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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Getriebeteil für einen Seilfensterheber
sowie auf eine Antriebseinheit für einen Seilfensterheber.
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Ein
Seilfensterheber dient dem Anheben und Absenken einer Fensterscheibe
eines Kraftfahrzeuges. Ein derartiger Seilfensterheber ist beispielsweise
aus der
EP 1 617 028
A1 bekannt. Der dort beschriebene Seilfensterheber weist
zwei Führungsschienen auf, entlang derer jeweils ein Mitnehmer
beweglich gelagert ist. An den beiden Mitnehmern ist die Fensterscheibe
befestigt. Außerdem ist an den Mitnehmern ein mittels einer
Antriebseinheit antreibbarer Seilzug angelenkt. Das Seil des Seilzuges
ist teilweise auf eine von der Antriebseinheit antreibbare und mit
einer Seilnut versehene Seiltrommel aufgewickelt. Mittels der Antriebseinheit
werden entweder beide Mitnehmer und damit die Fensterscheibe nach oben
oder bei einer Reversierung der Antriebsrichtung beide Mitnehmer
und damit die Fensterscheibe nach unten bewegt. Es sind auch Seilfensterheber mit
lediglich einer Führungsschiene und einem Mitnehmer bekannt.
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Es
ist bekannt, die Seiltrommel mittels eines von der Antriebseinheit
angetriebenen Getrieberads anzutreiben. Hierbei sind Getrieberad
und Seiltrommel auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Das Getrieberad
und die Seiltrommel sind durch Formschluss einer an einem Innenumfangsvorsprung
angeordneten Außenverzahnung mit einer an einem Außenumfangsvorsprung
angeordneten Innenverzahnung miteinander gekoppelt. In die Seiltrommel ist
zumindest eine Nippelkammer zu einer Seilendenbefestigung eingebracht.
Hierzu weist das Seilende einen Nippel auf, der bei der Montage
in die Nippelkammer eingelegt wird. Mittels der Aufteilung des Getriebeteils
in das Getrieberad und die Seiltrommel ist die Montage des auf die
Seiltrommel aufgewickelten Seilzugs vereinfacht. Die Seil trommel
mit der Seilbefestigung kann zur Montage dem Getrieberad abgenommen
werden. Der Seilfensterheber kann insofern mit Antriebseinheit,
Führungsschiene, Umlenkrolle und Mitnehmer vormontiert
werden. Bei der Endmontage muss nur noch das Seil an dem Mitnehmer
und an der Seiltrommel angebracht und die Seiltrommel mit dem Getrieberad
gekoppelt werden. Auf diese Weise ist ebenso ein einfacher, problemloser und
schneller Austausch einer defekten Antriebseinheit möglich.
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Die
Trennung von Getrieberad und Seiltrommel ermöglicht es
auch, für das Getrieberad und die Seiltrommel unterschiedliche
und auf den Anwendungsfall optimierte Werkstoffe zu verwenden. So kann
das Getrieberad insbesondere aus einem zähen, verschleiß-
und schmiermittelbeständigen Kunststoff ausgeführt
werden, der eine hohe Standzeit bei mechanischer Belastung aufweist.
Die Seiltrommel ist insbesondere aus einem Kunststoff mit guten
Haftreibungseigenschaften ausgeführt, so dass die Führung
des Seils mit einer hohen Reibzahl erfolgt und ein Verdrehen oder
gar ein Herausspringen des Seils aus seiner Seilnut praktisch ausgeschlossen
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Getriebeteil
für einen Seilfensterheber mit einem Getrieberad und einer
vom Getrieberad angetriebenen Seiltrommel anzugeben. Weiterhin liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Antriebseinheit
für einen Seilfensterheber anzugeben.
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Die
erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst
durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.
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Die
Erfindung geht dabei in einem ersten Schritt von der Überlegung
aus, dass die notwendige Nippelkammer die Größe
beider Bauteile des Getriebeteils, insbesondere der Seiltrommel,
beeinflusst. Für eine leichte Zugänglichkeit war
die Nippelkammer in bislang bekannten Getriebeteilen der eingangs
genannten in radialer Richtung außerhalb der Zahnungskopplung
angeordnet. Um genügend Raum für die Einbringung
der Nippelkammer zu erhalten, ist dabei für einen gegebenen Umfang
der Seiltrommel der Umfang der Zahnungskopplung entsprechend reduziert.
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In
einem zweiten Schritt geht die Erfindung von der Erkenntnis aus,
dass sich mit einem geringen Durchmesser der Verzahnung ein niedrigeres
Antriebsmoment als mit einem größeren Durchmesser übertragen
lässt.
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Die
Erfindung erkennt schließlich in einem dritten Schritt,
dass eine Vergrößerung des Verzahnungsdurchmessers
erreichbar ist, indem die Nippelkammer in radialer Richtung außerhalb
des Verzahnungskopplung, mit anderen Worten auf eine Querschnittsebene
senkrecht zur Achse projiziert innerhalb des Außenumfangsvorsprungs
angeordnet ist. Da die die Verzahnung tragenden Umfangsvorsprünge
nicht notwendigerweise umlaufend sondern auch zumindest teilweise
durchbrochen ausgestaltet sein können, ist hierdurch die
Zugänglichkeit zur Nippelkammer nicht notwendigerweise
verschlechtert.
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Somit
ergibt sich insgesamt eine Geometrie des Getriebeteils, wobei die
Verzahnung des Getrieberads mit der Seiltrommel mit einem zur bisherigen Bauform
vergrößerten Durchmesser realisiert ist. Da die
Nippelkammer in einem bauformbedingt ohnehin notwendigen Raum eingebracht
ist und somit für die Einbringung der Nippelkammer kein
zusätzliches Volumen der Bauteile notwendig ist, eröffnet
die Erfindung darüber hinaus die Möglichkeit,
das Bauvolumen der Getriebeeinheit auch insgesamt kompakter zu gestalten.
