Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Fensterheber gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die US 5,806,244 zeigt einen Fensterheber mit zwei Zahnstangen. Die sich gegenüberliegenden Zahnstangen wirken mit je einem Ritzel zusammen, welche miteinander kämmen. Eines der Ritzel ist mit einem Antrieb gekoppelt. Die Fensterscheibe wird mit dem Motor entlang des Zahnstangensystems verfahren. Das System Ritzel - Zahnstangen bietet u. U. keine ausreichende präzise Führung für eine Fensterscheibe.

Aus der DE 43 40 013 A1 ist ein Fensterheber bekannt, bei welchem eine Führungsschiene eine Zahnstangenverzahnung aufweist, welche mit einem Ritzel in einer Mitnehmer- Antriebseinheit zusammenwirkt. Die Führungsschiene weist eine in Bewegungsrichtung der Mitnehmer-Antriebseinheit sich erstreckende Abwinkelung auf, welche mit Führungsflächen der die Führungsschiene im Bereich der Abwinkelung umgebenden Mitnehmer-

Antriebseinheit gleitend zusammenwirkt. Das Ritzel ist so gegenüber der Zahnstangenverzahnung geführt - ebenfalls erfährt die Mitnehmer-Antriebseinheit nebst der sie tragenden Scheibe eine Führung. Die zu hebende und zu senkende Scheibe ist an der Oberseite der Mitnehmer-Antriebseinheit direkt am Antriebsmotor angebracht.

Aus der DE 40 05 759 A1 ist ein Fensterheber bekannt, bei welchem die Mitnehmer- Antriebseinheit über Rollkörper gegenüber der eine Verzahnung aufweisenden Führungsschiene geführt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen derartigen Fensterheber weiter zu entwickeln.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Die Erfindung schlägt einen Fensterheber für ein Kraftfahrzeug vor, bestehend aus einer Führungsschiene mit einer Zahnstangenverzahnung, entlang der eine die Scheibe tragende Mitnehmer-Antriebseinheit mit einem mit der Zahnstangenverzahnung kämmenden Ritzel bewegbar ist, und bei welchem die Mitnehmer-Antriebseinheit über Rollkörper gegenüber der Führungsschiene geführt ist, wobei die Mitnehmer-Antriebseinheit folgende Baugruppen aufweist:

- einen Antriebsmotor,

- eine das Ritzel sowie den wenigstens einen Rollkörper aufnehmende Führungs- und Getriebeeinheit, und - einen sowohl Antriebsmotor als auch die Getriebeeinheit aufnehmenden Träger.

Die Erfindung sieht einerseits eine räumlich-funktionale Abgrenzung der einzelnen Baugruppen, anderseits deren Integration zu einer variabel und optimal an die vorliegenden Gegebenheiten anpassbare Mitnehmer-Antriebseinheit vor. So erfolgt bevorzugt die Ankopplung des Antriebsmotors an die Getriebeeinheit über eine Kupplung, welche die Motorwelle des Motors mit der Welle der Schnecke des Schneckengetriebes für das Ritzel verbindet. So können in einfacher Weise unterschiedliche Motore angeschlossen werden. Die mit einem Schneckenrad zusammenwirkende Schnecke ist über zwei deren Endbereichen zugeordnete Lagerstellen in dem Getriebe gelagert. Die die Motorwelle mit der Schnecke verbindende Kupplung ist vorzugsweise als Klauenkupplung nach Art einer Oldham-Kupplung aufgebaut. Dadurch werden sowohl axiale als auch radiale Toleranzen ausgeglichen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schnecke und das mit der Schnecke zusammenwirkende Schneckenrad in einem gekapselten Bereich der Führungs- und Getriebeeinheit untergebracht ist. Dieser Bereich weist eine dauerhafte Schmierung auf und ist gegenüber der Führungs- und Getriebeeinheit gedichtet.

Bevorzugt gestaltet sich die Erfindung, wenn das Schneckengetriebe nicht selbsthemmend ausgeführt ist und das Schneckenrad über eine Schlingfederbremse mit dem mit der Verzahnung der Führungsschiene kämmenden Ritzel verbunden ist. Ein von dem Ritzel auf die Schlingfeder ausgeübtes Drehmoment spreizt die Schlingfeder gegenüber einem Bremstopf auf - das Reibgesperre sperrt. Ein vom Schneckenrad auf die Schlingfeder ausgeübtes Drehmoment hebt deren Sperrwirkung auf - das Drehmoment kann auf das Ritzel übertragen werden.

