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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 Flachen
an Rastnase und Verzahnung sind derart gerichtet, dass Endfitting
und Führungsbuchse nur
auseinander gezogen werden können,
wahrend 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
Langung 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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Die
vorliegende Erfindung wendet sich dem Problem zu, eine Vorrichtung
zum automatischen Seillängenausgleich
zu schaffen, die nur sol che 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;
und
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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
der 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 Schrau bendruckfeder 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 sind Mittel
zu deren fester Verbindung mit dem Gehäuse 1 vorgesehen.
In der gezeigten Ausführungsform
ist dies der andere Teil 32 des zu vor 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 Ausführung
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
des 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 41 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 Bajonettverschlusses 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 nachfolgende thermisches Schrumpfen des Seil 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 47 in der Gewindehülse 4 und
verhindert damit, dass die Gewindehülse 4 durch die Vorspannung
der Schraubendruckfeder 2 aus dem Gehäuse 1 während der
Lagerung und/oder 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 14, 33 und 45 hindurch
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, 82.
Die beiden Teile der Gewindehohlspindel 31, 82 tragen
entgegen gesetzt orientierte Gewindezüge 311, 821 mit betragsmäßig gleicher
Steigung. Die Verbindung zwischen den beiden Teilen der Gewindehohlspindel 31, 82 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 82 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 81 als
Drehsperre zusammenwirkt. Der zweite Teil der Gewindehohlspindel 72 bildet
einstückig
mit einem rohrförmigen
Abschnitt 73 und einer überkragenden
Bodenplatte 73 eine Hülse 7.
Der Innendurchmesser des rohrförmigen
Abschnitts 73 ist dabei so bemessen, das darin mit geringem
Spiel der rohrförmige
Abschnitt des Ge häuses 1 gleitend
verschiebbar ist. Vorzugsweise kann 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 73 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 wird 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 an den 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 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.