Im Vergleich zur bisherigen Ausgestaltung der Kopplung zwischen
Getrieberad und Seiltrommel ist die Übertragung eines höheren
Momentes möglich. Die vom Getrieberad auf die Seiltrommel übertragene
Kraft verteilt sich auf einen größeren Umfang
und auf eine größere Anzahl von Zähnen. Damit
verringert sich die mechanische Belastung pro Zahn. Das Ausfallrisiko
der Kopplungsstelle durch Bruch oder Verformung eines oder mehrerer
Zähne ist reduziert. Andererseits gestattet die niedrigere
Belastung pro Zahn auch die Wahl einfacherer und somit kostengünstigerer
Werkstoffe.
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Für
die Erfindung ist es im übrigen irrelevant, ob der Außenumfangsvorsprung
dem Getrieberad und der Innenumfangsvorsprung der Seiltrommel oder
der Innenumfangsvorsprung dem Getrieberad und der Außenumfangsvorsprung
der Seiltrommel zugeordnet ist. Die Verzahnung selbst kann jeweils wenige
bis viele Zähne aufweisen. Im Extremfall kann die Innenverzahnung
und die Außenverzahnung jeweils durch ein Kopplungselement
ausgebildet sein, welches jeweils in das korrespondierende andere
Kopplungselement eingreift. Die Umfangsvorsprünge können
jeweils umlaufend oder einfach oder mehrfach durchbrochen ausgestaltet
sein. Die Umfangsvorsprünge sind auch nicht notwendigerweise
ringförmig ausgestaltet. Ebenso sind andere Wandungsformen
zum Tragen der Verzahnung ermöglicht.
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Vorteilhaft
greift der Außenumfangsvorsprung am korrespondierenden
Bauteil zusätzlich in einen Ringkanal. Die Außenwandung
des Ringkanals stabilisiert die Kopplungsstelle mechanisch zusätzlich.
Somit ist die Gefahr eines Verkippens der Seiltrommel bei einem
Betrieb des Seilfensterhebers vermieden. Weiterhin stellt der Ringkanal
eine Einführ- bzw. Montagehilfe beim Koppeln des Getrieberads
mit der Seiltrommel dar.
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In
einer Weiterbildung weisen die Zähne der Außenverzahnung
und/oder der Innenverzahnung jeweils eine im Wesentlichen quaderförmige
Struktur auf. Eine solche Geometrie ist aufgrund des vergrößerten
Umfangs ermöglicht und erlaubt eine vereinfachte Ankopplung
der Seiltrommel an das Getrieberad, da gegenüber einer
spitz zulaufenden Zahngeometrie ein radialer Versatz der Bauteile
beim Ineinanderfügen innerhalb gewisser Grenzen toleriert
wird. Die Bruchgefahr eines quaderförmigen Zahns durch die
tangentiale Krafteinleitung wird durch seine Dicke aufgefangen.
Auch durch die hierdurch bedingte Verringerung der Zahnanzahl wird
das Zusammenfügen von Seiltrommel und Getrieberad vereinfacht.
Auch ist die Herstellung vereinfacht und daher kostengünstiger.
Bei der üblichen Ausführung des Getrieberads und/oder
der Seiltrommel als Kunststoffspritzteil ist beispielsweise eine
quaderförmige Zahngeometrie einfacher in eine Form einbringbar
als eine Zahngeometrie mit spitz zulaufenden Zähnen. Weiterhin
ist an den Endflächen der quaderförmigen Zähne
mehr Material angeordnet als bei spitz zulaufenden Zähnen. Damit
ist gewährleistet, dass eine Spritzform besser mit dem
eingespritzten Kunststoff ausgefüllt wird, als dies bei
spitz zulaufenden Zähnen der Fall ist. Somit kann das Getrieberad
oder die Seiltrommel in einer Großserienfertigung als Massenprodukt
mit einer niedrigeren Ausschussrate produziert werden. Weiter ermöglicht
eine Rechteckbezahnung
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Zähne der Außenverzahnung
und/oder der Innenverzahnung in Fügerichtung der Bauteile
jeweils angefast, d. h. mit einer Anschrägung versehen.
Die Fasung der Zähne kann an der Außenverzahnung und/oder
an der Innenverzahnung vorgesehen sein. Durch die Anfasung ist das
Ineinanderfügen von Getrieberad und Seiltrommel zu einer
formschlüssigen Kopplung einfacher durchführbar.
Auch die Anfasung der Zähne dient somit als Einführ-
bzw. Montagehilfe.
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Zweckmäßigerweise
ist der Außenumfangsvorsprung der Innenverzahnung an der
Seiltrommel und der Innenumfangsvorsprung mit der Außenverzahnung
an dem Getrieberad angeordnet. Dadurch steht der gegenüber
dem Innenverzahnungsvorsprung größere Raum innerhalb
des Außenverzahnungsvorsprungs für die Aufnahme
der Nippelkammer zur Verfügung. Somit sind Getrieberad
und Seiltrommel in einer besonders kompakten Geometrie ausführbar.
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In
einer weiter bevorzugten Variante ist der Trommelumfang der Seiltrommel
kleiner als der Außenumfangsvorsprung. Mit anderen Worten
ist der Trommelteil der Seiltrommel gegenüber dem Außenumfangsvorsprung
radial nach innen versetzt. Der Übergang zwischen dem Außenumfangsvorsprung und
der Seiltrommel ist somit stufenartig ausgebildet. Diese stufenartige
Ausbildung dient beispielsweise als Führungshilfe für
das auf der Seiltrommel aufgewickelte Seil des Seilzuges. Das Risiko
eines Herausspringens des Seils aus der Seilnut ist somit gering.
Weiterhin lässt sich damit ein besonders guter Hebelarm
für den Seilzug realisieren, so dass der Seilfensterheber
mit einem Antriebsmotor geringer Leistung betreibbar ist.
