Fahrzeugdach und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum wahlweisen Verschließen oder Freigeben einer Öffnung in einem Fahrzeugdach oder zum Beschaten eines lichtdurchlässigen Bereichs in einem Fahrzeugdach gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Anordnung gemäß Anspruch 15.

Bei einer gattungsgemäßen Anordnung weist diese einen verlagerbaren Abschnit auf, der beispielsweise eine Rollobahn sein kann zum Beschatten eines lichtdurchlässigen Bereichs in einem Fahrzeugdach, wie ein Schiebedach mit transparentem Deckel oder eine Fahrzeugfestverglasung. Der verlagerbare Abschnit kann aber auch selbst ein verlagerbarer Deckel sein zum Verschließen oder Freigeben einer Öffnung in einem Fahrzeugdach.

Ein solcher verlagerbarer Abschnitt wird über ein Antriebskabel und eine Antriebseinrichtung bewegt. Hierzu weist die Antriebseinrichtung ein Antriebsrad auf, welches das Antriebskabel kraftschlüssig greift. Eine Rotation des Antriebsrads bewegt somit das Antriebskabel und dieses ist mit dem verlagerbaren Abschnit gekoppelt, sodass eine Bewegung des Antriebskabels den verlagerbaren Abschnitt verlagert.

Eine gatungsgemäße Anordnung ist aus der DE 10 2015 119 405 A1 bekannt. In dieser Druckschrift ist ferner offenbart, dass eine Federklammer vorgesehen ist, mit welcher das Antriebskabel in radialer Richtung gegen das Antriebsrad gedrückt wird.

Nachteilig an bekannten Anordnungen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist die Tatsache, dass im Bereich der Kraftübertragung vom Antriebsrad auf das Antriebskabel hohe Drucklasten auftreten, und zwar insbesondere bei Ausführungsformen mit Antriebsrädern, die eine Schrägverzahnung aufweisen und somit als Antriebsritzel ausgebildet sind. Das führt zwar zu einem guten Kraftschluss zwischen einem solchen Antriebsritzel und Antriebskabel, allerdings auch zu entsprechenden Drucklasten in Achsrichtung des Ritzels, also in einer axialen Richtung parallel zur Rotationsachse des Antriebsrads.

Bei bekannten gattungsgemäßen Anordnungen führt die Bewegung des Antriebskabels zusammen mit Kräften, die auf das Antriebskabel in axialer Richtung vom Antriebsrad weg wirken, zu einem Verschleiß der Anordnung.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, welche dieses Problem überwindet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung gemäß Anspruch 15.

Erfindungsgemäß weist die Anordnung ein Verschleißschutzelement auf, welches das Antriebskabel zum Eingriff des Antriebskabels mit dem Antriebsrad in einer axialen Richtung parallel zu einer Rotationsrichtung des Antriebsrads abstützt.

Kräfte, die in radialer Richtung auftreten, können vergleichsweise einfach durch Strukturen aufgenommen werden, die auch den Antrieb aufnehmen, also beispielsweise das Antriebsrad lagern und einen Elektromotor des Antriebs. Die seitliche Führung der Antriebskabel und deren Abstützung in der Achsrichtung des Antriebsrads zum Antriebsrad hin können so durch die Montageumgebung des Antriebs erfolgen, wie beispielsweise ein Querbauteil oder ein Querträger eines Dachmoduls, welches die erfindungsgemäße Anordnung aufweist.

Bei einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung findet aber auch eine Abstützung in radialer Richtung statt. Dies bietet den Vorteil, dass sich das Antriebskabel nicht in axialer Richtung vom Eingriff mit dem Antriebsrad in eine Richtung von diesem weg lösen kann, da es in dieser axialen Richtung abgestützt wird und so auch bei hoher Belastung in Eingriff mit dem Antriebsrad verbleibt.

