtung zur Verlängerung des Schlauches eines Bowdenzugs beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung sitzt auf einem Bowdenrohr fest ein Endfitting, das auf der dem Schlauch abgekehrten Seite eine federnde Zunge mit einer zum Seil gerichteten Rastnase mit einer schrägen und einer senkrechten Flanke besitzt. Auf das Seil ist eine Führungsbuchse geschoben, die auf der dem Endfitting abgekehrten Seite ortsfest in einer Halterung steckt. Die Führungsbuchse ist im Bereich der Rastnase mit einer entsprechenden Verzahnung versehen, in welche die Rastnase federnd eingreift. Die schrägen Flächen an Rastnase und Verzahnung sind derart gerichtet, dass Endfitting und Führungsbuchse nur auseinander gezogen werden können, während die Bewegung zueinander hin blockiert ist. Zwischen Endfitting und Führungsbuchse ist eine Druckfeder eingesetzt, welche die Bauelemente automatisch auseinander drückt, wenn sich das Seil des Bowdenzugs längt. Damit wird jede solche Längung durch eine automatische Schlauchverlängerung innerhalb der Vorrichtung selbsttätig kompensiert.
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Allerdings verbleibt mit der bekannten Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich das Problem, dass dadurch auch temperaturbedingte Verlängerungen des Seils, d. h. Verlängerungen aufgrund von Temperaturschwankungen im Seilmaterial, unter bestimmten Bedingungen vollständig kompensiert werden und sich beim späteren Zurückbilden der Verlängerung unerwünscht hohe Spannungen im Zugseil ergeben.
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Weiterhin ist aus der
US 4 798 100 A eine Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich in einem Seilzugantrieb mit einer längenveränderbaren Aufnahme für ein Zugmittel bekannt. Die längenveränderbare Aufnahme umfasst dabei zwei Elemente. Hierbei weist das als zylindrisches Element ausgebildete erste Element Gewindegänge auf, die mit in einer zylindrischen Bohrung des zweiten Elements angeordneten Gewindegängen zusammenwirken. Beim Zusammenbau der beiden Elemente wird eine Druckfeder zwischen den Elementen eingesetzt. Des Weiteren wird ein Ring mit seiner zum zweiten Element weisenden Stirnfläche angeordneten Verzahnung auf die Mantelfläche des ersten Elementes aufgeschoben. Dieser Ring mit entsprechender Verzahnung greift in eine an der Stirnfläche des zweiten Elements angeordnete Verzahnung ein und bildet eine Drehsperre in einer Drehrichtung.
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Die vorliegende Erfindung wendet sich dem Problem zu, eine Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich zu schaffen, die nur solche Verlängerungen des Zugseils kompensiert, die den Umfang einer üblichen temperaturbedingten Verlängerung überschreiten.
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Dieses Problem löst die vorliegende Erfindung durch eine Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Es zeigen:
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1 Eine perspektivische Teilschnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 Eine Seitenansicht der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich gemäß 1;
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3 Eine Schnittansicht der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich gemäß 1 an der in 2 angedeuteten Ebene A-A;
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4 Eine Schnittansicht durch die Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich gemäß 1 an der in 2 angedeuteten Ebene B-B;
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5 Eine perspektivische Explosionsansicht der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich gemäß 1;
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6 Eine Explosionsansicht der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich gemäß 1 von der Seite; und
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7 Eine Explosionsansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß den 1, 5 und 6 umfasst eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich ein abschnittsweise zylindrisches Gehäuse 1, eine im wesentlichen zylindrische Schraubendruckfeder 2, eine Gewindehohlspindel 3 und eine Gewindehülse 4. Zum besseren Verständnis geben die 1, 2 und 3 eine bevorzugte Einbausituation wieder und zeigen dementsprechend zusätzlich zur beschriebenen Ausführungsform einen Abschnitt eines Zugseils 5 und Endabschnitte von zwei Bowdenrohren 6.