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In
einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Nippelkammer
tangential zur Achse ausgerichtet in die Seiltrommel eingebracht.
Mit anderen Worten ist die Nippelkammer derart ausgerichtet, dass
der Nippel des Seiles mit seiner Längsrichtung im eingelegten
Zustand tangential zur Achse liegt. Somit ist ein besonders einfaches
Einlegen des Seilendes mit dem Nippel in die Nippelkammer in Zugrichtung
erreichbar. Nach dem Einlegen in die Nippelkammer wird der Nippel
durch die Zugkraft des Seiles gegen eine Anschlagfläche
gezogen und somit sicher gehalten. Dabei ist die Anschlagfläche
so ausgerichtet, dass die Zugkraft senkrecht auf diese wirkt. Durch
die tangentiale Ausrichtung der Nippelkammer ist ein Abknicken des
Seiles oder ein Abwinkeln des Nippels gegenüber der Seilrichtung
sicher vermieden.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist in die Seiltrommel eine den
Trommelumfang mit der Nippelkammer verbindende Seilnut eingebracht.
Auf diese Weise ist ein definiertes Herausführen des Seils aus
der Nippelkammer erreicht. Insbesondere durch ein tangentiales Herausführen
des Seiles aus der Nippelkammer mit einer stetigen Krümmung
in die Umfangsrichtung der Trommel ist ein Abknicken des Seils an
seinem Ende sicher vermieden. Das Seil wird vielmehr sanft aus der
Nippelkammer herausgeführt und schmiegt sich bei seinem
Austreten aus der Seilnut sanft an die Seiltrommel an.
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Zweckmäßig
sind in die Seiltrommel zwei in axialer Richtung zueinander versetzte
Nippelkammern mit gegenläufiger Ausrichtung eingebracht,
die beide auf eine Querschnittsebene senkrecht zur Achse projiziert
innerhalb des Außenumfangsvorsprungs angeordnet sind. Auf
diese Weise lassen sich bei einem Seilfensterheber mit zwei Mitnehmern
die den beiden Mitnehmern zugeordneten Seile beide derart an die
Seiltrommel anbinden, dass sich ein Kräftegleichgewicht
ergibt. Durch die gegenläufige Ausrichtung der Nippelkammern
wird erreicht, dass sich bei einer Drehung der Seiltrommel das eine
Seil ab- und das andere Seil aufwickelt und umgekehrt.
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Vorteilhaft
sind beide Nippelkammern in axialer Richtung der Seiltrommel übereinander
angeordnet und aus einem durchgehenden Kanal ausgeformt. Diese erlaubt
eine einfache Fertigung der Seiltrommel, da die Nippelkammern auf
diese Weise dem Bauteil insbesondere bei der Fertigung als ein Kunststoffspritzteil
einfach eingeprägt werden können.
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Zur
Kopplung des Getrieberads mit einem Antrieb sind eine Vielzahl von
Ausgestaltungen möglich. So kann die Kopplung über
ein entsprechendes Getriebe mit parallelen, sich schneidenden oder kreuzenden
Getriebeachsen erfolgen, welches eine Übersetzung der Antriebsgeschwindigkeit
erfolgt. Je nach Ausgestaltung des Getriebes ermöglicht
dieses auch eine Wahl der Lage des Antriebsmotors und damit der
Lage der Antriebsachse. Das Getriebe kann sowohl selbsthemmend als
auch nicht selbsthemmend ausgestaltet sein.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Getrieberad als ein mit
einer Schneckenwelle kämmendes Schneckenrad ausgebildet.
Die Schneckenwelle ist hierbei insbesondere an einer Welle eines Antriebsmotors
befestigt, so dass die Welle des Antriebsmotors zur Achse des Getrieberads
senkrecht angeordnet ist. Dies ermöglicht es, den Antriebsmotor
in einer Ebene mit dem Getrieberad anzuordnen. Auf diese Weise ist
ein Platz sparender Einbau einer den Antriebsmotor und die Schneckenwelle
umfassenden Antriebseinheit in der Seitenverkleidung eines Kraftfahrzeuges
möglich. Zudem kann ein mittels einer Schneckenwelle und
einem Schneckenrad realisiertes Schneckengetriebe leicht selbsthemmend ausgestaltet
werden, so dass die Fensterscheibe mit ihrem Eigengewicht auch in
einem unbestromten Zustand des Antriebsmotors sicher abgestützt
und durch das Schneckengetriebe gehalten ist.
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In
einer zweckmäßigen Variante ist auf der Achse
eine Schlingfeder angeordnet, deren Enden mit dem Getrieberad in
einer lösenden und mit der Seiltrommel in einer hemmenden
Wirkverbindung stehen. Ein Einbau einer Schlingfeder wird durch
den vergrößerten Umfang der Verzahnung ermöglicht. Um
die Achse kann sowohl dem Getrieberad als auch der Seiltrommel eine
in etwa zylinderförmige Ausnehmung eingebracht werden,
in die die Schlingfeder um die Achse angeordnet eingebracht ist.
Die Schlingfeder ist beispielsweise als eine Schraubenfeder ausgeführt,
deren Enden radial nach außen abgebogen sind. Die Enden
sind dabei kräftemäßig sowohl vom Getrieberad,
als auch von der Seiltrommel beaufschlagbar. Diese Beaufschlagung
ist beispielsweise mittels gegen die Enden entgegengesetzt wirkenden
Halbschalen realisiert, die an der Seiltrommel bzw. an dem Getrieberad
angeordnet sind. Auch ist jedes andere Koppelelement vorstellbar.
Die Anordnung ist dabei so gestaltet, so dass durch eine Verdrehung
des Getrieberads im oder entgegen dem Uhrzeigersinn zur Lösung
der Schlingfeder und eine Verdrehung der Seiltrommel zu einer Sperrung
der Schlingfeder führt. Im Falle einer Schraubenfeder wirkt
demnach das Getrieberad gegen und die Seiltrommel in die Wicklungsrichtung.
