窗户升降装置.pdf

本发明涉及一种窗户升降装置(1)以及一种包括该窗户升降装置的机动车辆的门。窗户升降装置包括一个驱动装置(5)以及一个导引装置，用于驱动和导引与此窗户升降装置相关联的窗玻璃(2)。驱动装置和导引装置设计为：用于运动的驱动力施加于窗玻璃上，使得不管运动方向(4.1；4.2)如何，窗玻璃始终压靠所述导引装置的一个特定导引边(6c)。由此，可以在制造窗户升降装置时设计更大的配合公差，且不需要在门的内部空间中高成本地安装另外的导轨。此外，也减少了摩擦且降低了重量。

1.  一种窗户升降装置(1)，具体用于机动车辆的侧窗玻璃(2)，其包括用于驱动和导引窗玻璃(2)的驱动装置(5)和导引装置，所述窗玻璃(2)与所述窗户升降装置相关联，其特征在于：所述驱动装置和导引装置以如下方式设计，即用于运动的驱动力施加于所述窗玻璃上，使得不管运动方向(4.1；4.2)如何，所述窗玻璃始终压靠所述导引装置的一个特定导引边(6c)。

2.  如权利要求1所述的窗户升降装置，其特征在于：在所述窗玻璃(2)上设置驱动装置(5)的第一力接合点(7.1)和第二力接合点(7.2)，其中，当所述驱动装置沿第一方向(4.1)驱动时，所述第一力接合点(7.1)承受更多的载荷，而当所述驱动装置沿与第一方向相反的第二方向(4.2)驱动时，所述第二力接合点(7.2)承受更多的载荷。

3.  如上述权利要求中任一项所述的窗户升降装置，其特征在于：所述窗玻璃(2)由一个与所述驱动装置相关联的线性元件(8)驱动。

4.  如权利要求3所述的窗户升降装置，其特征在于：所述线性元件(8)为链条、牵引线缆、带、有齿带、齿条或类似装置。

5.  如上述权利要求中任一项所述的窗户升降装置，其特征在于：所述窗玻璃(2)导引于机动车辆的前侧门或后侧门(9)或是后门中。

6.  如权利要求5所述的窗户升降装置，其特征在于：所述车辆的门包括一个塑料和/或金属的、用于承载所述驱动装置部件的内部件。

7.  如上述权利要求中任一项所述的窗户升降装置，其特征在于：在所述窗玻璃(2)的下侧包括至少一个、优选包括一个或两个与该窗玻璃相关联的固定部件(10)，用以移动该窗玻璃。

8.  如权利要求7所述的窗户升降装置，其特征在于：所述固定部件(10)钳紧、夹紧、胶合和/或拧紧到其余的窗玻璃(2)上。

9.  如权利要求7或8所述的窗户升降装置，其特征在于：所述固定部件(10)包括两个用于线性元件(8)的紧固点，所述点彼此隔开设置且在每种情况下都表示用于相反运动方向(4.1；4.2)的力接合点(7.1；7.2)。

10.  如权利要求3至9中任一项所述的窗户升降装置，其特征在于：所述驱动装置(5)包括设计为滚子(11)或类似装置的用以偏转线性元件(8)的偏转件。

11.  如权利要求5至10中任一项所述的窗户升降装置，其特征在于：所述机动车辆的门(9)优选在居于所述窗户开口(11)中央且位于所述窗户开口(11)下方处包括一个导引所述固定部件的导轨。

