Zum Beschatten von Kraftfahrzeugfenstern ist es bekannt, Rolloanordnungen
zu verwenden. Die Rollos weisen eine im Kraftfahrzeug ortsfest gelagerte Wickelwelle
auf, an der mit einer Kante die Rollobahn befestigt ist. Mit Hilfe einer Antriebseinrichtung
wird die Rollobahn von der Wickelwelle abgezogen. Als Antriebseinrichtung sind eine
Vielzahl von Getriebeeinrichtungen bekannt.
Bei einer anderen Gruppe von Fensterrollos geschieht das Abziehen
manuell, indem ein an der Vorderkante der Rollobahn befestigter Griff angefasst
und von der Wickelwelle weggeführt wird. Als Vorderkante der Rollobahn wird
hierbei jene Kante verstanden, die bei der Auszugsbewegung die größte
Strecke zurücklegt.
Das Einfahren des Rollos geschieht üblicherweise mit Hilfe eines
Federmotors.
Für den Federmotor sind aus dem Stand der Technik ebenfalls zwei
Lösungen bekannt. Gemäß der einen Lösung wird innerhalb der
Wickelwelle, die rohrförmig gestaltet ist, eine Schraubenfeder angeordnet.
Die Schraubenfeder ist einends an der Karosserie festgelegt und andernends drehfest
mit der Wickelwelle verbunden.
Beim Abziehen der Rollobahn wird der Federmotor aufgezogen. Hierdurch
wird elastische Energie gespeichert, die in Bewegung umgesetzt wird, wenn die Rollobahn
auf der Wickelwelle wieder aufgewickelt wird.
Das Auf- oder Abwickeln erfordert ca. 10 Umdrehungen der Wickelwelle.
Neben der Verwendung einer Schraubenfeder als Federmotor sind auch
Federmotoren auf der Basis von Spiralfedern bekannt. Spiralfedern haben den Vorteil,
dass die Vorspannkraft über den Hub des Federmotors nahezu konstant ist. Der
Federmotor auf der Basis einer Spiralfeder braucht deswegen keinen nennenswert größeren
Hub zu haben als es der erforderlichen Anzahl von Umdrehungen der Wickelwelle entspricht.
Es genügt, wenn der Spiralfedermotor mit einem der erforderlichen Toleranz
entsprechenden Überhub versehen wird.
Der Spiralfedermotor ist obendrein auch verhältnismäßig
klapperfrei gegenüber von Fahrzeugerschütterungen.
Allerdings zeigt der Spiralfedermotor beim Ablaufen oder Aufziehen
die unangenehme Eigenschaft, dass die Federwindungen bei einer zügigen Bewegung
des Federmotors im Übergang von dem einen Wickel auf den anderen Wickel Radialschwingungen
vollführen, die zu Klappergeräuschen führen. Diese beiden Wickel
des Spiralfedermotors ergeben sich aus jenem Anteil, der an der Innenseite des Federgehäuses
anliegt und den anderen Anteil der auf der Welle des Federmotors bereits als Wickel
aufgewickelt ist.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung einen Federmotor zu
schaffen, der als elastisches Glied eine Spiralfeder aufweist und der nicht die
oben erläuterten Klapper- oder Surrgeräusche erzeugt.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Rolloeinrichtung zu schaffen,
bei der die Wickelwelle über einen Federmotor mit Spiralfeder angetrieben wird,
der ebenfalls geräuschfrei ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Rolloeinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. einem Federmotor mit den Merkmalen des Anspruches
xxx gelöst.
Bei der Rolloeinrichtung für Kraftfahrzeuge ist eine aufwickelbare
Bahn vorgesehen. Zum Aufwickeln der Bahn dient eine Wickelwelle, die im Fahrzeug
ortsfest sowie drehbar gelagert ist. Um die Wickelwelle im Sinne des Aufwickelns
der Rollobahn in Umdrehungen zu versetzen ist der erfindungsgemäße Federmotor
mit Spiralfeder vorgesehen, die in einem topfförmigen Gehäuse untergebracht
ist. Damit die Federwindungen beim zügigen Laufen des Federmotors mit ihren
Flachseite nicht aufeinander schlagen können, ist eine Dämpfungsscheibe
vorgesehen, die an die Flanke des Spiralfederpakets anliegend gehalten wird. Sie
wirkt somit gegen die Schmalseite der Federwindungen, und zwar überwiegend
gegen jenen Teil der Federwindungen, die im Übergangsbereich zwischen dem auf-
und dem abgewickelten Paket Federlagen liegen.