Das antriebsseitige Drehmoment wird somit ohne Versperrung in die Seiltrommel
eingeleitet. Wird jedoch über die Seiltrommel ein Drehmoment
eingeleitet, insbesondere infolge der Gewichtskraft der Fensterscheibe,
so wird die Schlingfeder um die Achse zusammen gezogen. Eine am
Seilzug des Seilfensterhebers angreifende Kraft wird nicht auf die
Antriebsseite übertragen.
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Mittels
der Schlingfeder wird eine so genannte Schlingfederbremse realisiert,
deren Einsatz sich insbesondere anbietet, wenn zum Antrieb des Getrieberads
ein nicht selbsthemmendes Getriebe ausgeführt ist. Die
Fensterscheibe wird in jeder beliebigen Position sicher gehalten,
auch wenn der Antriebsrotor nicht bestromt ist. Auf diese Weise
ist eine Einsparung von Energie möglich. Die Schlingfederbremse kann
selbstverständlich auch bei einem selbsthemmenden Getriebe
beispielsweise als zusätzliche mechanische Absicherung
eingesetzt werden.
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In
einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Achse
im Bereich der Schlingfeder metallisiert oder aus Metall gefertigt.
Auf diese Weise lässt sich eine günstige Reibpaarung
zwischen Achse und Schlingfeder bereitstellen.
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Die
zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst
durch eine Antriebseinheit für einen Seilfensterheber mit
einem Antriebsmotor, mit einer Steuereinheit und mit einem Getriebeteil.
Der Antriebsmotor, die Steuereinheit und das Getriebeteil sind hierbei
auf einem gemeinsamen Gehäuse montiert.
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Eine
derartige Antriebseinheit kann sowohl für einen komplett
vormontierten als auch für einen vor Ort konfigurierbaren
Seilfensterheber eingesetzt werden. Die Antriebseinheit bildet hierbei
eine Montageeinheit, die aufgrund der zweiteiligen Ausführung des
Getriebeteils mit einem Getrieberad und einer Seiltrommel besonders
einfach montierbar ist. Die Seiltrommel ist durch Formschluss in
einfacher Weise an das von dem Antriebsmotor angetriebene Getrieberad
koppelbar. Auch ein Austausch des Antriebseinheit ist bei einem
Defekt in einfacher Weise durchführbar. Das Gehäuse
bildet insbesondere Lagerschalen zur Lagerung der drehbeweglichen
Teile, wie insbesondere von Getriebeteilen oder der Seiltrommel.
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Die
auf die Getriebeeinheit gerichteten Ausgestaltungen mit ihren Vorteilen
sind auf die Antriebseinheit sinngemäß zu übertragen.
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Ist
das Getrieberad als ein mit einer Schneckenwelle kämmendes
Schneckenrad ausgebildet, so sitzt die Schneckenwelle zweckmäßigerweise
direkt auf der Welle des Antriebsmotors. Schneckenwelle und Schneckenrad
bilden ein Schneckengetriebe. Es entsteht eine kompakte und flache
Montageeinheit, wobei der Antriebsmotor in der Ebene des Getrieberads
angeordnet ist. Eine derartige Antriebseinheit ist somit in einfacher
Weise in einer Seitenverkleidung eines Kraftfahrzeugs mit eingeschränkter Einbautiefe
montierbar. Weiterhin ist eine Antriebseinheit mit einem Schneckengetriebe
in der Regel selbsthemmend. Auf diese Weise wird die Fensterscheibe
auch im unbestromten Zustand gehalten. Dabei stützt sich
das Schneckenrad auf der Schneckenwelle ab. Eine Bestromung des
Antriebsmotors im Falle zum Halten der Fensterscheibe ist nicht
notwendig.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Achse der Getriebeeinheit
Teil des Gehäuses. Mit anderen Worten ist die Achse am
Gehäuse angeformt oder diesem ausgeformt. Das Getriebeteil
mit dem Getrieberad und der Seiltrommel wird somit einfach auf die
Achse aufgeschoben. Durch die Integration der Achse in das Ge häuse
lässt sich ein Montageschritt einsparen. Die Gesamtkosten
aus Fertigung und Montage sind somit verringert.
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Vorteilhaft
ist das Gehäuse aus Kunststoff gefertigt. Somit ist das
Gehäuse beispielsweise in einfacher Weise in einem Spritzgussverfahren
herstellbar.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 das
Getrieberad und die Seiltrommel einer Getriebeeinheit in einer perspektivischen
Ansicht,
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2 die
Seiltrommel gem. 1 in einer Draufsicht,
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3 die
Seiltrommel gem. 1 in einer perspektivischen
Ansicht,
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4 das
Getrieberad gem. 1 in einer Draufsicht,
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5 eine
Antriebseinheit mit der verbauten Getriebeeinheit gem. 1 in
einer perspektivischen Ansicht,
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6 die
Antriebseinheit aus 5 in einer Draufsicht,
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7 die
Antriebseinheit in einer geschnittenen Seitenansicht,
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8 eine
Schnittzeichnung einer weiteren Getriebeeinheit in einer Antriebseinheit,
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9 ein
Detail aus 5, sowie
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10 eine
schematische Schnittzeichnung einer weiteren Antriebseinheit in
Querrichtung.
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In 1 sind
als Teile einer Getriebeeinheit ein Getrieberad 1 und eine
Seiltrommel 2 dargestellt. Sowohl das Getrieberad 1 als
auch die Seiltrommel 2 sind aus Kunststoff und insbesondere
als Kunststoffspritzteile hergestellt. Das Getrieberad 1 weist
im wesentlichen eine Zylindersymmetrie mit einer Axialrichtung 3 auf.
