Fenster für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeugtür
K
B e s c h r e i b u n g
0 Die Erfindung betrifft ein Fenster für ein Kraftfahrzeug sowie eine Kraftfahrzeugtür, insbesondere eine Kraftfahrzeugtür mit einem Fensterheber.
Bei herkömmlichen Automobilen sind die Fensterdichtungen fest mit der Körperstruk¬ tur des Automobils verbunden. Üblicherweise werden hierzu sogenannte U-Kanäle 5 mit der Karosserie verbunden. Auf die U-Kanäle werden Dichtungsgummis gestülpt. Anschließend wird das Fenster in die U-Kanäle eingeführt. Diese herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungsanordnung hat den Nachteil, dass die Montage relativ aufwendig ist.
0 Die DE 689 02 805 T2, DE 34 42 840 C2, FR 26 87 351 zeigen jeweils Führungsku¬ lissen für Automobil-Fensterscheiben, wobei an den Führungskulissen Dichtlippen für das Fenster befestigt sind. Die DE 198 46 658 A1 zeigt darüber hinaus, dass das Fenster über seitliche Träger bewegt werden kann, wobei in dem Träger Ausneh¬ mungen zum Eingriff eines Antriebs ausgebildet sind, und der Antrieb an dem Fens-
35 ter befestigt ist.
Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Fenster für ein Kraftfahrzeug sowie eine Kraftfahrzeugtür zu schaffen.
Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfin¬ dung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden die Fensterdichtungen fest mit dem Fenster verbunden und nicht, wie im Stand der Technik allgemein üblich, mit der Karosserie des Kraft¬ fahrzeugs. Beispielsweise kann die Fensterdichtung aus Polyurethan oder einem anderem Kunststoff bestehen; eine solche Fensterdichtung kann an dem Fenster, d.h. einen Randbereich der Fensterscheibe, angegossen, angeklebt oder auf andere Art und Weise befestigt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Polyurethandichtun¬ gen jeweils an die seitlichen Randbereiche des Fensters angegossen. Hierzu geeig¬ nete Verfahren sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt und werden als PU- Gussverfahren oder auch als PU-Bonding bezeichnet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Dich¬ tungsmittel für die seitlichen Randbereiche des Fensters jeweils ein Kunststoffspritz¬ gussteil auf, welches beispielsweise durch eine Klebung an den seitlichen Randbe- reichen befestigt wird. Als Kunststoff wird vorzugsweise Polyoxymethylen (POM) ver¬ wendet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Fenster mit je zwei seitlichen Leisten zur Aufnahme der Dichtungen vormontiert. Vorzugswei- se haben die Leisten ein U-förmiges Profil. Dies hat den Vorteil, dass das bereits mit Dichtungen versehene Fenster bei der Endmontage eines Kraftfahrzeugs mit sehr geringem Montageaufwand montiert werden kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Mittel zur Bildung eines Formschlusses an den seitlichen Randbereichen des Fensters angeordnet. Diese erlauben ein Eingreifen von entsprechenden Antriebsmitteln eines Fensterhebers. Vorzugsweise wird hierzu ein Zahnprofil an die seitlichen Kanten des Fensters ange-
gössen, angeklebt oder auf andere Art und Weise befestigt. Fertigungstechnisch be¬ sonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Dichtung und das Zahnprofil eine bauliche Einheit darstellen und in einem Fertigungsschritt mit dem Fenster verbunden werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Kraftfahrzeugtür ei¬ nen Fensterheber der zumindest zwei Antriebe aufweist, die zur Einleitung eine An¬ triebskraft über seitliche Randbereiche eines Fensters ausgebildet sind. Die beiden Antriebe werden von einem Steuerungsgerät angesteuert. Das Steuerungsgerät kann zugleich auch Regelungsfunktionen wahrnehmen.
Die Erfindung erlaubt es, einen Fensterheber zu schaffen, der eine im Vergleich zum Stand der Technik hohe Federsteifigkeit in der mechanischen Kette zwischen den Antrieben und dem Fenster aufweist. Insbesondere können die beiden Antriebe als Direktantriebe ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass verschiedene Fensterhe- berfunktionen softwaretechnisch realisiert werden können, da über die Antriebe eine unmittelbare Kontrolle der Fensterposition ausgeübt werden kann. Insbesondere ist so ein verbesserter Einbruchsschutz realisierbar.
Wird bei einem Einbruchsversuch das Fenster geringfügig von außen her nach unten gedrückt, so wird die entsprechende Positionsveränderung sensiert. Das Steue¬ rungsgerät steuert daraufhin die beiden Antriebe zur Einleitung einer Antriebskraft in das Fenster entgegen der sensierten Positionsveränderung an. Aufgrund der hohen Federsteifigkeit des mechanischen Systems kann dies mit einer sehr hohen Reakti¬ onsgeschwindigkeit erfolgen, was einen Einbruch durch Herunterdrücken des Fens- ters praktisch unmöglich macht.