Beim Lauf des Federmotors bildet sich ein Zwischenbereich, in dem
die Federwindungen nicht aufeinander liegen, sondern deutlich voneinander beabstandet
sind. Dieser Bereich bewegt sich währendes Laufs des Federmotors in radialer
Richtung durch das topfförmige Gehäuse des Federmotors. Beim Übergang
der Federwindungen durch diesen lockeren Bereich kann es zu Radialschwingungen der
Federwindungen, durch die die Federwindungen unter Geräuschentwicklung aufeinander
schlagen. Die Dämpfungsscheibe bremst die Radialschwingungen.
Bei der erfindungsgemäßen Rolloeinrichtung kann es sich
um ein Fensterrollo, beispielsweise ein Heckscheiben- oder ein Seitenfensterrollo,
handeln. Eine andere Anwendung ist die Ausbildung der Rolloeinrichtung als Laderaumabdeckung.
Wieder eine andere Ausführung ist die Ausbildung der Rolloeinrichtung
als Trenngittereinrichtung.
Die Spiralfeder kann sowohl koaxial zu der Wickelwelle angeordnet
sein als auch neben deren Flanke bzw. den darauf befindlichen Wickel, der durch
die Rollobahn gebildet ist.
Je nach Antriebskinematik kann das Federgehäuse ortsfest sein,
oder drehfest mit der Wickelwelle gekuppelt.
Einfache Widerlagerverhältnisse für die Dämpfungsscheibe
ergeben sich, wenn dem Gehäuse ein Deckel zugeordnet ist, der das Federgehäuse
gegebenenfalls mit Ausnahme einer Achs- oder Wellenbohrung verschließt. Die
Dämpfungsscheibe kann auch den Deckel des Gehäuses bilden.
Zur drehfesten Verankerung der Spiralfeder kann das außen liegende
Ende zu einer Schlaufe gebogen sein, oder aber es ist gelocht, wie dies von Uhrwerksfedern
bekannt ist.
Das innen liegende Ende ist im einfachsten Falle rechtwinklig abgebogen,
um einen radial verlaufenden gerade Abschnitt zu bilden.
Die Dämpfungsscheibe kann aus einem nachgiebigen, jedoch hinreichend
steifen Kunststoffmaterial bestehen. Das Material so ausgewählt, dass es günstige
Reibpaarungen mit dem Federstahl ergibt. Insbesondere muss sichergestellt sein,
dass die Dämpfungsscheibe hinreichend abriebfest ist und in dem gesamten Temperaturbereich,
wie er in einem Fahrzeug vorkommt, hinreichend große Rücksprungkräfte
erzeugen kann.
Andererseits darf die Oberfläche nicht zu glatt und reibungsarm
sein, weil sonst der Zweck die Radialschwingungen der Federwindung beim Übergang
zwischen den beiden Stapeln zu dämpfen nicht erreicht werden kann. Welches
Material im Einzelnen dafür geeignet ist, kann der Fachmann empirisch ermitteln.
Die Dämpfungsscheibe kann zum Erzeugen der Anlagekraft an den
Federwindungen mit Erhöhungen versehen sein. Diese Erhöhungen können
die Gestalt von Kugelkalotten oder einer Rinne haben, die um die Achse der Dämpfungsscheibe
herum verläuft, da von den Klapper- oder Surrgeräuschen überwiegend
der mittlere Bereich der Spiralfeder betroffen ist.
Die Reibung, die die Dämpfungsscheibe ergibt, darf andererseits
nicht so groß sein, als dass sie die Wirkung des Federmotors blockiert.
Im Falle der Verwendung von Kugelkalotten ist der Durchmesser der
Kalotte im Bereich, wo sie in die Ebene der Dämpfungsscheibe übergeht,
kleiner als der halbe Durchmesser.
Im Übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von
Unteransprüchen.
Die nachfolgende Figurenbeschreibung beschränkt sich auf die
Erläuterung der wesentlichen Aspekte der Erfindung. Es ist klar, dass eine
Reihe von Abwandlungen möglich sind. Kleinere, nicht beschriebene Details kann
der Fachmann in der gewohnten Weise den Zeichnungen entnehmen, die insoweit die
Figurenbeschreibung ergänzen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 einen Blick in den Fondbereich eines aufgebrochen
gezeigten PKW's, in einer perspektivischen Darstellung;
2 ein Ausführungsbeispiel des Heckfensterrollos
des Kraftfahrzeugs nach 1, mit einem erfindungsgemäßen
Spiralfedermotor;
3 den Spiralfedermotor nach 2,
in einer schematisierten perspektivischen Explosionsdarstellung;
4 die Dämpfungsscheibe des Federmotors nach
3;
5 eine alternative Anordnung des Federmotors parallel
zu der Wickelwelle,
6 eine Draufsicht auf das Federgehäuse mit darin
befindlicher Spiralfeder und
7 einen aufgebrochen veranschaulichten Heckbereich
eines Kombi-PKW unter Veranschaulichung der weiteren Rolloeinrichtungen zur Verwendung
des erfindungsgemäßen Spiralfedermotors.