Im Inneren ist ein kreisringförmiger Innenumfangsvorsprung 4 mit
einer darauf angeordneten Außenverzahnung 5 erkennbar.
Das Getrieberad 1 weist weiterhin mittig eine sich zentrisch
in Axialrichtung 3 über die gesamte Länge
erstreckende Bohrung 7 zur drehbaren Aufnahme einer Achse
auf. An die Außenverzahnung 5 schließt
sich in radialer Richtung nach außen ein von einer Außenwandung 8 begrenzter
Ringkanal 9 an. Die Außenwandung 8 ist an
ihrem oberen Ende mit einer ebenen Auflagefläche 10 versehen.
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Das
Getrieberad 1 ist weiter zur Ankoppelung an eine Schneckenwelle
als ein Schneckenrad ausgebildet. Hierzu ist das Getrieberad 1 den äußeren
Umfang der Außenwandung 8 umlaufend und sich über
einen Teil der Höhe der Außenwandung 8 erstreckende
Schrägverzahnung versehen, die in 1 nicht
dargestellt ist.
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Die
Seiltrommel 2 zeigt ebenfalls im wesentlichen eine Zylindersymmetrie.
Der Seiltrommel 2 ist in Axialrichtung 3 in ihrem
gem. 1 unteren Drittel ein im wesentlichen kreisringförmiger
Außenumfangsvorsprung 15 ausgeformt, der mit einer
Innenverzahnung 16 versehen ist. Weiter ist in die Seiltrommel 2 mittig
eine zentrische Bohrung 17 eingebracht. An den Außenumfangsvorsprung 17 schließt sich
in Axialrichtung 3 ein Trommelteil 18 mit einem Trommelumfang
an, der kleiner ist als der Umfang des Außenumfangsvorsprungs 15.
An der Mantelfläche des Trommelteils 18 wickelt
sich nach Art einer Helix eine Seilnut 19 zur Führung
eines aufgewickelten Seils in mehreren Windungen ab. Weiterhin ist
in den Außenumfangsvorsprung 15 ein Durchbruch 20 zur
Durchführung eines Seilendes des in 1 nicht dargestellten
Seils in das Innere des Außenumfangsvorsprung 15 eingebracht.
Die Innenverzahnung 16 des Außenumfangsvorsprungs 15 korrespondiert formschlüssig
zu der Außenverzahnung 5 des Innenumfangsvorsprungs 4 des
Getrieberads 1.
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Die
Außenverzahnung 5 des Innenumfangsvorsprungs 4 des
Getrieberads 1 weist Zähne 25 mit einer
im wesentlichen quaderförmigen Struktur auf. An ihrem in
Axialrichtung 3 oberen Ende weisen die Zähne 25 eine
Fase 26 zur Vereinfachung der Fügung mit der Seiltrommel 2 auf.
Auch die Zähne 27 der Innenverzahnung 16 weisen
eine im wesentlichen quaderförmige Struktur auf. An ihrem
in Axialrichtung 3 unteren Ende ist auch jedem Zahn 27 eine Fase 28 eingebracht.
Aufgrund der quaderförmigen Geometrie der Zähne 25, 27 einer
relativ großen Dicke ist sowohl eine sichere mechanische
Kopplung als auch ein leichtes Fügen der Bauteile 1 und 2 ineinander
möglich. Durch die Fasen 26 und 28 wird dies
zusätzlich unterstützt. Auch die Herstellung der Bauteile 1 und 2 ist
aufgrund der quaderförmigen Gestalt der Zähne 25 und 27 vergleichsweise
einfach.
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Für
ein formschlüssiges Koppeln von Getrieberad 1 und
Seiltrommel 2 wird die Seiltrommel 2 in Fügerichtung 32 auf
das Getrieberad so aufgesetzt, dass die Bohrungen 7, 17 in
Axialrichtung 3 miteinander fluchten. Dabei greift der
Außenumfangsvorsprung 15 mit den Zähnen 27 der
Innenverzahnung 16 in die Zähne 25 der
Außenverzahnung 5 der Innenwandung 4.
Zusätzlich wird dabei der Außenumfangsvorsprung 15 in
den Ringkanal 9 des Getrieberads 1 eingeführt.
Die Fasen 26, 28 der Zähne 25, 27 dienen
dabei als Einführhilfe und erleichtern das Aufsetzen. Weiterhin
ist das Aufsetzen durch eine an der Außenseite der Außenwandung 15 umlaufend
eingebrachte Fase 33 erleichtert, die das Einfügen
in den Ringkanal 9 vereinfacht. Nach dem Aufsetzen der Seiltrommel 2 auf
das Getrieberad 1 wird die Seiltrommel 2 durch
die Außenwandung 8 des Ringkanals 9 zusätzlich
abgestützt.
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2 zeigt
die Seiltrommel 2 gem. 1 in einer
Draufsicht von der Seite ihres Außenumfangsvorsprungs 15 her
gesehen. Die Seiltrommel 2 weist in ihrem Inneren eine
Nippelkammer 40 auf. In der dargestellten Aufsicht wird
ersichtlich, dass die Nippelkammer projeziert in einer Querschnittsebene senkrecht
zur Mittenbohrung 17 innerhalb des Außenumfangsvorsprungs 15 angeordnet
ist. In diese Nippelkammer 40 wird ein in der 2 nicht
dargestelltes, mit einem Nippel versehenes Ende eines Seils eingelegt.
Die Nippelkammer 40 ist tangential zur Mittellängsachse
in die Seiltrommel 2 eingebracht. Über eine Seilnut 41 ist
die Nippelkammer 40 mit dem Umfang des Trommelteils 18 verbunden. Das
eingelegte Seil ist mittels des Durchbruchs 20 nach außen
geführt und zumindest teilweise auf der am Trommelumfang
umlaufenden Seilnut 19 gem. 1 aufgewickelt.