Durch das Vorsehen eines Verschleißschutzelements ist ferner gewährleistet, dass die Kräfte, die zur Abstützung des Antriebskabels notwendig sind, nicht zu einem übermäßigen oder vorzeitigen Verschleiß der Anordnung führen und dessen

Lebensdauer reduzieren.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorzugsweise steht das Verschleißschutzelement in direktem Kontakt mit dem Antriebskabel. Dies bietet den Vorteil, dass das Verschleißschutzelement seine verschleißschützende Wirkung entfalten kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißschutzelement als Metallelement ausgebildet, welches eine Kontaktfläche aufweist, die mit dem Antriebskabel in direktem Kontakt steht. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Ausgestaltung, bei welcher das Verschleißschutzelement aus einem Metallblech geformt ist, was eine kostengünstige Herstellung erlaubt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Verschleißschutzelement plattenförmig ausgebildet und weist eine kreisförmige Öffnung auf, die koaxial mit der Rotationsachse des Antriebsrads ausgerichtet ist und vorzugsweise das Antriebsrad aufnimmt oder umgibt, wobei das Antriebsrad innerhalb der kreisförmigen Öffnung drehbar angeordnet ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißschutzelement in ein Kunststoffteil der Anordnung teilweise eingespritzt oder eingeschäumt. Dies bietet den Vorteil, dass eine relativ komplexe Struktur für das Kunststoffteil kostengünstig produziert werden kann und die bei einem Kunststoffteil reduzierte Verschleißfestigkeit durch das Verschleißschutzelement gewährleistet wird. So kann das Verschleißschutzelement beispielsweise einfach als Metalleinleger in dem Kunststoffteil angeordnet und von diesem so teilweise umspritzt oder umschäumt sein, dass die Kontaktfläche, die mit dem Antriebskabel in direktem Kontakt steht, vom Kunststoff frei bleibt, sodass das Abstützen des Antriebskabels über diesem Metalleinleger stattfindet und nicht über eine verschleißgefährdete Kunststoffoberfläche. Als Material für das Kunststoffteil kann beispielsweise ein Polyurethan (PUR) verwendet werden. Ein Einspritzen oder Einschäumen des Verschleißschutzelements in das Kunststoffteil bietet weiterhin den besonderen Vorteil, dass kein weiterer Montagevorgang zur Anbringung des Verschleißschutzelements notwendig ist, und auch kein entsprechend großer Untergriff zur Befestigung eines Clips oder einer Federklammer.

Hierbei kann das Verschleißschutzelement insbesondere in einem Rand- oder in einem Eckbereich eine Aufbiegung oder Abstellung aufweisen, die formschlüssig in benachbarte Bereiche des Kunststoffteils eingreift. Dies bietet den Vorteil einer besonders guten Verankerung des Verschleißschutzelements im Kunststoffteil.

Vorzugsweise ist eine solche entsprechende Aufbiegung oder Abstellung so ausgeführt, dass sie eine Hinterschneidung in benachbarten Bereichen des Kunststoffteils ausbildet. Eine solche Hinterschneidung verbessert die formschlüssige Verbindung von Verschleißschutzelement und Kunststoffteil zusätzlich.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei welcher im Bereich des Antriebsrads ein Kabelkanal im Kunststoffteil zur drucksteifen Führung des Antriebskabels vorgesehen ist. Der Kabelkanal ist dabei so ausgerichtet, dass er den Eingriff des Antriebskabels mit dem Antriebsrad in radialer und axialer Richtung (bezogen auf das Antriebsrad) gewährleistet. Dies ist so zu verstehen, dass der Kabelkanal das Antriebskabel in diesem Bereich so führt, dass es sich nicht von dem Eingriff mit dem Antriebsrad lösen kann. Der Kabelkanal ist dabei im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des Antriebsrads ausgerichtet. Darunter ist zu verstehen, dass beispielsweise bei einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung der Rotationsachse des Antriebsrads der Kabelkanal horizontal ausgerichtet sein soll. Dabei kann beispielsweise das Antriebskabel im Bereich des Antriebsrads quer zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und horizontal ausgerichtet sein.

Der Kabelkanal ist vorzugsweise in Richtung der Rotationsachse des Antriebsrads auf seiner dem Antrieb abgewandten Seite von dem Verschleißschutzelement begrenzt. Dies ist so zu verstehen, dass bei einem Einbau des Antriebsrads mit senkrechter Rotationsachse und einer Anordnung des Kabelkanals unter dem Antrieb mit dem Antriebsrad, der Kabelkanal nach unten von dem Verschleißschutzelement begrenzt wird. Dies bietet den Vorteil, dass das Verschleißschutzelement das im Kabelkanal geführte Antriebskabel nach oben zum Antrieb und Antriebsrad hin abstützt und zusätzlich die Anordnung in diesem Bereich gegen einen übermäßigen Verschleiß schützt.

Der Kabelkanal kann in weitereren Richtungen von dem Kunststoffteil begrenzt, vorzugsweise in diesen eingeformt sein. Der Kabelkanal kann beispielsweise U- förmig ausgebildet sein und ein Boden des Kabelkanals dabei durch das Verschleißschutzelement und die Seitenteile des Kabelkanals durch das Kunststoffteil ausgebildet werden. Der Kabelkanal wird so nach unten auf der vom Antrieb abgewandten Seite durch das Verschleißschutzelement abgeschlossen.