1 stellt den aufgebrochenen abgeschnittenen Fondbereich
eines Pkw dar. Die Figur veranschaulicht einen Blick auf die rechte Innenseite,
die zu der weggebrochenen linken Innenseite spiegelbildlich ist. Die Darstellung
ist vereinfacht, so sind beispielsweise Karosserieinnenstrukturen, wie Versteifungen
und Befestigungsmittel, nicht gezeigt, da die Darstellung für das Verständnis
der Erfindung nicht erforderlich ist.
Der veranschaulichte Karosserieabschnitt 1 weist ein Dach
2 auf, von dem seitlich eine B-Säule 3 nach unten zu einer
nicht gezeigten Bodengruppe führt. Eine entsprechende B-Säule wäre
auf der weggebrochenen Seite des Fahrzeugs zu denken. Das Dach
2 geht an seiner Hinterkante in ein Heckfenster 4 über. Seitlich
endet das Heckfenster 4 an einer C-Säule, die sich im Abstand zu der
B-Säule 3 befindet. Die C-Säule 5 trägt eine Innenverkleidung
6. Die Breite des Heckfensters 4 ist in der Nähe seiner Oberkante
geringer als auf der Höhe der Gürtellinie der Karosserie.
Zwischen der B-Säule 3 und der C-Säule
5 ist an der B-Säule eine hintere rechte Seitentür
7 in der bekannten Weise anscharniert.
Auf der Höhe der hinteren rechten Seitentür 7 befindet
sich eine Rücksitzbank 8, zu der eine Sitzfläche 9 sowie
eine Rücksitzlehne 11 gehören. Die Rücksitzfläche
9 liegt auf einer Sockelfläche 12, die zu der Bodengruppe
gehört und in der vor der Rücksitzfläche 9 Fußräume
13 ausgebildet sind.
Auf der Innenseite vor dem Heckfenster 4 befindet sich ein
Heckscheibenrollo 14. Von dem Heckscheibenrollo 14 ist dessen
teilweise ausgezogener Rollobahn 15 sowie eine der seitlichen Führungsschienen
16 zu erkennen. Die Führungsschiene 16 beginnt an einer hinter
der Rücksitzlehne 11 vorhandenen Hutablage 17 und verläuft
neben der seitlichen Fensterkante. Eine weitere Führungsschiene befindet sich
spiegelbildlich in dem wegggebrochen Teil der Karosserie. Die Führungsschienen
besteht aus Kunststoff und sind in der die C-Säule 5 verkleidenden
Innenverkleidung integriert.
Außerdem enthält die Hutablage 17 einen durchgehenden
Auszugsschlitz 18, aus dem die Rollobahn 15 beim Ausfahren herausläuft.
Der prinzipielle Aufbau des Heckscheibenrollos 14 ergibt
sich aus 2.
Der prinzipielle Aufbau des Heckscheibenrollos 14 ergibt
sich aus 2.
Zu dem Heckfensterrollo 14 gehören neben der Rollobahn
15 eine unterhalb des Auszugsschlitzes 18 beziehungsweise unterhalb
der Hutablage 17 ortsfest drehbar gelagerte Wickelwelle 19 sowie
ein Auszugsprofil 21. Die Rollobahn 15 ist in Annäherung
der Fenstergeometrie trapezförmig zugeschnitten und somit am oberen Ende schmäler
als dem unteren Ende neben der Wickelwelle 19.
An der Wickelwelle 19 ist mit einer Kante die Rollobahn
15 befestigt. Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Federmotoranordnung
22, die außerhalb der Wickelwelle 19 angeordnet ist, wird
die Wickelwelle 19 im Sinne eines Aufwickelns der Rollobahn 15
auf die Wickelwelle 19 vorgespannt. Der Aufbau der Federmotoranordnung
22 wird weiter unten in Verbindung mit 3 und
4 näher erläutert.
Das Auszugsprofil 21 ist beidends in den beiden Führungsschienen
16 geführt. Diese sind hinter der Seitenverkleidung 6 der
C-Säule 5 angeordnet, folgen in ihrem Verlauf etwa der Kontur des
Heckfensters 4 und konvergieren entsprechend in Richtung auf ihr oberes
Ende. In 2 sind sie der Einfachheit halber gerade gezeigt.
Die Führungsschienen 16 beginnen unterhalb der Hutablage
17 und enden in der Nähe der Oberkante des Heckfensters
4.
Die beiden Führungsschienen 16 haben den selben Aufbau.
Es genügt damit, die Gestalt anhand einer der beiden Führungsschienen
16 im Einzelnen zu erläutern.