Die Führungs- und Getriebeeinheit weist vorzugsweise einen Elektronikbereich auf, der im Bereich der die Motorwelle mit der Schnecke verbindenden Kupplung angeordnet ist. Die im Elektronikbereich untergebrachte Elektronik kann über einen Hallgeber und einem an der Welle der Schnecke angebrachten Ringmagneten die Wellenbewegung erfassen. Hieraus lassen sich Signale zur Steuerung des Antriebes für Einklemmschutz und dergleichen ableiten. In diesem Elektronikbereich kann aber auch eine Elektronik untergebracht sein, welche über eine Magnetspur an der Führungsschiene direkt die absolute Position der Mitnehmer-Antriebseinheit und somit der zu hebenden und zu senkenden Scheibe ermittelt.

Bevorzugt sind der Antriebsmotor und die mit der Antriebsmoment gekoppelte Führungsund Getriebeeinheit direkt in dem diese Einheiten aufnehmenden Träger integriert. Die zu hebende und zu senkende Scheibe ist hierbei oberhalb des Trägers angeordnet und befindet sich im Wesentlichen somit oberhalb der Motorwelle bzw. in der Ebene des Schneckenrades. Dies ergibt eine günstige Bauraumausnutzung - der Abstand zwischen der Vorderseite der Mitnehmer-Antriebseinheit und der Rückseite der Führungsschiene kann so relativ flach gestaltet werden.

Der den Antriebsmotor und die Führungs- und Getriebeeinheit aufnehmende Träger ist nach einer Ausführung der Erfindung in einem Abschnitt als eine Hälfte der Führungs- und Getriebeeinheit ausgebildet und weist hier die Lagerstellen/Abstützungen für die Rollkörper, das Ritzel sowie das das Ritzel treibende Schneckenrad auf. Ebenfalls sind in diesem Bereich die Aufnahmen für die die Schnecke tragenden Lager integriert. Über eine

Abdeckung wird der Wälzbereich Schnecke - Schneckenrad gegenüber dem Bereich in dem sich Rollkörper und Kupplung befinden abgetrennt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mit den Roilkörpern zusammenwirkende Führungsfläche als eine senkrecht zur Ebene der Führungsschiene verlaufende Fläche ausgebildet ist. Insbesondere sind zwei parallel zueinander verlaufende, jeweils mit wenigstens einem Rollkörper zusammenwirkende Führungsflächen vorgesehen. Hierdurch ist eine präzise Führung des Ritzels gegenüber der Zahnstangenverzahnung möglich. Die Rollkörper können eine konvex, konkav oder konisch gestaltete, mit der Führungsfläche zusammenwirkende Lauffläche aufweisen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der oder die Rollkörper um je eine starre Achse gegenüber der Mitnehmer-Antriebseinheit gelagert sind. Zum Toleranzausgleich kann hierbei vorgesehen sein, Rollkörper mit unterschiedlichen Durchmesser bereit zu halten und genau den Rollkörper, die Rollkörperpaarung zu verwenden, bei dem sich eine spielfreie Führung der Mitnehmer-Antriebseinheit ergibt. Weiterbildend kann auch vorgesehen sein, dass der oder die Rollkörper gegenüber der Mitnehmer-Antriebseinheit federnd gelagert sind. Die Rollkörper sind somit spielfrei gegenüber der Führungsschiene justiert.

Eine Ausführung, bei der die Lauffläche des Rollkörpers einen gegenüber dem Material der Führungsschiene weicheren/härteren Werkstoff aufweist, ergibt einen verschleißarmen Lauf der Rollen und verhindert stärkere Geräuschentwicklung. Durch eine geeignet gewählte Werkstoffpaarung wird auch ein abrollen der Rollkörper garantiert - ein Gleiten der Rollen über die Führungsfläche verhindert.