Das Antriebsrad kann als Ritzel mit einer Schrägverzahnung ausgebildet sein, welches in eine das Antriebskabel schraubenförmig umlaufende Wendel formschlüssig eingreift. Dies bietet den Vorteil eines besonders guten Kraftschlusses des Antriebsrads mit dem Antriebskabel, wobei die dadurch auftretenden hohen Drucklasten bedingt durch die Schrägverzahnung des Antriebsritzels in Achsrichtung des Ritzels durch das Verschleißschutzelement aufgenommen werden, welches das Antriebskabel von unten abstützt. Diese kritischen Kräfte können so vorteilhafterweise durch das Abstützelement aufgenommen werden, während axiale Kräfte zum Antrieb nach oben und radiale Kräfte durch das Kunststoffteil aufgenommen werden können, welches zur Aufnahme des Antriebs größere Querschnite aufweisen muss und so auch bezüglich Verformung und Verschleiß unkritischer ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 15 zur Herstellung einer solchen Anordnung mit einem Verschleißschutzelement, welches als ein Metallelement ausgebildet ist, und einem Kunststoffteil, weist ein Formwerkzeug zum Spritzen oder Schäumen des Kunststoffteils erfindungsgemäß eine Magnethalterung auf, mittels welcher zunächst das Verschleißschutzelement innerhalb des Formwerkzeugs angeordnet wird. Dies bietet eine besonders einfache Herstellungsmethode, die dennoch sehr präzise ist, wenn insbesondere beim Entwurf des Kunststoffteils bereits Ausnehmungen berücksichtigt werden, welche entsprechende Magnetstifte zur Fixierung des Verschleißschutzelements im Formwerkzeug aufnehmen können, bzw. durch diese beim Spritzgießen gebildet werden.

Nach dem Anordnen des Verschleißschutzelements an der Magnethalterung wird dieses mit dem Kunststoff so teilweise umspritzt oder umschäumt, dass die Kontaktfläche des Verschleißschutzelements, welches zum direkten Kontakt mit dem Antriebskabel vorgesehen ist, frei von dem Kunststoff verbleibt, sodass die Abriebfestigkeit des Verschleißschutzelements zur Geltung kommen kann.

Dies bietet den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Herstellung der Anordnung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung der Fig. 1 entlang der Linie A-A;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung der Fig. 1 entlang der Linie B-B; und

Fig. 4 das Verschleißschutzelement der Fig. 1-3 in einer perspektivischen

Ansicht.

Fig. 1 zeigt ein Kunststoffteil 10 und ein Verschleißschutzelement 18 einer erfindungsgemäßen Anordnung zum wahlweisen Verschließen oder Freigeben einer Öffnung in einem Fahrzeugdach oder zum Beschatten eines lichtdurchlässigen Bereichs in einem solchen Fahrzeugdach. Kunststoffteil 10 und Verschleißschutzelement 18 bilden ein Querbauteil 30 oder Querträger eines Dachmoduls mit einem verlagerbaren Abschnitt, der beispielsweise eine Rollobahn oder ein verlagerbarer Deckel eines solchen Dachmoduls sein kann. Das Querbauteil 30 kann dabei ein vorderes oder hinteres Rahmenteil des Dachmoduls ausbilden oder zwischen solchen Rahmenteilen in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sein.

Zum Bewegen des verlagerbaren Abschnitts ist (nur in der der Schnittdarstellung der Fig. 2 dargestellt) ein Antrieb 20 mit einem Antriebsrad 22 vorgesehen, welches als Antriebsritzel ausgebildet ist. Antriebsrad 22 und Antrieb 20 sind in der Fig. 1 nicht dargestellt. Das Verschleißschutzelement 18 ist als ein Metalleinleger ausgebildet, welcher mit dem Kunststoffteil 10 so teilweise umspritzt ist, dass Bereiche des Verschleißschutzelements 18 von Kunststoff frei bleiben, wobei diese im Bereich des Antriebsrads 22 angeordnet sind und zwei Antriebskabel 14 von unten zum Antriebsrad 22 hin abstützen. Das Antriebsrad 22 ist dabei in einer Öffnung 16 des Verschleißschutzelements 18 angeordnet und bewegt die beiden Antriebskabel 14 in entgegengesetzte Richtung, sodass nicht näher dargestellte Enden der Antriebskabel 14 die Rollobahn oder den verlagerbaren Deckel bewegen können.