Die Führungsschiene 16 enthält eine Führungsnut
23, deren Querschnitt sich aus einer Nutenkammer 24 und einem
Nutenschlitz 25 zusammensetzt. Der Nutenschlitz 25 zeigt eine
geringere Weite als die Nutenkammer 24, die im Querschnitt kreisförmig
ist.
Der Nutenschlitz 25 öffnet sich in Richtung auf das
Heckfenster 5 und somit bei der schematischen Darstellung in Richtung auf
den Betrachter.
Das Auszugsprofil 21 setzt sich aus einem Mittelstück
26 mit unveränderlicher starrer Länge und zwei teleskopisch verschiebbaren
Endstücken 27 und 28 zusammen. Die beiden Endstücke
27 und 28 sind wiederum zueinander spiegelbildlich, weshalb es
genügt, lediglich eines der beiden im Einzelnen zu erläutern. Die Beschreibung
gilt sinngemäß auch für das andere der beiden Endstücke
27, 28, wobei zur Bezeichnung der dort vorhandenen Strukturen
die selben Bezugszeichen verwendet werden.
Zu dem Endstück 27 gehört eine als Flachkant ausgebildete
Stange 29, die in einem nicht weiter dargestellen Aufnahmekanal innerhalb
des Mittelstücks 26 längs verschieblich unverdrehbar geführt
ist und aus einem benachbarten Stirnende 30 des Mittelstücks
26 hervorsteht. Um das Eintauche der Stange 29 in das Mittelstück
zu versinnbildlichen ist die Stange 29 auf der rechten Seite innerhalb
des Mittelstücks 26 gestrichelt gezeichnet.
Die Stange 29 ist an ihrem freien aus dem Mittelstück
26 herausstehenden Ende bezogen auf die Zeichenebene nach unten in Richtung
auf den Schlitz 25 abgewinkelt und führt durch den Schlitz
25 in die Führungsnut 23 hinein. Innerhalb der Führungsnut
23 ist an der Stange 29 ein Gleitstück 31 befestigt.
Das Gleitstück 31 weist eine Gestalt auf, die mit dem Querschnitt
der Nutenkammer 24 zusammenpasst. Die Dicke der Stange 29 ist
so bemessen, dass sie klemmfrei durch den Führungsschlitz 25 laufen
kann.
Die Rollobahn 15 ist, wie bereits erwähnt, trapezförmig
zugeschnitten und wird von zwei Seitenkanten 32 und 33 begrenzt,
die bei ausgezogener Rollobahn etwa parallel zu den beiden Führungsschienen
16 laufen. Das untere Ende der Rollobahn 15 ist in bekannter Weise
an der Wickelwelle 19, beispielsweise über eine Verklebung befestigt,
während die obere Kante an dem Mittelstück 26 verankert ist.
Die Verbindung zwischen dem Mittelstück 26 und der Rollobahn
15 ist bekannt und, da sie nicht Gegenstand der Erfindung ist, braucht
sie auch im Einzelnen nicht erläutert zu werden.
Um die Rollobahn 15 vor dem Heckfenster 4 aufspannen
zu können, läuft in jeder der beiden Nutenkammern 24 jeweils
ein ausknicksicher geführtes biegeelastisches lineares Schubglied
34. Das Schubglied 34 setzt sich aus einer im Querschnitt kreisförmigen
Seele 35 und einer auf der Seele 35 an deren Außenseite verlaufenden
Wendel 36 zusammen. Die Wendel 36 ist mit der Seele
35 starr verbunden und bildet auf der Außenseite der Seele
35 gleichsam eine rundum laufende Verzahnung. Insoweit kann das lineare
Schubglied 34 als beigeelastische rundumverzahnte Zahnstange aufgefasst
werden. Das Schubglied 34 stößt mit seinem freien Ende gegen
das benachbarte Stirnende des Gleitstücks 31.
Die beiden Schubglieder 34 werden über einen gemeinsamen
Getriebemotor 37 bewegt, weshalb von dem unteren Ende jeder Führungsschiene
16 ein Führungsrohr 38, 39 zu dem Getriebemotor
37 führt. Dieser umfasst ein Getriebegehäuse 41, durch
das zwei Bohrungen 42 parallel zueinander hindurch führen. Wegen der
aufgebrochenen Darstellung ist lediglich eine der beiden Bohrungen 42 in
der Figur erkennbar. Diese Bohrungen 42 laufen tangential an einem Zahnrad
43 vorbei, das drehfest auf einer Getriebeausgangswelle des Getriebemotors
37 sitzt. Das Zahnrad 43 ist mit einer Verzahnung versehen, die
zu der Teilung der Wendel 36 auf der Seele 35 passt. Es entsteht
eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zahnrad 43 und jedem der
beiden Schubglieder 34.
Da die beiden Schubglieder 34 an diametral gegenüberliegenden
Seiten mit dem Zahnrad 43 kämmen, werden sie bei der Rotation des
Zahnrades 43 jeweils um gleiche Beträge in entgegengesetzter Richtung
bewegt.