Ein Beispiel für eine weitere softwaretechnisch zu realisierende Funktion ist ein Ein¬ klemmschulz für den Fensterheber.
Das Steuerungsgerät kann ferner beispielsweise für eine verbesserte Geschwindig¬ keitsregelung der Verfahrgeschwindigkeit des Fensters vor den Endstellungen sor¬ gen. Beispielsweise wird vor Erreichung einer Endstellung die Verfahrgeschwindig-
keit reduziert, um die Anschlagskraft zu verringern. Dies schont die Mechanik und insbesondere die Dichtungen; ferner wird dem Kunden hierdurch eine höhere Wer¬ tigkeit des Kraftfahrzeugs vermittelt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fensterhebers ist, dass dieser mit deut¬ lich geringerem Aufwand montierbar ist. Aufgrund der reduzierten Anzahl der me¬ chanischen Komponenten, sinkt entsprechend die Anzahl der Montageschritte und damit die Montagekosten und die für die Montage erforderliche Zeit.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fensterhebers ist, dass die Reibungs¬ verluste des Antriebs reduziert werden. Im Stand der Technik übliche Seilfensterhe¬ ber mit einfacher oder doppelter Führung haben eine relativ große Anzahl mechani¬ scher Komponenten für die Kraftübertragung zwischen dem Antriebsmotor und dem Fenster. Beispielsweise wird die Antriebskraft über verschiedene Federn, Spulen, Rollen, Umlenkstücke und Seile auf das Fenster übertragen. Diese mechanische Übertragungskette ist aufgrund der vielen mechanischen Komponenten und den da¬ mit verbundenen Reibungsverlusten nachteilig. Diese Reibungsverluste betragen bei konventionellen Fensterheber etwa 50% der aufzubringenden Verfahrkraft. Die Erfin¬ dung ermöglicht es, einen Fensterheber zu schaffen, bei dem die Reibung reduziert ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der Einleitung der Antriebskraft über die seitli¬ chen Randbereiche des Fensters der als Stauraum in der Tür zur Verfügung stehen¬ de Platz vergrößert werden kann. Insbesondere aufgrund der Verlagerung der An- triebselemente in die Randbereiche der Tür, kann an der Innenseite der Tür ein In- nenverkleidungsteil mit einem größeren Stauraum angeordnet werden.
Nach einer bevorzugen Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Antriebe je¬ weils als Elektromotoren ausgebildet. Vorzugsweise haben die Elektromotoren je- weils einen Hall-Sensor zur Sensierung der Fensterposition. Alternativ werden Schrittmotoren verwendet; diese haben den Vorteil, dass keine Positionssensoren erforderlich sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ansteue¬ rung der Antriebe des Fensterhebers basierend auf der sensierten Fensterposition und basierend auf einer Nutzer-Eingabe. Die Nutzer-Eingabe kann über übliche Fensterheber-Bedienelemente, wie zum Beispiel ein- oder mehrstufige Rast- oder Wippschalter erfolgen. Bei einer Nutzer-Eingabe "Fenster schließen" werden die An¬ triebe solange angesteuert, bis die geschlossene Position des Fensters sensiert wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung des Fensterhebers mit einem Kommunikationsnetz verknüpft. Bei dem Kommunikati¬ onsnetz kann es sich beispielsweise um ein LIN- oder ein CAN-Netz handeln. Bei¬ spielsweise kann die Nutzer-Eingabe über ein solches Kommunikationsnetz an die Steuerung des Fensterhebers übertragen werden. Ferner können aufgrund der Ver- netzung Teil-Funktionen der Fensterhebersteuerung von anderen Steuerungsgerä¬ ten, sogenannten Electronic Control Units (ECU), wahrgenommen werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Steuerung der Fensterhebers ein Einbruchsschutz realisiert. Hierzu wird bei verrie- geltem Kraftfahrzeug ständig die Fensterposition überwacht. Wenn zum Beispiel auf¬ grund der von den Hall-Sensoren der Antriebe abgegebenen Positionssignale eine Veränderung der Fensterposition detektiert wird, so werden die Antriebe entgegen der Positionsveränderung angesteuert, um das Fenster wieder vollständig zu schlie¬ ßen. Aufgrund der hohen mechanischen Federsteifigkeit des mechanischen Systems kann dies mit einer sehr kurzen Reaktionszeit erfolgen. Dieser Einbruchsschutz kann auch bei nicht verriegeltem Fahrzeug aktiviert sein, z.B. wenn das Fahrzeug an einer Kreuzung steht, um zu verhindern, dass jemand in das stehende Fahrzeug eindringt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Antriebskraft form- schlüssig übertragen. Hierzu hat das Fenster an seinen seitlichen Randbereichen jeweils ein Zahnprofil, in welches ein entsprechendes Antriebselement, beispielswei¬ se ein Zahnrad, eines der Antriebe eingreifen können. Vorteilhafterweise sind die
Zahnprofile aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyurethan (PU) oder aus Polyoxy- methylen (POM). Beispielsweise kann ein Zahnprofil aus PU an die seitlichen Rand¬ bereiche des Fensters angegossen werden. Beispielsweise wird das Zahnprofil an der Fensterkante oder an einer der Fensteroberflächen angebracht.