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Das Gehäuse 1 weist gemäß 5 und 6 einen rohrförmigen und vorzugsweise zylindrischen Abschnitt 11 auf, der innerhalb der Schraubendruckfeder 2 Platz findet. Die Schraubendruckfeder 2 stützt sich an einem Kragen 12 an dem Gehäuse ab. Der Kragen 12 wird vorzugsweise im Bereich eines Endes des Gehäuses vorgesehen sein, um für die Schraubendruckfeder 2 einen größtmöglichen Raum über dem Gehäuse 1 zu erhalten. Vorzugsweise an dem Ende des Gehäuses 1, das dem Kragen 12 benachbart ist, sind Mittel zum Befestigen der Gewindehohlspindel 3 vorgesehen. Diese Mittel sind in der gezeigten Ausführungsform in der Weise eines Teils 13 eines Bajonettverschlusses ausgestaltet. Am gegenüberliegenden Ende weist das Gehäuse gemäß den 4 und 6 eine zylindrische Bohrung 14 mit einer Innenverzahnung 15 auf. Diese zylindrische Bohrung 14 erstreckt sich über einen Abschnitt der axialen Ausdehnung des Gehäuses 1, der dem möglichen Verstellbereich der gezeigten besonderen Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich entspricht zuzüglich einer festen Mindestbreite, auf die in der Beschreibung betreffend die Gewindehülse 4 noch näher eingegangen wird. In der gezeigten Ausführung ist die Innenverzahnung 15 in dem Gehäuse 1 achsenparallel, d. h. die Zahnkämme der Innenverzahnung 15 verlaufen entlang von inneren Mantellinien in dem betrachteten Abschnitt des Gehäuses 1. Alternativ könnte auch eine Schrägverzahnung vorgesehen werden, wobei allerdings die Steigung einer solchen Schrägverzahnung nicht frei wählbar wäre, sondern von der Gestalt der Gewindehohlspindel 3 mitbestimmt würde, nämlich von deren Orientierung und Steigung.
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Die Gewindehohlspindel 3 weist insbesondere gemäß den 5 und 6 in einem ersten Bereich ein steiles zylindrisches Außengewinde 31 mit einem Gewindezug 311 von trapezförmigem Querschnitt auf. Dessen Steigung und Gestalt sowie die Anzahl der Gänge sind in weiten Grenzen frei wählbar. Für die richtige Funktion ist allerdings zu beachten, dass die durch die Gewindehohlspindel 3 und die Gewindehülse 4 gebildete Verschraubung nicht selbsthemmend sein darf. Die Verschraubung muss mithin in der Lage sein, axiale Kräfte in Drehmomente umzusetzen. Bestimmende Größen für die Selbsthemmung sind die Steigung des Gewindes, das Gewindeprofil sowie der Haftreibwert der aufeinandertreffenden Gleitpaarung.
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In einem endständigen Abschnitt sind an der Gewindehohlspindel 3 Mittel zu deren fester Verbindung mit dem Gehäuse 1 vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform ist dies der andere Teil 32 des zuvor erwähnten Bajonettverschlusses. Dieser zweiteilige Bajonettverschluss 13, 32 ermöglicht eine verrastete formschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse 1 und der Gewindehohlspindel 3. Vorzugsweise werden an dem Bajonettverschluss 13, 32 einseitige Haken vorgesehen, die ein Lösen der Verbindung ohne besonderes Werkzeug verhindern. Zur Aufnahme des Zugseils 5 ist in der Gewindehohlspindel 3 eine axiale enge Bohrung 33 vorgesehen. Die Gewindehohlspindel 3 ist zur Abstützung des Endes des Bowdenrohrs 6 mit einer kurzen abgesetzten axialen Bohrung 34 versehen, in die das Ende des Bowdenrohrs 6 nach dem Einbau hineinragt.
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Die Gewindehülse 4 hat insbesondere gemäß den 3 und 5 einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 41. Eine axiale Bohrung 42 zur Aufnahme der Gewindehohlspindel 3 ragt von einem Ende her einseitig in die Gewindehülse 4 hinein und setzt sich im Bereich des gegenüberliegenden Endes zunächst als enge Bohrung zur Aufnahme des Zugseils 5 fort, um sich dann auf den Durchmesser zur Aufnahme des Bowdenrohrs 6 zu erweitern. Wenigstens in einem vorderen Abschnitt der Bohrung 42 ist das zu dem Außengewinde 31 der Gewindehohlspindel 3 passende Muttergewinde 421 ausgebildet. Ferner sind in dem vorderen Teil des zylindrischen Abschnitts 41 entlang von Mantellinien flexible Klappen 43 angeordnet. Diese Klappen 43 wirken in der zusammengebauten Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich mit der Innenverzahnung 15 des Gehäuses 1 in der in 4 dargestellten Art zusammen, um eine Verdrehung beider Teile gegeneinander nur in einer Richtung zuzulassen. Das den Klappen 43 gegenüberliegende Ende der Gewindehülse 4 trägt einen abgesetzten Kragen oder Bund 44, an dem sich die Schraubendruckfeder 2 nach dem Zusammenbau der Vorrichtung mit einem Ende abstützt. Die enge axiale Bohrung 45 erlaubt gemäß 3 den Durchtritt des zu spannenden Seils durch die Gewindehülse 4 insgesamt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Gewindehülse 4 dazu eingerichtet, bei der Verwendung das Ende eines Bowdenrohrs eines flexiblen Bowdenzugs abzustützen. Zu diesem Zweck ist auch hier vor der engen Bohrung 45 für das Zugseil eine kurze abgesetzte Bohrung 46 angeordnet, in der das Ende des Bowdenrohrs in eingebauter Lage hineinragt.