12.  一种机动车辆的门，其包括如上述权利要求中任一项所述的窗户升降装置。

窗户升降装置
技术领域
本发明涉及一种窗户升降装置以及一种包含有这种窗户升降装置的车门。
背景技术
机动车辆侧窗的窗户升降装置是公知的。依据现有技术的这种公知的窗户升降装置具有驱动及导引装置，用于驱动和导引一个与窗户升降装置相关联的窗玻璃。对于剪式窗户升降器并非如此。该处，窗户升降装置不对玻璃进行任何导引。
由此，驱动装置例如为一个导引侧窗玻璃(与材料(玻璃，塑料等)无关，术语“侧窗玻璃”指一个完全透明、部分透明或者完全不透明的构件)的牵引线缆机构，该牵引线缆机构(人力或电动地)在容纳于柱A、B或C内的导轨中导引侧窗玻璃。通过位于门柱内的“窗玻璃”导引件以及窗户升降器(路径由一个或多个导轨控制)，确保传统牵引线缆窗户升降器对玻璃的导引。驱动装置通常位于门中，例如位于窗户下方，且设计有一个或两个导轨。一个带有驱动链的突件在导轨上行进。然后，窗户通过导轨和玻璃导引件进行引导。然而，驱动器也可以容纳于柱A、B或C内(但这种情况很少)。
这样的依据现有技术的窗户升降装置具有这样的问题：为了获得对窗玻璃的完全确定的导引而设置有一个复杂的装置。这可以通过例如在门的内部(即在由窗玻璃关闭的窗户开口的下方)连接另外的导轨而实现，窗玻璃以非强制和/或强制配合(positive fit)接合于导轨中。然而，这些附加的导引装置很重且还需要很大的结构空间。另外，对玻璃的导引是过于限定的，即为了一方面防止卡滞且另一方面防止沿“X”方向的过大自由度，需要构成公差链地所有构件相匹配，这是高成本的。
然而，如果不设置附加的导引装置，那么在导轨内(例如对于单个导轨系统)会时常发生窗玻璃卡滞，从而在某些情况下机动车辆窗玻璃将根本不能再被移动。其预先导致转矩的显著增加，因而需要面临技术成本提高(例如传动装置)的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于形成一种窗户升降装置，其一方面可靠地防止了窗玻璃在向上绞动和向下绞动时的卡滞，而且还节约了空间并减少了重量。
一种如独立权利要求所述的机动车辆门或窗户升降装置实现了此目的。
事实上，对于现有类型的窗户升降装置，驱动和导引装置设计为：用于运动的驱动力施加在窗玻璃上，使得不管运动方向如何，该窗玻璃总是压靠导引装置的一个特定导引边，该窗户升降装置实现了此目的。
因此本发明的理念与先前的普通窗户升降装置完全不同。迄今为止，总是试图通过窗户升降装置在与运动方向(即在窗玻璃的提升和下降时)无关的情况下来实现完全恒定的导引。通过实现均匀的导引来试图实现这个目的，例如通过上述的导轨或其它方法，例如通过总是在其重心下方接合窗玻璃。因此，对于常规的窗玻璃(具有单轨道牵引线缆系统)来说，在提升或下降时，由于其依据所需要的运动方向而支承于不同的导引边上，窗玻璃通常会发生“摇摆”。
本发明有意地避开了这个观念。以如下方式设计驱动和导引装置：在窗玻璃上施加移动窗玻璃的驱动力，使得不管其运动方向如何(即在窗玻璃提升或下降时)，其始终压靠导引装置的一个特定(即，对于每个运动方向仅为一个且是不变的)导引边。本申请的主旨与现有技术不同，具体在于：不管运动方向如何，驱动力始终压靠导引装置的一个确定的导引边，该导引边在窗户升降装置的设计阶段就已经明确固定了。因此，试图在窗玻璃的运动方向之外(即为“主运动方向”)进一步地转动该窗玻璃，使得窗玻璃始终压靠一个完全确定的导引边。如一种理想的情况，由于例如适当地设定牵引线缆的矢量方向(或许通过偏转元件(例如滚子)的调节等等)，力争使相关的窗玻璃边缘平行于导引边而完全支承。从而，力争使窗玻璃进行平移或转动，以便使相关的窗玻璃尽可能良好地支承在所要求的导引边上。为此，必须提供一个机构，其在提升以及下降窗玻璃时沿一个非常确定的空间方向对正。对于依据本发明的窗户升降装置的设计，必须注意多个限制因素。因此，必须注意系统的摩擦力(尤其是那些直接位于窗玻璃上的摩擦力)，在此具体是在可能导轨内(在图1中以标号6a和6b指示)的摩擦力。同时，应该考虑其余的密封唇等构件(在图1中以标号6b或6d指示的构件)。尤其注意到在突件和位于窗户下方的分开的窗户导轨之间不存在接触，摩擦力减少了。在寒冷季节(温度很低)，该接触通常会导致移动窗玻璃的力加倍(200％)。依据本发明，可以确保由窗户和窗户导轨之间的残余接触所导致的力仅仅增加10％。除这些摩擦力之外，对于本发明来说，惯性力当然也是重要的，此外还应该注意用于滚子的适合设置，以便在窗玻璃上获得所要求的合力矢量方向。