Alternativ kann das Zahnprofil durch Kunststoffspritzgießen hergestellt werden. Die so gewonnenen Zahnstangen werden an den seitlichen Randbereichen des Fensters zum Beispiel angeklebt oder mittels PU-Bonding befestigt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an den seitli¬ chen Randbereichen des Fensters jeweils Dichtlippen befestigt. Diese sind vorzugs¬ weise ebenfalls aus Kunststoff und können eine bauliche Einheit mit den Zahnprofi¬ len darstellen. Vorzugsweise verlaufen die Dichtlippen in einem U-förmigen Kanal. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich die zur Endmontage eines Kraft- fahrzeugs erforderlichen Montageschritte weiter reduzieren lassen. Vorzugsweise wird das Fenster mit den angegossenen oder angeklebten Zahnprofilen und Dichtlip¬ pen sowie dem U-förmigen Kanal, in dem die Dichtlippen verlaufen, an die Ferti¬ gungsstraße geliefert, um dort in eine Kraftfahrzeugtür eingesetzt zu werden.
Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines seitlichen Randbereichs ei¬ nes Fensters für ein Kraftfahrzeug,
Figur 2 eine Detailansicht eines seitlichen Randbereichs eines erfindungs¬ gemäßen Fensters,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfin- dungsgemäßen Fensters mit formschlüssigen Antriebselementen,
Figur 4 ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftfahrzeugtür mit einem
Fensterheber.
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines seitlichen Teilbereichs 112 eines Fensters 110, das heißt einer Fensterscheibe, für ein Kraftfahrzeug. An dem Randbereich 112 ist auf beiden Seiten des Fensters 110 eine Dichtung mit je einer Dichtlippe 132 be¬ festigt. Vorzugsweise ist die Dichtung mit den Dichtlippen 132 zumindest teilweise aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyurethan (PU) oder aus Polyoxymethylen (POM). Die Befestigung der Dichtung auf der Oberfläche des Fensters 110 erfolgt vorzugsweise entweder durch Angießen, das heißt einen sogenannten Bonding- Vorgang, oder durch Ankleben.
Ein U-Kanal 134 dient zur Aufnahme des Randbereichs 112, so dass die Dichtlippen 132 an dessen Innenseite entlang gleiten können.
Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Fensters. Elemente der Figur 2, die Elementen der Figur 1 entspre¬ chen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das Fenster 110 hat in seinem Randbereich 114 ein Zahnprofil 130. Das Zahnprofil 130 ist an der Seitenkante des Fensters 110 angeklebt oder angegossen. Vorzugs¬ weise ist das Zahnprofil 130 aus Kunststoff, vorzugsweise aus PU oder aus POM. Das Zahnprofil 130 dient zur formschlüssigen Einleitung eines Teils der Antriebskraft 108 durch den Antrieb 106 (vgl. Figur 4). Beispielsweise hat der Antrieb 106 ein Zahnrad, welches in das Zahnprofil 130 eingreift, um die Antriebskraft des Antriebs 106 zu übertragen.
An dem Randbereich 114 des Fensters 110 befindet sich ferner eine Dichtlippe 132, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht und an den Randbereich 114 angegossen oder aufgeklebt ist. Vorzugsweise sind das Zahnprofil 130 und die Dichtlippe 132 eine bauliche Einheit und werden in einem PU-Angießvorgang bzw. als ein Kunst¬ stoffspritzgussteil hergestellt.
Der Randbereich 114 des Fensters 110 verläuft in einem U-Kanal 134, an dessen Innenseite die Dichtlippe 132 anliegt, um das Fenster abzudichten. Auf Höhe des Antriebs 106 ist der U-Kanal 134 unterbrochen, um ein Eingreifen des Zahnrads des 5 Antriebs 106 in das Zahnprofil 130 zu ermöglichen.