Der aus der Sicht des betreffenden Führungsrohres 38,
39 über das Zahnrad 43 überstehende Teil des betreffenden
Schubgliedes 34 wird in einem nicht weiter gezeigten Speicherrohr aufgenommen.
Die insoweit beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
Bei vollständig eingefahrenem Rollo 14 liegt das Auszugsprofil
21 auf dem Auszugsschlitz 18 in der Hutablage 17 auf
und verdeckt diesen, zumindest über die Länge des Mittelstücks
26. In der eingefahrenen Stellung ist das Auszugsprofil 21 maximal
an die Wickelwelle 19 angenähert und befindet sich somit auch in einem
Bereich, in dem die beiden Führungsschienen 16 voneinander den maximalen
Abstand aufweisen. Da die Länge des Mittelstücks 26 konstant
ist, sind zur Kompensation des Abstands der beiden Führungsschienen
16 die Endstücke 28, 29 maximal aus dem Mittelstück
26 herausgezogen. Sie stecken jedoch mit ihren Enden nach wie vor in dem
Mittelstück 26 verschiebbar.
Um diese Position zu ermöglichen, sind durch entsprechendendes
Ingangsetzen des Getriebemotors 37 die beiden Schubglieder 34
weit genug aus den Führungsschienen 19 zurück gezogen, damit
das Auszugsprofil 21 auf der Hutablage 17 aufliegen kann.
Wenn ausgehend von dieser eingefahrenen Stellung die Rollobahn
15 vor dem Heckfenster 4 ausgebreitet werden soll, wird der Getriebemotor
37 in Gang gesetzt. Der Getriebemotor 37 schiebt in entgegengesetzte
Richtung, jedoch um gleiche Beträge, die beiden Schubglieder 34 in.
die Führungsschienen 16 vor. Gegen die Wirkung der Federmotoranordnung
22, der ständig bestrebt ist die Rollobahn 15 auf der Wickelwelle
19 aufzuwickeln, wird das Auszugsprofil 21 in Richtung auf die
Oberkante des Heckfensters 4 und damit in Richtung auf das obere Ende der
beiden Führungsschienen 16 bewegt. Die Kraft, die der Getriebemotor
37 erzeugen kann, ist größer als die Rückzugskraft, die
die Federmotoranordnung 22 ausübt.
Zum Einfahren des Rollos wird der Getriebemotor 37 mit der
entgegengesetzten Drehrichtung in Gang gesetzt. Er zieht die Schubglieder
34 in die nicht veranschaulichten Speicherrohre zurück, so dass die
Federmotoranordnung 22 die Wickelwelle 19 im Sinne eines Aufwickelns
der Rollobahn 15 in Gang setzen kann. Um die Reibung zu überwinden,
können die Schubglieder 34 zusätzlich mit ihren dem Gleitschubkörper
31 benachbarten Enden mit diesem formschlüssig verbunden sein, um
so das Auszugsprofil 21 zwangsweise in Richtung auf die Wickelwelle
19 zu bewegen. Die Federmotoranordnung 22 kann dann schwächer
ausgelegt werden insofern, dass sie lediglich die Kraft aufbringen muss die erforderlich
ist, um die Wickelwelle 9 entsprechend in Gang zu setzen bzw. die Rollobahn
15 in der gewünschten Weise straff zu halten.
Der Aufbau der Federmotoranordnung 22 wird nachstehend anhand
von 3 erläutert. Zu der Federmotoranordnung
22 gehört ein topfförmiges Gehäuse 45, eine Spiralfeder
46, eine Dämpfungsscheibe 47 sowie ein Deckel 48.
Das topfförmige Gehäuse 45 ist ein Kunststoffspritzteil
und setzt sich aus einer Grundplatte 48 zusammen, an der ein Befestigungswinkel
49 angebracht ist, der mit Befestigungsöffnungen 50 versehen
ist. Mit Hilfe des Befestigungsflansches 49 ist das Gehäuse
45 karosseriefest zu verankern. Aus der Grundplatte 48, die im
Übrigen plan ist und sich im weitersten Sinne rechtwinklig zu der Längsachse
der Wickelwelle 19 erstreckt, erhebt sich ein zylindrischer Kragen
51, der an einem Rand 52 endet. Der Rand definiert eine Ebene
die zu der Grundplatte 48 parallel ist. Innerhalb des Kragens
51 bildet die Grundplatte 48 einen ebenen Boden 53 des
Gehäuses 45.
Der zylindrische Kragen 51 und der Boden 53 begrenzen
einen kurzen, zylindrischen Innenraum 54, d.h. einen zylindrischen Innenraum
54 mit geringer axialer Tiefe.