与这样的目的性匹配相反，窗玻璃在提升和下降时常常沿不同的方向转动。然而，由此，使得上述的卡滞可能再次出现，其可导致“摇摆”或者甚至导致窗玻璃的卡滞。
本发明因此提供了一种窗户升降装置，其在提升向降下玻璃时需要的力更小(如在摩擦力减小处所提及的)。由此，例如对于电动驱动器来说，可以提供一个较小的马达(在冬天时负载减少达20％)，这使得电动系统的重量减少170克(Bosch-FPG的Bosch Motor FPC2)。
还可以为窗户升降装置提供更高的制造公差。可能设置于门内部空间的附加导轨不需要位于重心下方，其可以设置在任意位置处，视哪儿有空间而定。这使得公差链内的构件数量从大致11个(取决于门的构造)减少到4个。
基本上，本发明可应用于所有的受导引的窗玻璃类元件中。例如，可以是位于载人车辆或载重汽车的前门和后门内的侧窗。当然其也可以是这些车辆的后窗。此外，其它的竖直或水平设置的可移动板可以设置有本发明升降装置。
在从属权利要求中描述了本发明另外的有利形式。
一个特别有利的进一步的改进设计如此实现本发明的特征：在窗玻璃上为驱动装置设置第一和第二力接合点，其中，当驱动装置沿一个方向驱动时，第一力接合点承受更多的载荷，而当驱动装置沿一个与第一方向相反的第二方向驱动时，第二力接合点承受更多的载荷。由于在运动方向不同时力接合点的承载不相等，使窗玻璃易于转动和/或进行平移，其甚至使窗玻璃可平行承载于确定的导引边上。
同时，力接合点可以在任意的空间平面内彼此隔开。这是因为现代机动车辆的侧窗通常会弯曲一次甚至两次，因此并不是沿一个完全平动的轨道导引。然而，也可以齐平地设置力接合点且通过一个适合的突件设计在窗玻璃内引入力矩。
窗玻璃的重心参与配置上述的力接合点，使得完全可以在窗玻璃上施加一个使窗玻璃可以沿所要求的方向轻微倾斜进而可增大与所要求的导引装置的导引边之间的接触的附加力矩。由此，明显地影响了所要求的窗玻璃导引长度。此处的优点在于，仅需将窗玻璃的一侧导引50％。相反地，在一个具有升降驱动器的所谓的交叉臂窗户升降器中，几乎需要对玻璃进行100％的导引。
另一个更加有利的改进设计中，窗玻璃由一个与驱动装置相关联的线性元件驱动。线性元件可以是链条、牵引线缆或者类似设备。通过这些通常只是传递拉伸载荷(而没有对窗玻璃的附加支撑作用)的线性元件，本发明是十分有效的。当然，本发明也适用于例如齿条等的线性元件。
另一个更加有利的改进设计中，在机动车辆的前侧门或后侧门内导引窗玻璃。并不一定要求是一个门，因此，依据本发明的窗户升降装置也可以用于例如有舱门式后背的汽车或小型汽车的后侧窗玻璃(其并不设置于门内)。事实上，在此可以是所有的装置类型。此外，可以相应地选择导引边。导引窗玻璃的最长的外导轨自身为导引边(因此，通常为设置在柱A和C内的导轨)。
另一个更加有利的改进设计中，机动车辆门包括一个塑料和/或金属的模块化内部件，用于承载驱动装置的部件。由此，可以十分简单地直接在这些模块式的内部件上预制与驱动装置相关联的马达或偏转件(例如滚子)，并且由此再一次地加快最终组装。
一个要使用的构形通常设计为，在窗玻璃的下侧包括一个与窗玻璃相关联的固定部件，用以移动窗玻璃。可以提供一个或两个固定部件。如果提供了两个固定部件，可以为每个窗户玻璃上的力接合点提供一个单独的固定部件。该固定部件可以任意方式与一个非强制和/或强制配合连接，例如钳紧、夹紧、胶合和/或拧紧。为了在固定部件和窗户之间获得一个更高的刚度，采用了Henniges Elastomer-und KunststofftechnikGmbH & Co.KG/GDX公司的PU结合(PU-bonding)方法。此固定部件用于把窗玻璃结合到驱动装置。例如，此固定部件可以另行导引于窗玻璃内。然而，在任何情况下，它都起到力接合点的作用，例如用于驱动装置的线性元件。当然可以提供一个或多个固定部件。然而，固定部件也可以在制造过程中一体地形成于窗玻璃中。在一个实施形式中，固定部件也可以仅设计为一个窗玻璃内的孔，牵引线缆机构可以接合于此孔中。