Die Figur 3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fensters. Elemente der Figur 3, die Elementen der Figuren 1 und 2 entsprechen, sind wiederum mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. I 10 Gemäß der Ausführungsform der Figur 3 sind an beiden Randbereichen 112 und 114 jeweils ein Zahnprofil 130 und eine Dichtlippe 132 angeordnet, die innerhalb eines U- Kanals 134 verlaufen. In die Zahnprofile 130 greifen Antriebselemente 136, 138 der Antriebe 104 bzw. 106 formschlüssig ein, um das Fenster 110 zu verstellen.
15 Die Figur 4 zeigt in schematischer Ansicht eine fordere Kraftfahrzeugtür 100 mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fensterhebers. Unterhalb der Türbrüstung 102 sind beispielsweise nahe der sogenannten A- und B -Säulen des Kraftfahrzeugs Antriebe 104 und 106 angeordnet. Im Falle einer hinteren Fahrzeugtür ist die Anord¬ nung entsprechend nahe den C und B-Säulen.
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' Die Antriebe 104 und 106 dienen zur Einleitung einer resultierenden Antriebskraft
108 zum Öffnen oder Schließen des Fensters 110. Das Fenster 110 hat seitliche Randbereiche 112 und 114, über die die Antriebskraft 108 von den Antrieben 104 und 106 vorzugsweise formschlüssig eingeleitet wird.
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Ebenfalls an den Randbereichen 112 und 114 sind Sensoren 116 bzw. 118 angeord¬ net, die jeweils ein von der Position des Fensters 110 abhängiges Signal abgeben. Beispielsweise handelt es sich bei den Sensoren 116 und 118 um Hall-Sensoren, die in die Antriebe 104 bzw. 106 integriert sind. Beispielsweise gibt ein Sensor bei einer
30 Drehung der Antriebswelle des betreffenden Antriebs um einen bestimmten Winkel einen Puls ab. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine andere Sensorik zur Positi-
onsbestimmung verwendet werden, wie z.B. die Auswertung der sog. back EMF der Elektromotoren, ein optischer Sensor oder dergleichen.
Unterhalb der Türbrüstung 102 befindet sich ferner ein Steuerungsgerät 120 mit ei- nem Prozessor 122 zur Ausführung eines Computerprogramms 124. Vorzugsweise ist das Steuerungsgerät 120 mit einem Kommunikationsnetzwerk 126, beispielsweise einem LIN- oder CAN-Bus gekoppelt.
An der Kraftfahrzeugtür 100 befindet sich beispielsweise im Bereich der Armlehne ein Bedienfeld 128 mit verschiedenen Bedienelementen, über die ein Nutzer eine Nutzer-Eingabe zum Aufruf einer bestimmten Fensterheberfunktion tätigen kann. Üb¬ liche Fensterheberfunktionen sind dabei "Fenster auf und "Fenster zu".
Das Bedienfeld 128 kann entweder unmittelbar mit dem Steuerungsgerät 120 ge¬ koppelt sein oder über das Netzwerk 126, wie in der Figur 1 mit gestrichelten Linien dargestellt.
Im Betrieb wertet das Programm 124 die von den Sensoren 116 und 118 gelieferten Informationen hinsichtlich der Position des Fensters 110 sowie die von dem Bedien¬ feld 128 gelieferten Nutzer-Eingaben aus und steuert die Antriebe 104 und 106 ent- sprechend an. Empfängt das Programm 124 beispielsweise die Nutzer-Eingabe "Fenster auf, so steuert es die Antriebe 104 und 106 solange in Öffnungsrichtung des Fensters 110 an, bis die Sensoren 116 und 118 anzeigen, dass das Fenster 110 vollständig geöffnet ist.
Bei verriegeltem Kraftfahrzeug kann das Programm 124 ferner einen Einbruchs¬ schutz realisieren. Hierzu überwacht das Programm 124 ständig die von den Senso¬ ren 116 und 118 gelieferten Signale. Sobald eine Positionsveränderung des Fensters 110 erkannt wird, ohne dass eine entsprechende Nutzer-Eingabe vorliegt, steuert das Programm 124 die Antriebe 104 und / oder 106 in entgegengesetzter Richtung an, um das Fenster wieder vollständig zu schließen. Aufgrund der direkten Kraftüber¬ tragung von den Antrieben 104 und 106 auf das Fenster 110 kann dies mit einer sehr kurzen Reaktionszeit erfolgen.
Bezugszeichenliste
100 Kraftfahrzeugtür
102 Türbrüstung
104 Antrieb
106 Antrieb 108 Antriebskraft
110 Fenster
112 Randbereich
114 Randbereich
116 Sensor 118 Sensor
120 Steuerungsgerät
122 Prozessor
124 Computerprogramm
126 Kommunikationsnetzwerk 128 Bedienfeld
130 Zahnprofil
132 Dichtlippe
134 U-Kanal
136 Antriebselement 138 Antriebselement