Da das Seil einer Zugbelastung ausgesetzt ist, wird der Nippel mit
seiner dem Seil zugewandten Seite an einen radial ausgerichteten
Nippelanschlag 42 gezogen und so sicher in der Nippelkammer 40 gehalten.
Die Seilnut 41 ist stetig gekrümmt, so dass das
eingelegte Seil sanft von der tangentialen Richtung im Inneren der
Seiltrommel 2 zur Umfangsrichtung des Trommelteils 18 gebogen wird.
Somit ist sicher ein Abknicken des Seils verhindert.
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3 zeigt
das in Axialrichtung 3 dem Außenumfangsvorsprung 15 gegenüber
liegende Ende der Seiltrommel 2. Hier weist die Seiltrommel 2 eine weitere
Nippelkammer 43 in zur Nippelkammer 40 gegenläufigen
Ausrichtung auf. Es wird ersichtlich, dass auch die Nippelkammer 43 in
einer Querschnittsebene senkrecht zur Mittenbohrung 17 projeziert
innerhalb des Außenumfangsvorsprungs 15 angeordnet
ist. Auch in diese Nippelkammer 43 wird ein in der 3 nicht
dargestelltes, mit einem Nippel versehenes Ende eines weiteren Seils
eingelegt. Die Nippelkammer 43 ist ebenfalls tangential
zur Zylindersymmetrie in die Seiltrommel 2 eingebracht. Über eine
Seilnut 41 und einen Durchbruch 44 im Trommelumfang 18 ist
das Seil wiederum nach außen führbar und teilweise
auf der am Trommelumfang umlaufenden Seilnut 19 aufwickelbar.
Beide Nippelkammer 40, 43 sind in Axialrichtung 3 übereinander angeordnet
und in einem durchgehenden Kanal ausgeformt. Auf diese Weise ist
eine einfache Fertigung möglich. Auch kann Material eingespart
werden.
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Durch
die gegenläufige Ausrichtung der Nippelkammern 40, 43 wird
bei einer Drehung der Seiltrommel 2 das eine Seil aufgewickelt,
während das andere Seil abgewickelt wird und umgekehrt.
Die Drehrichtung legt damit im Falle eines umlaufenden Seils, dessen
Enden in die Nippelkammern 40, 43 eingelegt sind,
die Laufrichtung des Seils insgesamt und somit die Verstellrichtung
einer mit dem Seil verbundenen Fensterscheibe fest.
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4 zeigt
zur Verdeutlichung noch einmal das Getrieberad 1 gem. 1 in
einer Draufsicht. Man erkennt deutlich den Innenumfangsvorsprung 4 mit
der darauf angeordneten Außenverzahnung 5. Auch
ist der Ringkanal 9 deutlich erkennbar.
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Aus
den 5 und 6 wird eine Antriebseinheit 50 für
einen Seilfensterheber mit einem aus Kunststoff gefertigten Gehäuse 51 ersichtlich.
Das aus Getrieberad 1 und Seiltrommel 2 zusammen
gesetzte Getriebeteil ist auf eine dem Gehäuse 51 angeformte
Achse 52 aufgesetzt und von einer topfförmigen
Getriebeaufnahme 53 aufgenommen. Man erkennt den Trommelteil 18 der
Seiltrommel 2. Das Getrieberad 2 ist in der Getriebeaufnahme 53 aufgenommen.
Man erkennt lediglich die Auflagefläche 10. Weiterhin
nimmt das Gehäuse 51 einen Antriebsmotor 54 zum
Antrieb des Getrieberads 1 sowie eine teilweise eingeführte
Steuereinheit 55 zur Ansteuerung des Antriebsmotors 54 auf.
Für eine Montage des Seilfensterhebers wird dessen Schienenführung
mit den Mitnehmern und dem Seil an der Innenseite einer Kraftfahrzeugtür
vormontiert. Anschließend werden zur der Montage des Seils
am Seilfensterheber die beiden Nippel der beiden Seilenden in die
Nippelkammern 40, 43 eingelegt und die Seilenden
teilweise auf der Seilnut 19 des Trommelumfangs des Trommelteils 18 der
Seiltrommel 2 aufgewickelt. Die Seiltrommel 2 wird
auf die Achse 52 aufgesetzt und über die korrespondierende
Verzahnung mit dem Getrieberad 1 formschlüssig
verbunden. Das Gehäuse 51 der Antriebseinheit 50 ist
mittels dreier Montagebohrungen 56 an der Innenseite der
Kraftfahrzeugtür verschraubbar.
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Aus 5 wird
weiter ersichtlich, dass der Antriebsmotor 54 über
ein Schneckengetriebe mit dem Getrieberad 1 gekoppelt ist.
Der Antriebsmotor 54 liegt in einer Ebene parallel zum
Getrieberad 1. Man erkennt die Ausrichtung der Antriebswelle 57 des
Antriebsmotors 54, die in einem Achslager 58 im Gehäuse 51 gelagert
ist. Auf der Antriebswelle 57 ist eine nicht sichtbare
Schneckenwelle angebracht, die mit der Schrägverzahnung
des Getrieberads 1 kämmt.
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Die
Getriebeseite ist mittels eines Schmiermittels leichtgängig
gehalten und mit einem Dichtring 60 nach außen
abgedichtet. Der Dichtring 60 wird hierzu mit dem oberen
Rand der Getriebeaufnahme 53 verklebt. Die Ausgestaltung
des Dichtrings 60 ist insbesondere 7 zu entnehmen,
die den gem. 5 und 6 eingesetzten
Dichtring 60 in einem Querschnitt zeigt. Zum Verkleben
weist der obere Rand der Getriebeaufnahme 53 einen Klebekanal 61 mit
einer Innenwandung 63 und einer Außenwandung 64 auf.
Der im wesentlichen konusförmige Dichtring 60 wird
mit einem kleineren Durchmesser auf den Klebekanal 61 aufgesetzt.