然而，固定部件或窗玻璃包括两个用于线性元件的紧固点是特别有利的，这些点彼此隔开且在每个例子中都代表窗玻璃相反运动方向的力接合点。优选地，这些点位于窗玻璃重心的下方，在每个例子中都位于相对的两侧，以根据所需要运动方向来获得恰当的倾斜或平行的移位，且所要求的窗玻璃部分靠在导引边上。更确切地说，一个力矩作用在窗玻璃上，且要往上拉的线缆进一步地被对准，使得矢量方向通过一个由窗玻璃的重心和窗玻璃导引件的摩擦力中心所确定的点。
一个更加有利实施形式设计中，优选地，在居中于窗户开口且位于窗户开口的下方，机动车辆的门包括至少一个用于导引固定部件的窗玻璃。然而这完全是可选择的。可以设置一个或多个窗玻璃。该设计的另一个特别有利的实施例中，将一个在此已描述过的窗玻璃的边缘设置为导引装置的导引边，与窗玻璃相关联且优选为不可移动的固定部件以适当的角度压靠于其上。
在其它的从属权利要求中描述了本发明另外的有利形式。
附图说明
现在将通过几个附图对本发明进行说明。所示有：
图1为具有依据本发明的窗户升降装置的车门，
图2为图1所示例子的改进，
图3为还不完整的车门的视图，
图4为依据现有技术的窗户升降装置，
图5为详细示出的例子，其基于如图1所示的实施例形式。
具体实施方式
图1显示了一个依据本发明的窗户升降装置。其设置在机动车辆的后车窗中，在图1中以轮廓线表示后车窗。同时，限制线6a至6d显示了窗户开口的边缘，线6d代表一个窗户弯转位置，线6a表示一个设置在柱C上的用于窗玻璃2的导轨，以及线6c表示一个设置在柱B上用于窗玻璃2的导轨。在图1中，导轨6a或6c以及一个设置在窗户弯转位置6d内的槽形成窗玻璃2的导引装置。
窗玻璃2(其重心由“G”指示且箭头邻接其设置)由操作人员在需要时通过一个驱动装置向上或向下运动(此运动主要发生于X-Y平面内，具体是沿Z的方向)。然而，也具有沿Y方向的一个小的运动分量，因为窗玻璃沿多个空间方向弯曲。
驱动装置包括一个线缆8(即线性元件)，线缆8卷绕在设计成滚子的偏转件11上。依据乘客的要求，通过驱动装置5的电动马达实现对线缆的驱动(当然，也可以对线缆进行手动操纵)。
线性元件8连接到一个或两个固定部件10，固定部件10夹紧在窗玻璃的下侧上且还被拧紧了，因此固定部件刚性地连接到窗玻璃或为窗玻璃的一个一体构件。线性元件在一侧上连接到第一力接合点7.1而在另一侧上在第二力接合点7.2处连接到固定部件10。在本发明的上下文内，(因为刚性连接)将固定部件10视为窗玻璃2的一体部分。
驱动和导引装置的设计为以下方式：用于移动窗玻璃的驱动力施加在窗玻璃2上，从而不管运动方向如何，窗玻璃总是压靠导引装置的一个特定导引边。这意味着主要使窗玻璃2(优选地与其整个在图1中以13a表示的右边缘一起)以如下方式移动：窗玻璃平行地支承在导引边6c上，或者窗玻璃和其部分13(即，朝向柱C的上角，此上角在图1中以一个虚线圆指示)总是向导引边6c的方向倾斜。这与窗玻璃2的主运动方向无关地进行，因此与窗玻璃的向上或向下移动无关。