Am Kunststoffteil 10 sind Gewindeeinsätze 24 vorgesehen, die dazu dienen, den Antrieb 20 bzw. einen nicht näher dargestellten Elektromotor des Antriebs 20 am Kunststoffteil 10 zu befestigen.

Im Kunststoffteil 10 sind weiterhin Ausnehmungen 26 vorgesehen, die aus der Fixierung des Verschleißschutzelements 18 mitels Magnetstifte im Formwerkzeug zum Umspritzen des Verschleißschutzelements 18 mit dem Kunststoff des Kunststoffteils 10 resultieren.

Die Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A durch einen der beiden Führungskanäle 12 der Fig. 1. Dementsprechend ist hier ein Antriebskabel 14 zu sehen, welches - wie schematisch angedeutet - in Eingriff mit dem Antriebsrad 22 des Antriebs 20 steht. In diesem Bereich des Antriebsrads 22 wird ein Boden des Kabelkanals 12 durch das Verschleißschutzelement 18 gebildet, welches somit in direktem Kontakt mit dem Antriebskabel 14 axiale Kräfte aufnimmt, welche insbesondere bei einer Ausbildung des Antriebsrads 22 als schräg verzahntes Antriebsritzel in axialer Richtung (bezüglich des Antriebsrads 22) auftreten und ansonsten dazu führen können, dass das Antriebskabel 14 nach unten vom Eingriff mit dem Antriebsrad 22 weg ausweicht. Das Vorsehen eines Verschleißschutzelements 18 aus Metall in diesem Bereich des Antriebsrads 22 verhindert ferner in diesem Bereich ein Verschleiß des Kunststoffteils 10.

In der Fig. 3 ist eine entsprechende Ansicht entlang der Linie B-B der Fig. 1 gelegt, welche hier durch die Ausnehmungen 26 zur Aufnahme der Metallstifte bei der Fertigung des Querteils mit Kunststoffteil 10 und Verschleißschutzelement 18 verläuft. Der Schnitt B-B verläuft ferner durch die Gewindeeinsätze 24 zur Montage des Antriebs 20, wobei die Gewindeeinsätze 24 ebenfalls als Metalleinleger im Kunststoffteil 10 beim Spritzgießen des Kunststoffteils 10 berücksichtigt oder nachträglich in das Kunststoffteil 10 eingebracht werden können.

Fig. 4 zeigt das Verschleißschutzelement 18 der Fig. 1-3 in einer schematischen Ansicht ohne umgebende Bauteile. Das Verschleißschutzelement 14 ist platenförmig ausgebildet und kann daher sehr einfach und kostengünstig aus einem Flachmaterial gefertigt bzw. gestanzt werden. In der Mite ist die Öffnung 16 zur Aufnahme des Antriebsrads 22 angeordnet. Im montierten Zustand dreht sich das Antriebsrad 22 frei innerhalb dieser Öffnung 16.

Wie bereits in den Fig. 2 und 3 dargestellt weist das Verschleißschutzelement 18 Aufbiegungen 28 in Randbereichen auf. Diese Aufbiegungen 28 sind, wie insbesondere in der Fig. 3 zu erkennen ist, in solchen Bereichen des Verschleißschutzelements 18 angeordnet, die in das Kunststoffteil 10 eintauchen. Die Aufbiegungen 28 verlaufen in eine Richtung vom Antrieb 20 und Antriebsrad 22 schräg nach unten in das Kunststoffteil 10 hinein und verbessern so die Verankerung des Verschleißschutzelements 18 im Kunststoffteil 10.

Durch die Abriebfestigkeit des metallischen Verschleißschutzelements 18 und die Biegesteifigkeit eines solchen Verschleißschutzelements 18 aus einem Metall, vorzugsweise Stahl, wird die Stabilität und Verschleißfestigkeit der Anordnung gegenüber bekannten Vorrichtungen verbessert und durch die Ausbildung des Verschleißschutzelements 18 als Metalleinleger im Kunststoffteil 10 werden Herstellungs- und Montagekosten gegenüber Lösungen mit separaten Metallteilen reduziert. Bezugszeichenliste

Kunststoffteil

Kabelkanal

Antriebskabel

Öffnung

Verschleißschutzelement

Antrieb

Antriebsrad

Gewindeeinsatz

Ausnehmung

Aufbiegung

Querbauteil