Hierbei umgreift eine an der Unterseite der Dichtung 60 umlaufende
Nut 62 die Innenwandung 63 des Klebekanals 61.
Die Außenwandung 64 des Klebekanals 61 weist – wie
aus 5 und 6 ersichtlich – drei
sich in radialer Richtung nach außen erstreckende taschenartige Aufweitungen 65 auf,
die von der Achse 52 aus einen Winkelabstand von etwa 120° zueinander
aufweisen. Mittels dieser Aufweitungen 65 ist eine einfache
Zufuhr eines Klebstoffs 66 in den Klebekanal 61 möglich.
Der Klebstoff 66 verteilt sich von den Aufweitungen 65 aus
gleichmäßig im Klebstoffkanal 61 und verklebt
den Dichtring 60 mit dem Klebstoffkanal 61. Eine
Abdichtung des Getrieberads 1 erfolgt nunmehr mittels der
beiden Dichtlippen 67 gegen die Auflagefläche 10.
Die Außenwandung 64 des Klebekanals 61 sichert
dabei zudem den Dichtring 60 in seiner Position gegen Schläge
oder Stöße ab, die während der Montage
der Antriebseinheit 50 unvermeidbar sind. Somit ist sicher
vermieden, dass der Dichtring 60 seine Position ändert,
was womöglich Undichtigkeiten zur Folge hätte.
-
In
einer anderen, in den Figuren nicht dargestellten Variante sind
an der Außenseite des Dichtrings 60 radial nach
außen weisende Noppen angeformt, die in die Aufweitungen
des Klebstoffkanals 61 greifen und den Dichtring 60 somit
gegen ein unerwünschtes Verdrehen sichern. Dies ist deswegen von
Bedeutung, da die am Getrieberad 1 in der 1 gezeigten
angeformten Auflagefläche 10 auf der Dichtlippe 67 aufliegt
und im Betrieb mit seiner Unterseite an der Dichtlippe 67 des
Dichtringes 60 reibt. Damit ist der Dichtring 60 während
des Antriebs des Getrieberads 1 ständig einer
Scherung ausgesetzt.
-
Die
beschriebenen Aspekts hinsichtlich des Einsatzes eines Klebekanals 61 zur
Klebung eines Dichtrings 60 ist auch für sich
betrachtet losgelöst von der Ausgestaltung des Getriebeteils
oder der sonstigen Gestaltung der Antriebseinheit eigenständig
erfinderisch.
-
8 zeigt
schematisch in einer geschnittenen Seitenansicht eine alternative
Ausgestaltung einer Antriebseinheit 50 mit einem Getrieberad 1.
Das Getrieberad 1 ist der zentralen Achse 51 drehbar
aufgesetzt und als Schneckenrad ausgebil det, dessen Zahnung mit
einer vom Antriebsmotor 54 getriebenen Schneckenwelle 72 kämmt.
Die Achse 52 weist im Bereich des Getrieberads 1 einen
metallischen Bereich auf, der als metallische Hülse 73 ausgeführt ist.
Um diese metallische Hülse 73 ist eine als Spiralfeder
ausgebildete Schlingfeder 74 mit mehreren Windungen gelegt,
so dass die Funktion einer Schlingfederbremse hergestellt ist. Sowohl
das Getrieberad 1 als auch die Seiltrommel 2 weisen
hierzu im Inneren eine entsprechende Ausnehmung auf. Zu den weiteren
Ausgestaltungen kann Bezug auf die vorherigen Figuren genommen werden.
-
Die
Funktion der Schlingfederbremse ist der schematischen 9 zu
entnehmen. Am Getrieberad 1 und an der Seiltrommel 2 ist
jeweils an der zur Achse 52 gewandten Innenseite zur Kopplung
mit der Schlingfeder 74 eine Halbschale angeformt. In der Schnittansicht
quer zur Achsenlängsrichtung der Achse 52 sind
der Einfachheit halber als einzige Elemente des Getrieberads 1 und
der Seiltrommel 2 diese beiden Halbschalen gezeigt. Die
beiden Schlingfederenden 75 greifen jeweils in den spaltförmigen Zwischenraum 76 zwischen
den beiden Halbschalen. Das Getrieberad 1 wird mittels
des Antriebsmotors 54 in eine Drehrichtung 77 im
oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt. Dabei werden die beiden radial
abgebogenen Schlingfederenden 75 und damit die Schlingfeder 74 von
der am Getrieberad 1 angeformten Halbschale beaufschlagt.
Diese Beaufschlagung erfolgt jeweils entgegen der Wicklungsrichtung
der als Spiralfeder ausgebildeten Schlingfeder 74. Der Wicklungsdurchmesser
der Schlingfeder 74 wird hierdurch vergrößert,
so dass die Achse 52 freigegeben wird. Das Getrieberad 1 und
die daran formschlüssig gekoppelte Seiltrommel 2 bewegen
sich frei auf der Achse 52. Das Antriebsmoment des Antriebsmotors 54 wird
auf die Seiltrommel 2 übertragen.
-
Erfolgt
hingegen ein abtriebsseitiger Angriff einer Kraft, insbesondere
der Gewichtskraft der Fensterscheibe an der Seiltrommel 2,
so wird die Halbschale der Seiltrommel 2 gegenüber
der Halbschale des Getrieberads 1 im oder gegen den Uhrzeigersinn
in Drehrichtung 78 verdreht. Dabei werden wiederum die
beiden Schlingfederenden 75 beaufschlagt, jedoch in diesem
Fall in der Wicklungsrichtung der Schlingfeder 72. Die
Schlingfeder 72 wird nach Art eines Seiles zusam men gezogen
und legt sich um die metallische Hülse 73. Es
kommt zu einem Reibschluss zwischen der Innenseite der Schlingfeder 72 und
der metallischen Hülse 73. Die metallische Hülse 73 gewährleistet
hierbei eine definierte Reibschlusspaarung. Durch das Zusammenziehen
der Schlingfeder 72 wird eine weitere Verdrehung der Seiltrommel 2 und
des gekoppelten Getrieberads 2 vermieden. Beide stützen
sich gegen die Antriebsachse 52 ab. Die Antriebsseite ist
somit vor einer mechanischen Beschädigung geschützt.