Eine vorteilhafte Führung des Ritzels gegenüber der Zahnstangenverzahnung ergibt sich, wenn wenigstens ein Rollkörper parallel zu der Ebene des mit der Zahnstangenverzahnung kämmenden Ritzels angeordnet ist und der Rollkörper mit einer parallel zur Zahnstangenverzahnung verlaufenden Führungsfläche zusammenwirkt und zusätzlich der Rollkörper mit dem mit der Zahnstangenverzahnung kämmendem Ritzel gekoppelt ist. Die Wälzführung des Ritzels ergibt ein definiertes Zusammenwirken der Zähne von Zahnstange und Ritzel.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Mitnehmer- Antriebseinheit mit Ritzeln verschiedenen Durchmesser und entsprechend mit Rollkörpern entsprechenden Durchmessers bestückbar ist. So können die Wahl des Ritzeldurchmessers

gewünschte Übersetzungsverhältnisse realisiert werden. Da sich entsprechend dem Ritzeldurchmesser dann auch die Mitnehmer-Antriebseinheit anders zur Führungsschiene positioniert, erfolgt der Ausgleich durch Einsatz entsprechend großer Rollkörper. So kann eine einfache, an unterschiedliche Bedingungen anpassbare Konfektionierung geschaffen werden.

Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung an Hand der Zeichnungen. Es zeigt:

Figur 1 - 5 den erfindungsgemäßen Fensterheber mit Führungsschiene,

Figur 6 - 10 der Antriebsmotor nebst Führungs- und Getriebeeinheit,

Figur 11 - 14 das Ritzel sowie dessen Verbindung mit dem Schneckenrad,

Figur 15 - 18 den erfindungsgemäßen Fensterheber bzw. Komponenten in Explosionsdarstellung,

Figur 19 eine Rückenansicht einer Mitnehmer-Antriebseinheit des Fensterhebers aus den Figuren 1 bis 5.

Die Figuren 1 — 5 zeigen eine vorzugsweise aus Kunststoff gefertigte Führungsschiene 1 , entlang der eine Mitnehmer-Antriebseinheit 2 verfahrbar ist. Die Führungsschiene 1 weist eine Verzahnung 3 auf, welche mit einem hier nicht dargestellten Ritzel 30 in einer Führungs- und Getriebeeinheit 4 der Mitnehmer-Antriebseinheit 2 zusammenwirkt. Weiterhin sind an der Führungsschiene 1 zwei Führungsflächen 5, 6 angeformt, wobei eine dieser Führungsflächen 6 parallel zu der Verzahnung 3 verläuft. Die Führungsfläche 6 liegt hierbei genau auf dem Teilkreis der mit der Verzahnung 3 zusammenwirkenden Ritzels 30 (Figur 11, 12). Dem unteren Ende der Führungsschiene 1 ist ein Endanschlag 7 mit einem elastischen Element zugeordnet.

Antriebsmotor 8 und die Führungs- und Getriebeeinheit 4 werden von einem als Formteil ausgeführten Träger 9 aufgenommen. Das Rotorgehäuse der Antriebsmotors 8 (Poltopf) ist hierbei in eine entsprechend dessen Außenabmessung gestalteten Öffnung 10 des Trägers 9 eingelassen. Das das Kalottenlager der Motorwelle 18 aufnehmende Ende des Antriebsmotors 8 ist über eine Rastaufnahme 11 am Träger 9 fixiert.

Die in den Träger 9 einsetzbare Lagerplatte 12 der Führungs- und Getriebeeinheit 4 weist eine Aufnahme eines Elektronikbereiches 13 mit Steckanschluss 13.1 auf, der über einen Deckel 14 nebst Dichtung über Rastelemente geschlossen ist. An Stelle eines Steckanschlusses 13.1 kann hier auch ein direkt mit der Platine 15 verbundenes Flachbandkabel bzw. ein Fiachbandleiter herausgeleitet werden. Figur 1 zeigt hierbei den mittels Deckel 14 geschlossenen Elektronikbereich13, Figur 2 und 3 den Elektronikbereich 13 mit abgenommenen Deckel 14. In diesem Elektronikbereich 13 ist eine Platine 15 mit einer Elektronik 16 untergebracht, wobei in Figur 3 die obere Platine 15 abgenommen und somit nur noch die Bauteile der Elektronik 16 dargestellt ist. Durch die im Elektronikbereich 13 untergebrachte Elektronik 16 wird über einen noch weiter unten stehend erläuterten Ringmagneten 17 die Bewegung der Motorwelle 18 erfasst - weiterhin wirkt ein zweites Signalgebersystem mit einer magnetischen Signalspur 19 zur Erfassung der Absolutposition der Mitnehmer-Antriebseinheit 2 zusammen. Der Deckel 14 des Elektronikbereiches 13 weist eine umlaufende und mit der Innenwand der Aufnahme des Elektronikbereiches 13 zusammenwirkende Dichtung auf (Figur 17, 18).