再一次对此进行详细说明。如上所述，与驱动装置5相关联的线性元件8在一侧连接到第一力接合点7.1而在另一侧连接到第二力接合点7.2。当驱动装置沿第一方向(4.1，其可从位于窗户开口内的移动箭头看出，线性元件8的张紧及其张紧力同样地沿此方向作用，如固定部件10上的双箭头所示)驱动时，力接合点7.1为主要承载点，这是因为线性元件8拉紧于力接合点7.1。从而在此处，第一力接合点所承受的载荷大于第二力接合点7.2所承受的载荷。在此，相对于窗玻璃2的重心(包括有固定部件的重心)选择第一力接合点7.1，使得窗玻璃在一侧由力接合点中的合力以及在X-Y平面内由顺时针方向的合力矩导引加载，从而部分13a(或者在不利的情况下仅为部分13)沿导轨6c导引或者压靠于导轨6c上。随着一个沿方向4.2的向下运动，产生沿相反方向的张紧力，即通过在第二力接合点7.2处沿4.2方向的张紧力，类似地产生一个顺时针方向的力矩，从而同样地，随着此相反方向的运动，部分13a或部分13被压入导轨6c内。应该指出，可以改变在此所描述的理想的力，使得重力很大，其意味着在第二力接合点7.2处不需要很大的张紧力即可向下拉动窗玻璃。在这些力接合点处或者沿着力接合点的链路上可以设置弹簧。在运动方向改变时候，正确地选择弹簧的预紧力可以避免转动方向上的瞬时变化。因此，窗玻璃不会脱离所设置的导引边(例如位于柱B上的导引边)。同时，通过对整个驱动装置的设计(例如，相对于窗玻璃的重心设置马达的滚子11，或者设定导轨6a或6c内的摩擦力以及设置弹簧)，确保了窗玻璃与其部分13a尽可能平行一致地支撑于导轨6c上。
图2显示了本发明的另一个实施例。其与图1所示的实施例基本相同。仅有的不同之处在于还设置有一个导轨14，导轨14设置于门的内部空间中(因此位于窗户开口12的下方)。
图3显示了一个依据本发明的机动车辆的门9，该门9尚处于不完整状态。在门9下部包括一个开口，开口中安装有用于承载多个部件的一个内部件，所述多个部件包括有驱动装置5。然而，不一定必须如此，当然驱动装置其它的部件也可以单独地容纳于机动车辆门的下部，例如一个或者两个用于附加地导引窗玻璃2的导轨。
最后参考图4，其表示了依据现有技术的窗户升降装置。在此可以清楚地看到，固定部件10实际上仅包括一个力接合点(或者说，线性元件8’的上或者下接触点并不相对彼此侧向偏置)，因此，在每种情况下，窗玻璃2’由于驱动装置5’而移动，交替地抵靠导轨13a’或13b’，其并不能通过导轨14’完全地消除。
图5再次显示了如图1所示的本发明的实施形式。结合所有上述的特征并参考图1，上述特征不再在下文中详细地描述。此外，下文中所描述的所有细节也适用于如图2所示的实施例。
补充地说，在图5中，提到了互相连接的拉压弹簧15和16，即其准串联地连接到线性元件8中。在一个优选实施例中，也可以仅具有一个单个的弹簧，例如仅具有弹簧15或仅具有弹簧16。虽然线性元件8设计为大致刚性地拉伸，弹簧15和16具有一个预定的弹簧钢度。在此，弹簧15的弹簧刚度C1或者弹簧16的弹簧刚度C2在沿纵向(即沿线性元件8的方向)加载时，优选地介于1.5至3.5N/mm之间，然而最好介于2至3N/mm之间。
弹簧阻力(弹簧15为F_B1以及弹簧16为F_B2)优选地介于0至70牛顿之间，更优选地介于15至70牛顿之间，最优选地介于20至60牛顿之间。这些值尤其适合于较轻型的机动车辆的侧窗中。根据定义，在此处“弹簧阻力”理解为可以沿线性元件8的方向作为压缩载荷施加以把弹簧线圈压到一起的力，即使这些弹簧线最大承载。在施加这个力之后，弹簧实际上不能进一步地变形，在此，如果施加更高的压力，弹簧类似一个刚性体进行作用。
特别有利地，弹簧阻力的比例F_B1∶F_B2大致为1∶1.5至1∶2.5，优选地为1∶1.8至1∶2.2。
在本文中，应该注意力接合点7.1以及7.2之间的距离(在图5中指示为“a”)。该距离可能在50毫米至400毫米之间，优选地在70毫米至150毫米之间，特别优选地在70毫米至100毫米之间。再次强调，图5的所有数值或者数值比例也可以用于所有的实施形式(也察看本发明的图1和2)，同时所有相应的“互相关联的”数值组合的次级组合之间可以彼此地组合，即，如在此所公开的，在间隔内以“a”指出的、说明力接合点之间距离的任意距离的具体细节可以与任意的弹簧的具体细节或弹簧阻力的具体细节组合。
此外，如图5所示，导轨至左侧和右侧的长度可以不同。类似的，为了说明，以左斜线指示出所谓的“摩擦表面”，摩擦表面的重心位于“R_M”处。依据本发明，如果在图5中，作用在窗玻璃上的合力矢量4.1位于点R_M和力“G”的起始点之间，则是有利的。