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10 zeigt
in einer schematischen Schnittansicht die Antriebseinheit 50 in
Querrichtung. Der Antriebsmotor 54 treibt mittels einer
Welle 85 die darauf angebrachte Schneckenwelle 72.
Auf der Augenseite des als Schneckenrad ausgebildeten Getrieberads 1 ist
eine Schrägverzahnung angeordnet, die mit der Schneckenwelle 72 in
Eingriff steht. Mit einer Bewegung der Schneckenwelle 72 um
ihre Längsachse wird das Getrieberad 1 in eine
Drehbewegung im oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt. Über
die formschlüssig mit dem Getrieberad 1 verbundene Seiltrommel 2 wird
diese in eine Drehbewegung versetzt. Dadurch wird eines der beiden
an der Seiltrommel 2 angreifenden Seile aufgewickelt und
das andere Seil abgewickelt. Die beiden Mitnehmer werden entlang
ihrer Führungen zum Anheben oder zum Absenken der Fensterscheibe
bewegt.
-
Da
die Welle 85 mechanisch von der Abtriebsseite belastet
ist, ist die Welle 85 mittels zweier Lager 86 gelagert.
Weiterhin ist ein an die Steuereinheit 55 angebundener
Hall-Sensor 87 zur Drehzahlmessung vorgesehen. Die Drehzahlmessung
dient der Steuerung des Antriebsmotors 54 entweder zum Anpassen
der Antriebsleistung und/oder als Einklemmschutz. Das Getrieberad
und die Schneckenwelle 85 sind im Getrieberaum mit einem
Schmiermittel zur Reduzierung der Reibung beaufschlagt. Das Schmiermittel
kann über die Welle bis zu elektrischen Einbauten wie dem
Hall-Sensor 87 oder der Steuereinheit 55 gelangen
und dort Ausfälle hervorrufen. Nach dem Stand der Technik
ist bislang eine Dichtscheibe im Wellenraum 88 zum Abdichten
der elektrischen Einbauten gegen das Schmiermittel vorgesehen. Diese
beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigte Dichtscheibe hat
jedoch keine vollständig dichtende Wirkung.
-
Nach
einem für sich erfinderischen und nicht von der hier beschriebenen
Erfindung abhängigen Ansatz ist vorgesehen, anstelle der
Dichtscheibe ein flexibles Dichtelement 89 zum Abdichten
der elektrischen Einbauten gegen das Schmiermittel vorzusehen.
-
Das
Dichtelement 89 weist im wesentlichen den Querschnitt des
Wellenraums 88 auf. Außerdem verfügt
es über eine zylindrische Bohrung 90 zur Aufnahme
der Welle 85. Für die Montage wird das Dichtelement 89 beispielsweise
auf die Welle vor der Montage der Schneckenwelle 72 aufgeschoben.
Es kann aber auch in Wellenlängsrichtung 91 geschlitzt zu
einem nachträglichen Aufbringen auf die Welle 85 ausgeführt
sein. Das flexible Dichtelement 89 weist dabei einen etwas
größeren Querschnitt auf als der Wellenraum 88.
Dadurch wird es in seiner Position gehalten. Da auch die Bohrung 90 so
bemessen ist, dass das Dichtelement 89 an der Welle 85 anliegt,
ist eine vollständige Abdichtung erreicht. Da das Innenmaß der
Bohrung 90 nur unwesentlich kleiner ist als das Außenmaß der
Welle 85, ist eine praktisch unbehinderte Drehbewegung
der Welle 85 weiterhin möglich. Das Dichtelement
ist beispielweise aus einem Gummischaum, einem Moosgummi oder einem
anderen elastischen Dichtwerkstoff ausgeführt. Insbesondere
ein leicht poröser Dichtwerkstoff kann eine größere
Menge von dem Dichtmittel aufnehmen.
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- 1
- Getrieberad
- 2
- Seiltrommel
- 3
- Axialrichtung
- 4
- Innenumfangsvorsprung
- 5
- Außenverzahnung
- 7
- Bohrung
- 8
- Außenwandung
- 9
- Ringkanal
- 10
- Auflagefläche
- 15
- Außenumfangsvorsprung
- 16
- Innenverzahnung
- 17
- Bohrung
- 18
- Trommelteil
- 19
- Seilnut
- 20
- Durchbruch
- 25
- Zahn
- 26
- Fase
- 27
- Zahn
- 28
- Fase
- 32
- Fügerichtung
- 33
- Fase
- 40
- Nippelkammer
- 41
- Seilnut
- 42
- Nippelanschlag
- 43
- Nippelkammer
- 44
- Durchbruch
- 50
- Antriebseinheit
- 51
- Gehäuse
- 52
- Achse
- 53
- Getriebeaufnahme
- 54
- Antriebsmotor
- 55
- Steuereinheit
- 57
- Antriebswelle
- 58
- Achslager
- 60
- Dichtring
- 61
- Klebekanal
- 62
- Nut
- 63
- Innenwandung
- 64
- Außenwandung
- 65
- Aufweitung
- 66
- Klebstoff
- 67
- Dichtlippe
- 72
- Schneckenwelle
- 73
- metallische
Hülse
- 74
- Schlingfeder
- 76
- Zwischenraum
- 77
- Drehrichtung
- 78
- Drehrichtung
- 85
- Welle
- 86
- Lager
- 87
- Hall-Sensor
- 88
- Wellenraum
- 89
- Dichtelement
- 90
- Bohrung
- 91
- Wellenlängsrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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