Die Aufnahme des Elektronikbereiches 13 befindet sich an einer Lagerplatte 12 der Führungs- und Getriebeeinheit 4. Diese Lagerplatte 12 ist, wie in Figur 4, 5 und 6 dargestellt, vom Träger 9 abnehmbar. Die Führungs- und Getriebeeinheit 4 des Trägers 9 nimmt drei einzelne, mit den beiden Führungsflächen 5, 6 der Führungsschiene 1 zusammenwirkende Rollkörper 20, 21 , 22 auf. Die Motorwelle 18 des Antriebsmotors 8 ist über eine Klauenkupplung 23 mit elastischer Zwischenlage mit einer Schnecke -24 ^ deren Welle 25 - gekoppelt. Durch die elastische Zwischenlage zwischen den beiden Klauen der Kupplung 23 erfolgt eine Verspannung von Motorwelle 18 und der Welle 25 der Schnecke 24. So werden Lagetoleranzen der beiden Wellen 18, 25 spielfrei ausgeglichen. Auf dem der Welle 25 zugeordneten Teil der Kupplung 23 befindet sich ein Ringmagnet 17, welcher mit einem Signalgeber einer hier nicht dargestellten Elektronik zusammenwirkt.

Die beiden Enden der Schnecke 24 - die Welle 25 - sind über je ein Lager 26, 27 drehbar und axial abgestützt in der Führungs- und Getriebeeinheit 4 (der Lagerplatte 12) aufgenommen. Mit der Schnecke 24 kämmt ein Schneckenrad 28, wobei das System Schnecke 24 - Schneckenrad 28 zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades nicht selbsthemmend ausgeführt ist. Zur Aufnahme von auf die Mitnehmer-Antriebseinheit 2 ausgeübten Kräften (z. B. die Gewichtskraft der Scheibe) wirkt die Schnecke 24 über eine Schlingfeder 29 mit dem in Figur 7 dargestellten Ritzel 30 zusammen. Das Ritzel 30 weist parallel eine Rolikörperfläche 31 auf, welche mit der neben der Verzahnung 3 verlaufenden

Führungsfläche 6 zusammenwirkt (Figur 1 - 5). Mit dieser Führungsfläche 6 wirkt auch der Rollkörper 20 zusammen (Figur 7).

Figur 7 zeigt die Lagerung der Rollkörper 20, 21 , 22 an der Lagerplatte 12 der Führungs- und Getriebeeinheit 4. Die Lagerung erfolgt über angeformte Lager 33. Das Ritzel 30 und die parallel zu dem Ritzel 30 angebrachte und gekoppelte Rollkörperfläche 31 befinden sich auf der zur Führungsschiene 1 gewandten Seite eines aus elastischem Material gefertigten Dichtelementes 32 der Lagerplatte 12. Unter diesem Dichtelement 32 befindet sich das Schneckenrad 28 nebst der an beiden Enden in den Lagern 26, 27 gelagerten Welle 25 der Schnecke 24 in einer Fettfüllung. Das elastische Dichtelement 32 fixiert ferner auch die Lager 26, 27 spielfrei in ihren entsprechend geformten Aufnahmen der Lagerplatte 12 und bewirkt eine Geräuschdämmung.