Konzentrisch zu dem Kragen 51 ist in der Grundplatte
48 eine Durchgangsöffnung 55 enthalten, durch die eine Kuppelachse
56 hindurch führt. Auf der dem Kragen 51 gegenüberliegenden
Rückseite der Grundplatte 48 ist ein kurzer, rohrförmiger Fortsatz
57 vorgesehen, der seitlich eine tangentiale Öffnung für eine
Federklammer 58 aufweist. Die Federklammer 58 ist, wie gezeigt,
U-förmig aus Draht gebogen und dient in weiter unten beschriebener Weise um
zu verhindern, dass die Kuppelachse 56 in der Bohrung 55 klappert.
Die Spiralfeder 46 besteht aus Federbandstahl und ist, wie
gezeigt, zu einer mehrgängigen Spirale aufgewickelt, wobei die Flachseiten
des Bandstahls einander gegenüberliegen. Die Spiralfeder 46 weist
ein innenliegendes Ende 59 sowie ein außen liegendes Ende
60 auf. Das innenliegende Ende 59 ist zu einer kurzen Lasche umgeformt,
die rechtwinklig zu der letzten Federwindung umgebogen ist und damit etwa parallel
zu dem Radius, der als Kreisscheibe gedachten Spiralfeder 46 liegt.
Das außen liegende Federende 60 ist, wie gezeigt, zu
einer Schlaufe nach innen umgeschlagen. Mit Hilfe der Schlaufe 60 wird
das außen liegende Ende auf einem Zapfen 61 verankert, der in der
Nähe der Innenseite des Kragens 51 aus der Grundplatte 48
vorsteht.
Die Kuppelwelle 56 dient dazu, das innen liegende Federende
59 mit der Wickelwelle 19 zu kuppeln. Hierzu weist die im Wesentlichen
zylindrische Kuppelwelle 56 an ihrem nach links zeigenden Ende einen Schlitz
62 auf, in den das Federende 59 einzulegen ist. Im Abstand zu
dem Schlitz 62 enthält die Kuppelwelle 56 eine umlaufende
Ringnut 63, die im montierten Zustand mit der tangentialen Öffnung
in dem Fortsatz 57 fluchtet und in der ein Schenkel der U-förmigen
Feder 58 liegt. Mit Hilfe der Feder 58 wird die Kuppelwelle gegen
eine Seite der Durchgangsbohrung 55 angedrückt, um eine Klapperfreiheit
herzustellen. Im Anschluss an die Nut oder Rille 63 verjüngt sich
der Durchmesser der Kuppelwelle 56 in einem Wellenabschnitt 64,
der drehfest in einer Verbindungsmuffe 65 steckt. Die Verbindungsmuffe
65 sitzt im montierten Zustand drehfest in der rohrförmigen Wickelwelle
19.
Um in axialer Richtung Klapperfreiheit herzustellen ist außerdem
eine Filzscheibe 66 vorgesehen, die zwischen der Verbindungsmuffe
65 und dem rohrförmigen Ansatz 57 liegt.
Das Federgehäuse 45 wird durch einen scheibenförmigen
Deckel 48 verschlossen, der an seinem peripheren Rand mehrere, parallel
zu der Achse der Spiralfeder 46 verlaufende Laschen 67 trägt,
die mit Öffnungen 68 versehen sind. Die Laschen 67 übergreifen
den Kragen 51 an der Außenseite und sind so gestaltet, dass sie mit
Nasen 69 auf der Außenseite des Kragens verrastbar sind. Die Nasen
69 ragen im montierten Zustand durch die Öffnungen 68 hindurch.
Außerdem enthält der Deckel 48 eine Lagerbohrung
71 für das benachbarte Ende der Kuppelwelle 56. Die Bohrung
71 nimmt jenen Stummel der Kuppelwelle 67 auf, der über das
Federende 68 in axialer Richtung in Richtung auf den Deckel 48
vorsteht.
Der Deckel 48 ist auf der der Spiralfeder 46 zugekehrten
Seite plan und bildet eine Anlagefläche für die Dämpfungsscheibe
47.
Die Dämpfungsscheibe 47 liegt im montierten Zustand
zwischen dem Deckel 48 und der benachbarten Flankenseite der Spiralfeder
46. Die Dämpfungsscheibe 47 ist eine kreisförmige Scheibe
mit einer zentralen Bohrung 72 für den Durchtritt der Kuppelwelle
56 und einem Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses
45. Sie besteht aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise PET und weist
eine Dicke von ca. 0,2 mm auf. Die Dämpfungsscheibe 47 ist in ihrer
Querschnittsgestalt in 4 gezeigt. Wie der Querschnitt
erkennen lässt, weist die Dämpfungsscheibe 47 insgesamt vier
gleichmäßig um die zentrale Öffnung 72 herum verteilte Erhöhungen
73 auf. Die Erhöhungen 73 haben die Gestalt von Kugelkalotten.