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Die vorbeschriebenen Einzelteile 1, 2, 3, 4 bilden die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich nach ihrem Zusammenbau gemäß 6. Der Zusammenbau erfolgt zweckmäßig, indem zunächst die Schraubendruckfeder 2 bis zur Anlage an dem Kragen 12 über das Gehäuse 1 geschoben wird. Hernach wird die Gewindehülse 4 ganz in das Gehäuse 1 eingeführt, wodurch gleichzeitig die Schraubendruckfeder 2 zusammengedrückt und vorgespannt wird. Von der Seite des Kragens 12 wird nun die Gewindehohlspindel 3 unter Drehung in das Muttergewinde 42 der Gewindehülse 4 eingesetzt. Zum Einrasten des Balonettverschlusses 13, 32 kann es erforderlich sein, die Gewindehülse 4 in der gleichen Richtung wie die Gewindehohlspindel 3 gegenüber dem Gehäuse 1 zu verdrehen.
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Die Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich steht nun unter der vorgesehenen Federspannung und ist für den Einbau in einen Seilzug geeignet. Dazu wird das Zugseil durch die fluchtenden Bohrungen in Gewindehohlspindel 3 und Gewindehülse 4 hindurchgezogen. Die Enden des Bowdenrohrs 6 stützen sich in den abgesetzten Bohrungen 34, 46 ab und übertragen die Kräfte aus der Schraubendruckfeder 2 auf die an sich bekannten weiteren Bauteile eines Seilzugantriebs, die nicht dargestellt sind.
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Bei einem Nachgeben des Zugseils 5 nimmt der Druck, der von den Enden der Bowdenrohre auf die Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich ausgeübt wird, etwas ab. Die Federspannung wird demnach das Gehäuse 1 und die Gewindehülse 4 so weit auseinander drücken, bis wieder Kräftegleichgewicht herrscht. Die axiale Bewegung zwischen Gehäuse 1 und Gewindehülse 4 wird durch die Verschraubung zwischen der am Gehäuse 1 festgelegten Gewindehohlspindel 3 und der Gewindehülse 4 mit einer Verdrehung zwischen Gehäuse 1 und Gewindehülse 4 gekoppelt. Diese Verdrehung wird von dem Klappen 43 nicht gesperrt. Bei einer Erhöhung der im Zugseil 5 auftretenden Zugkräfte, beispielsweise beim Betätigen des Seilzugantriebs, wird ein Zusammendrücken der Schraubendruckfeder 2 jedoch verhindert. Das Zusammenschieben von Gewindehülse 4 und Gehäuse 1 würde durch die Verschraubung nämlich zu einer Verdrehung beider Teile zueinander führen, die durch die Klappen 43 gesperrt ist. Die beschriebene funktionsgemäße Kompensation des Nachgebens oder Längens im Zugseil 5 ist demnach irreversibel.
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In der Praxis ist häufig gewünscht, dass eine irreversible Kompensation nur erfolgt, wenn die zu kompensierende Seilverlängerung einen vorgegebenen Betrag übersteigt. Andernfalls soll eine Kompensation unterbleiben. Der Grund dafür liegt darin, dass gerade bei Seilzugantrieben für Fensterheber in Kraftfahrzeugen die Seillänge thermischen Schwankungen unterworfen ist. Würde eine thermische Verlängerung des Zugseils vollständig irreversibel kompensiert, könnte ein nachfolgendes thermisches Schrumpfen des Seils zu einer unerwünscht hohen Seilspannung führen.
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Die beschriebene Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich löst dies durch ein angemessenes Gewindespiel zwischen der Gewindehohlspindel 3 und der Gewindehülse 4. Innerhalb dieses Gewindespiels tritt eine Koppelung der axialen Bewegung dieser Teile zueinander mit einer Drehbewegung nicht auf. Mithin unterbleibt auch die Sperrung durch die Klappen 43 im Zusammenwirken mit der Innenverzahnung 15.