Figur 8 zeigt die Lagerplatte 12 der Führungs- und Getriebeeinheit 4 mit abgenommenen Ritzel 30 sowie des Dichtelementes 32. Das in Figuren 8, 9 und 10 nicht dargestellte Ritzel 30 nebst Rollkörperfläche 31 ist drehbar auf einem Zapfen 43 der Lagerplatte 12 der Führungs- und Getriebeeinheit 4 gelagert. Dieser Zapfen 43 durchgreift hierbei eine Öffnung des Schneckenrades 28, in welche der Schaft 34 des Ritzels 30 drehbar eingesteckt wird (Figur 11 und 12). Stirnseitig weist das Ritzel 30 zwei Klauen 35 auf, welche nach Art einer Klauenkupplung in zwei Ausnehmungen 36 des Schneckenrades 28 eintauchen. Eine Klaue 35 des Ritzels 30 wirkt in einer Ausnehmung 36 des Schneckenrades 28 mit den abgekröpften Enden einer auf einem Bund 37 des Schneckenrades 28-sitzenden Schlingfeder 38 zusammen (Figur 13). Ritzel 30, die Rollkörperfläche 31 , der Bund 37 sowie die Klauen 35 bilden eine vorzugsweise aus einem Stück bestehende Einheit. Die Schlingfeder 38 wirkt über deren Außenumfang mit einem den Bremstopf 39 bildenden Metallband zusammen (Figur 14), welches seinerseits in eine entsprechend geformte Aufnahme der Lagerplatte 12 der Führungs- und Getriebeeinheit 4 eingelassen ist (Figur 10). Das Metallband des Bremstopfes weist eine geringe Dicke auf, so dass sich dieses präzise an die zylinderförmige Aufnahme in der Lagerplatte 12 anschmiegen kann. Schlingfeder 38 und Metallband des Bremstopfes 39 bilden so die Schlingfederbremse 40 der Mitnehmer-Antriebseinheit.

Die Figuren 15 - 18 zeigen in Explosionsdarstellung die Mitnehmer-Antriebseinheit 2 mit und ohne Führungsschiene 1. Die Lagerplatte 12 weist einen Flanschbereich 41 zur Aufnahme des Antriebsmotors 8 auf. Figur 18 stellt die Komponenten Ritzel 30, Schlingfeder 38, Bremstopf 39, Lagerplatte 12 sowie den Deckel 14 des Elektronikbereiches 13 dar. Die Figuren 15 und 16 zeigen, dass der Träger 4 auf der der Führungsschiene 1 zugewandten

Seite jeweils einen Schienenhintergriff 42 in Form eines als Haken ausgebildeten Bereiches aufweist. Die Mitnehmer-Antriebseinheit 2 ist somit senkrecht zur Ebene der Führungsschiene 1 fixiert. In der Rückansicht der Mitnehmer-Antriebseinheit 2 nach Figur 19 sind die Schienenhintergriffe 42 wiedergegeben - diese befinden sich im Bereich der Ausnehmungen im Träger für den Rollkörper 20 bzw. das Ritzel 30 sowie gegenüberliegend im Bereich des Antriebsmotors 8. Der Träger 9, der Lagerdeckel 12 die Abdeckung 32 von Schnecke 24 und Schneckenrad 28 sowie der Deckel 14 des Elektronikbereiches sind aus Kunststoff gefertigt.

Bezugszeichenliste

1 Führungsschiene

2 Mitnehmer-Antriebseinheit

3 Verzahnung

4 Führungs- und Getriebeeinheit

5 Führungsfläche

6 Führungsfläche

7 Endanschlag

8 Antriebsmotor

9 Träger

10 Öffnung

11 Rastaufnahme

12 Lagerplatte

13 Elektronikbereich

13.1 Steckanschluss

14 Deckel

15 Platine (Elektronik 16)

16 Elektronik

17 Ringmagnet

18 Motorwelle

19 Signalspur

20 Rollkörper

21 Rollkörper

22 Rollkörper

23 Kupplung

24 Schnecke

25 Welle

26 Lager

27 Lager

28 Schneckenrad

30 Ritzel

31 Rollkörperfläche

32 Dichtelement

33 Lager

34 Schaft

35 Klaue

36 Ausnehmung (Schneckenrad)

37 Bund

38 Schlingfeder

39 Bremstopf

40 Schlingfederbremse

41 Flansch

42 Schienenhintergriff

43 Zapfen