Ihre Höhe gegenüber der benachbarten planen Oberseite 74 beträgt
ca. 0,8 mm. Der Durchmesser jeder Kugelkalotte 43 ist am Fuß, also
an jener Stele, an der sie den größten Durchmesser haben und in die Ebene
der Scheibe 47 übergehen, kleiner als der halbe Durchmesser. Wie zu
erkennen ist, beginnen die Kugelkalotten 73 im Abstand zu dem äußeren
kreisförmigen Rand der Dämpfungsscheibe 47 und enden ebenfalls
im Abstand zu der Bohrung 42.
Die Dämpfungsscheibe 47 ist so eingelegt, dass die Erhöhungen
73 zu dem Deckel 48 vorstehen. Ohne Vorspannung wird die Dämpfungsscheibe
47 demzufolge an vier Punkten, nämlich den Scheitelpunkten der Erhöhungen
73 an dem Deckel 48, anliegen.
Der freie Abstand zwischen der dem Boden 53 des topfförmigen
Innenraums 54 und der benachbarten Innenseite des aufgesetzten Deckels
48 ist geringfügig größer als die Dicke der Spiralfeder
46, gemessen in der axialen Richtung. Dadurch wird erreicht, dass die Dämpfungsscheibe
47 in den durch den Deckel 48 geschlossenen Federgehäuse
45 Platz findet, wobei gleichzeitig die Dämpfungsscheibe
47 im Bereich der Erhöhungen 73 geringfügig elastisch
verformt ist.
Die Verformung der Dämpfungsscheibe 47 ist im montierten
Zustand elastisch, d.h. auch reversibel. Hierdurch wird eine konstante Kraft erzeugt,
mit der die Dämpfungsscheibe 47 gegen die benachbarte Flanke der Spiralfeder
46 angedrückt wird, bzw. die Spiralfeder 46 gegen den Boden
des Federgehäuses 45.
Um das Verständnis für die Erläuterung des Entstehens
der Surrgeräusche beim Lauf des Federmotors 22 besser verstehen zu
können wird auf 6 Bezug genommen. 6
zeigt den Federmotor 22 in einer Draufsicht auf das geöffnete Federgehäuse
45, aus der Sicht des Deckels 48 auf die benachbarte Seitenflanke
der Spiralfeder 46. Zu erkennen ist der Rand 52 des topfförmigen
Gehäuses 45 das nach außen durch den Kragen 51 begrenzt
ist. Zwischen den Federwindungen ist ferner der Boden 53 zu sehen sowie
das Stirnende der Kuppelwelle 56 mit dem darin enthaltenen Schlitz
62.
Im teilweise aufgezogenem, bzw. abgelaufenen Zustand des Federmotors
22 entsteht ein radial außen liegendes Paket 75 von dicht
aufeinander liegenden Federlagen sowie ein radial innen liegendes Paket
76 von ebenfalls dicht aufeinander liegenden Federlagen. Beide Pakete haben
eine ringförmige Gestalt. Beim Aufziehen des Federmotors 22 würde
das Paket 76 radial in der Dicke zunehmen, während das Paket
75 abnimmt und entsprechend Federlagen an das Paket 76 übergibt.
Die beiden Pakete 75 und 76 sind durch einen Raum voneinander
getrennt, in dem, wie gezeigt, die Federwindungen einen verhältnismäßig
großen Abstand voneinander haben, während sie in den Paketen
75 und 76 mit ihren Flachseiten dicht aufeinander liegen.
Dieser Bereich mit locker liegenden Federwindungen wandert beim Aufziehen
oder Ablaufen des Federmotors 22 in radialer Richtung durch den Innenraum
54 des topfförmigen Gehäuses 45.
Das Ablaufen der Federwindungen, beispielsweise von der Innenseite
des Paketes 75 beim Aufziehen des Federmotors 22, geschieht nicht
immer vollkommen gleichmäßig, sondern die Federwindungen lösen sich
aufgrund von Hafteffekten ruckartig, was dazu führt, dass in dem lose liegenden
Bereich der Federwindungen zwischen den beiden Paketen 75 und
76 Radialschwingungen entstehen. Die Radialschwingungen können dazu
führen, dass in dem lockeren Bereich zwischen den beiden Paketen
75 und 76 die Federwindungen aufeinander schlagen und zu einem
surrenden oder klapperenden Geräusch führen. Aus Übersichtlichkeitsgründen
ist der Bereich zwischen den beiden Paketen 75 und 76 sehr offen
gezeigt. Tatsächlich liegen hier die Federwindungen aus platzgründen auch
relativ dicht beieinander, ohne sich jedoch zu berühren. Der Abstand ist so
klein, dass die Schwingungen das Auftreffen der Federlagen bewirken können.