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Falls die Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich nicht sofort eingebaut werden kann und damit in vorgespanntem Zustand für den späteren Einbau bevorratet werden muss, empfiehlt es sich, am Ende des rohrförmigen Abschnitts 11 des Gehäuses 1 und im Bereich des abgesetzten Bunds 44 der Gewindehülse 4 gemäß den 1 und 2 Haken, Klammern oder Rasten 16 und entsprechende Angreifstellen wie die gezeigte Ringnut 48 vorzusehen, durch die eine lösbare Verbindung zwischen beiden Teilen nach der Montage der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich herstellbar ist. In der gezeigten Ausführungsform umgreift ein kleiner am Gehäuse 1 angeordneter Haken 16 einen Einstich 48 in der Gewindehülse 4 und verhindert damit, dass die Gewindehülse 4 durch die Vorspannung der Schraubendruckfeder 2 aus dem Gehäuse 1 während der Lagerung heraus gedrückt wird.
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Die dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich eignet sich für den Einbau in einen Bowdenzug, d. h. gegen beide Seiten der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich kann sich ein Ende eines Bowdenrohrs abstützen. Das Seil des Bowdenzugs verläuft nach dem Einbau ununterbrochen in den Bohrungen 33 und 45 durch die Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich hindurch.
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Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, die Gewindehohlspindel 3 einstückig mit dem Gehäuse 1 auszuführen. Allerdings wird dadurch der Zusammenbau der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich etwas erschwert. Die Gewindehülse 4 kann nämlich nicht ohne weiteres in das Gehäuse 1 und auf die darin bereits enthaltene Gewindehohlspindel 3 aufgeschoben oder aufgeschraubt werden. Eine derartige Bewegung wird durch die Klappen 43 im Zusammenwirken mit der Innenverzahnung 15 des Gehäuses funktionsgemäß gerade verhindert. Demnach müssen die Klappen 43 zum Eindrehen der Gewindehülse 4 mit einem geeigneten Werkzeug entgegen ihrer federnden Vorspannung in entsprechende Vertiefungen an der Gewindehülse gedrückt werden. Dies wird einen sperrenden Kontakt der Klappen 43 mit der Innenverzahnung 15 beim Eindrehen verhindern. Allerdings muss das Werkzeug nach dem vollständigen Einschrauben der Gewindehülse 4 in das Gehäuse 1 entfernt werden, damit die Klappen 43 freikommen und die funktionsgemäße Verdrehsperre bewirken. Zum Einbau kann die Gewindehülse 4 im Bereich der Klappen 43 beispielsweise mit einem dünnen Metalldraht schraubenförmig umwickelt werden, falls der Spalt zwischen dem zylindrischen Abschnitt der Gewindehülse 4 und der Innenwand des Gehäuses ausreichend bemessen ist. An seinem freien Ende kann der Draht nach dem Einbau der Gewindehülse 4 in das Gehäuse 1 aus dem Spalt herausgewickelt werden.
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Natürlich können sämtliche beschriebenen Einzelteile der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich aus Metall hergestellt sein. Vorzugsweise werden aber wenigstens das Gehäuse 1, die Gewindehohlspindel 3 und die Gewindehülse 4 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Die preisgünstigste Möglichkeit zur Herstellung der genannten Teile aus Kunststoff dürfte das Spritzgießen eines thermoplastischen Kunststoffs darstellen. Die Schraubendruckfeder 2 wird vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus einem Stahldraht hergestellt sein. Der hohe Elastizitätsmodul von Stahl erlaubt es, große Spannkräfte auf kleinem Raum zu speichern. Die Verwendung eines Werkstoffs mit einem niedrigen Elastizitätsmodul für die Herstellung der Schraubendruckfeder 2 würde vergleichsweise große Abmessungen der Feder bedingen, die wegen des begrenzten Einbauraums für die Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich nicht erwünscht wären. Bei der vorbeschrieben zweckmäßigen Ausgestaltung aus Kunststoffteilen 1, 3, 4 zusammen mit einer Schraubendruckfeder 2 aus Stahl oder einem anderen Metall könnte es sich als vorteilhaft erweisen, zwischen den Kragen 12 und/oder den Bund 44 und das angrenzende Ende der Schraubendruckfeder 2 eine glatte vorzugsweise gehärtete Stahlscheibe vorzusehen, um ein leichtes Verdrehen dieser Teile gegeneinander zu begünstigen. Ohne eine solche Scheibe könnte sich das angeschnittene Ende der letzten Windung der Schraubendruckfeder 2 in den weichen Kunststoff des Kragens 12 und/oder Bunds 44 eindrücken, wodurch die Feder durch die funktionsgemäße gegenseitige Verdrehung zwischen Gehäuse 1 und Gewindehülse 4 in ihrer Längsachse tordiert vorgespannt würde. Die dadurch erzeugte Gegenkraft könnte für die richtige Funktion der Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich nachteilig sein.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich zeigt die 7. Bei dieser Ausführungsform wird eine gegenseitige Verdrehung der Auflageflächen der Schraubendruckfeder und damit eine tordierte Vorspannung der Schraubendruckfeder vermieden. Dies wird erreicht durch eine zweiteilige Gewindehohlspindel 31, 72. Die beiden Teile der Gewindehohlspindel 31, 72 tragen entgegen gesetzt orientierte Gewindezüge 311, 821 mit betragsmäßig gleicher Steigung. Die Verbindung zwischen den beiden Teilen der Gewindehohlspindel 31, 72 wird durch eine abgewandelte Gewindehülse 8 vermittelt, in deren axialer Durchgangsbohrung 82 zwei entgegen gesetzt orientierte Muttergewinde zur Aufnahme des jeweiligen Endes der Gewindehohlspindel 31 bzw. 72 eingebracht sind. Die abgewandelte Gewindehülse 8 hat eine im wesentlichen zylindrische Außenform, die in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1 Platz findet. Das Gehäuse entspricht dem der ersten Ausführungsform und verfügt dementsprechend insbesondere gemäß 6 über eine Innenverzahnung, die mit den Klappen 83 der abgewandelten Gewindehülse 8 als Drehsperre zusammenwirkt. Der zweite Teil der Gewindehohlspindel 72 bildet einstückig mit einem rohrförmigen Abschnitt 71 und einer überkragenden Bodenplatte 73 eine Hülse 7. Der Innendurchmesser des rohrförmigen Abschnitts 71 ist dabei so bemessen, das darin mit geringem Spiel der rohrförmige Abschnitt des Gehäuses 1 gleitend verschiebbar ist. Vorzugsweise wird die Verdrehung der beiden Teile 1, 7 gegeneinander durch eine Längsführung in der Art einer Nut-Steg-Kombination verhindert. Der Innendurchmesser der Schraubendruckfeder 2 nimmt den Außendurchmesser des rohrförmigen Abschnitts 71 auf. Der Zusammenbau der zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich erfolgt wie in der Zeichnung angegeben. Die abgewandelte Gewindehülse 4 wird beispielsweise zunächst mit dem gesamten zur Verfügung stehenden Teil des Innengewindes auf den zweiten Teil der Gewindehohlspindel 72 aufgeschraubt. Danach wird die Feder über den rohrförmigen Abschnitt 71 der Hülse 7 geschoben. Das Gehäuse 1 wird mit seinem zylindrischen Teil 11 anschließend in den rohrförmigen Abschnitt 71 der Hülse 7 geschoben. Zum Schluss wird der erste Teil der Gewindehohlspindel 3 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform in die Gewindehülse 4 eingeschraubt und am Gehäuse mit einem Bajonettverschluss oder dergleichen verriegelt.
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Der Vorteil dieser zweiten Ausführungsform besteht darin, dass sich die Enden der Schraubendruckfeder 2 mit den Kragen 12, 73 von Gehäuse 1 und Hülse 7 bei der funktionsgemäßen Verschiebung nicht gegeneinander verdrehen. Dadurch unterbleibt eine möglicherweise unerwünschte Kopplung der Verdrehung der abgewandelten Gewindehülse 4 mit der Spannung der Schraubendruckfeder 2.
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Die Brauchbarkeit der beschriebenen Vorrichtungen zum automatischen Seillängenausgleich ist nicht auf die Einbaulage an einer Unterbrechung eines Bowdenrohrs 6 beschränkt. Abwandlungen an der Gestaltung an der beschriebenen Ausführungsform einer Vorrichtung zum automatischen Seillängenausgleich vor allem im Bereich eines Endes oder beider Enden würden den Einbau beispielsweise anliegend an das Gehäuse des Seilzugantriebs oder an einen Mitnehmer eines Fensterhebers erlauben.