Da die Dämpfungsscheibe 47 mit ihrer Flachseite gegen
die Flanke der Spiralfeder 46 anliegt, werden die Radialschwingungen gedämpft.
Die Flanke bildet in 6 die dem Betrachter zugekehrte
Seite der Spiralfeder 46.
Die Erhöhungen 73, die auf der Dämpfungsscheibe
47 vorgesehen sind und mit denen sich die Dämpfungsscheibe
47 an der Innenseite des Deckels 48 abstützt, erzeugen die
erforderliche Vorspannkraft, so dass ein Reibeingriff zwischen der Dämpfungsscheibe
47 und den Flanken der Federwindungen zustande kommt. Dieser Reibeingriff
bewirkt eine Reibungsdämpfung der Schwingungen. Durch die Vorspannkraft der
Dämpfungsscheibe 47 werden die vom Betrachter weg zeigenden Flanken
(6) gleichzeitig gegen den Boden 53 angedrückt,
was ebenfalls zu einer gewissen Dämpfung beitragen kann.
Die gezeigte Dämpfungsscheibe mit den vier kugelkalottenförmigen
Erhöhungen stellt lediglich eine denkbare Ausführungsform dar. Eine weitere
Variante besteht beispielsweise in der Verwendung einer Dämpfungsscheibe, die
eine um die Bohrung 72 konzentrisch umlaufende Rinne oder Sicke enthält,
und die ebenfalls gerade in dem hauptsächlich mittleren Bereich gegen die Flanke
der Spiralfeder 46 angedrückt gehalten wird. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, die Dämpfungsscheibe 47 gleichzeitig auch als Deckel
auszugestalten, um sowohl die Schließfunktion für das Gehäuse
45 zu erzeugen als auch die gewünschte Dämpfungswirkung der Radialschwingungen.
Gemäß 6 braucht das topfförmige
Gehäuse 45 nicht koaxial zu der Wickelwelle 19 angeordnet
zu werden. Es ist auch denkbar, das topfförmige Gehäuse 45 achsparallel
neben der Wickelwelle 19 vorzusehen. Der Achszapfen 56 dient dabei
der drehfesten und ortsfesten Lagerung für das Gehäuse
45, das auf der Außenseite mit nicht weiter gezeigten Rippen versehen
ist. Die Rippen dienen als formschlüssige Zähne für einen endlosen
Zahnriemen 80, der in eine entsprechende, nicht gezeigte Verzahnung an
der Außenseite der Wickelwelle 19 eingreift.
Im Übrigen ist die Ausgestaltung des Federmotors 22
in der gleichen Weise ausgeführt, wie zuvor beschrieben.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Federmotors
22 ist nicht auf das gezeigte Heckscheibenrollo beschränkt.
7 zeigt einen Blick auf einen aufgebrochen dargestellten
Kofferraum 81. Zu erkennen ist die Rückseite der Rücksitzlehne
11 mit darauf stehenden Kopfstützen 82. Außerdem ist
die Ladebucht 83 zu sehen, die nach rechts hinten von einer Karosseriesäule
84 begrenzt ist. Neben der Karosseriesäule 84 nach vorne
erstreckt sich ein Seitenfenster 85.
An der Rückseite der Rücksitzlehne 11 ist ein längliches
kassettenförmiges Gehäuse 86 angebracht, in dem eine Wickelwelle
drehbar gelagert ist, auf der eine Abdeckrollobahn 87 aufwickelbar ist.
Die Abdeckplane 87 ist dazu eingerichtet, die Ladebucht 83 nach
oben gegen Einblicke zu verschließen. Ferner enthält das längliche
kassettenförmige Gehäuse 86 ein Trenngitter 88, das
ebenfalls auf eine Wickelwelle aufgewickelt ist, die mit einem Federmotor
22 angetrieben ist, wie zuvor ausführlich erläutert ist.
Ein Federmotor weist ein topfförmiges Gehäuse auf, in dem
eine Spiralfeder untergebracht ist. Die Spiralfeder ist die am außen liegenden
Ende mit dem topfförmigen Gehäuse verbunden, während das innen liegende
Ende an einer Welle oder Achse angekuppelt ist. Um Radialschwingungen der einzelnen
Federlagen zu verhindern, wenn der Federmotor aufgezogen wird oder abläuft,
ist eine Dämpfungsscheibe in dem topfförmigen Gehäuse untergebracht,
die an einer Seitenflanke der Spiralfeder angedrückt gehalten wird.
Dieser Federmotor lässt sich insbesondere mit der Wickelwelle
von Rolloanordnungen von Kraftfahrzeugen kombinieren. Solche Rolloanordnungen können
feste Rollos, Laderaumabdeckungen oder Trenngitter sein.