Elektrische Fensterheber

Fensterheber sind technische Einrichtungen, die zum Heben und Senken von Fenstern oder ähnlichem dienen.

Im Automobilbau

Einfachste Technik machte den 2CV erfolgreich

Entstehung

Die ersten Fenster im Automobilbau waren feststehend oder steckbar, eingesetzt zuerst im Frontbereich, später auch im Seitenbereich. Eine Weiterentwicklung waren über Scharniere umlegbare Frontscheiben. Die letzte Entwicklungsstufe vor dem Einsatz von heute gebräuchlichen Fensterhebern waren Klappfenster (im Seitenbereich). Ein anschauliches Beispiel für die Verwendung von Klappfenstern ist das bis in unsere Tage gefahrene Pkw-Modell 2CV von Citroën mit seinen markanten „schwingenden“ Seitenfenstern.

Im Automobil (mechanisch)

Taster für die Bedienung der Fensterheber (Saab 9-5, Baujahr 2005).

Der Unternehmer Max Brose fertigte 1928 erstmals Kurbelfensterheber. Durch den Einsatz der 1926 patentierten Schlingfederbremse war es erstmals möglich, die Fahrzeugscheibe in jeder beliebigen Position zu halten. Diese sogenannten Kurbelapparate wurden unter dem Markennamen „Atlas“ angeboten. Kunden waren u. a. Daimler-Benz, Volkswagen sowie Borgward und Lloyd.

Im Automobil (elektrisch)

In den USA sind elektrisch betriebene Fensterheber bereits im Lincoln (heute im Ford-Konzern) von 1941 eingeführt worden.

Das erste Fahrzeug in Europa, das mit elektrischen Fensterhebern ausgerüstet wurde, war der BMW 503 in den 1950er Jahren.

Heute werden in allen Fahrzeugklassen zunehmend elektrische Fensterheber eingebaut. Typischerweise wird ein individueller Taster in jeder Türverkleidung angebracht. Ein weiterer Satz von Tastern befindet sich in der Fahrertür, so dass der Fahrer alle Fenster bedienen kann. Bei einigen Automodellen ist ein zentraler Satz von Tastern in der Mittelkonsole untergebracht, wo er auch für den Beifahrer erreichbar ist.

Funktionsweise

Funktionsweise eines elektrischen Fensterhebers

Bei elektrischen Fensterhebern, die mit Seilzügen arbeiten, treibt ein Elektromotor über ein Schnecken-/Stirnradgetriebe eine Seiltrommel an. An der Seiltrommel sind die beiden Enden eines Stahlseils so angeschlagen, dass bei Drehung das eine Ende auf- und das andere abgewickelt wird. Das Zugseil zieht über einen Bowdenzug und Umlenkrollen auf zwei Führungsschienen laufende Fensterbefestigungen, das Seilende ohne Zug wird wieder auf die Seiltrommel aufgewickelt. Die Enden der beiden Bowdenzugmäntel sind an dem Gehäuse des Antriebs federnd gehalten, um eine gewisse Nachgiebigkeit in das System zu bringen. Es sind aber auch andere Systeme im Einsatz.

In der Abbildung sind beispielhaft die Zugrichtungen für die Bewegung des Fensters nach oben dargestellt.

Einklemmschutz

Fensterheberantrieb von Brose mit Elektronik von Kostal aus einem Golf III

Einfachere Systeme realisieren einen Einklemmschutz teilweise mechanisch über Rutsch- bzw. Reibkupplungen. Bei komplexeren oder komfortableren Fensterhebern mit automatischer Schließfunktion („express up“, „Komfortschließung“ etc.) ist es wichtig, dass ein Einklemmschutz (engl. „pinch protection“) vorhanden ist: Sobald das Antriebsmoment zum Fensterschließen in Abhängigkeit von der Fensterposition einen bestimmten Grenzwert überschreitet, muss die Bewegungsrichtung der Scheibe umgekehrt werden, um das vermeintliche Hindernis wieder freizugeben. Der Einklemmschutz muss über die Position des Fensters feststellen, ob ein Hindernis vorliegt oder das Fenster die Gummidichtung an der Endposition erreicht hat. Üblicherweise wird die Einklemmschutz-Funktion von einer direkt am Motor angebrachten Elektronik realisiert, da man die Fensterposition an der Motorachse einfach über Hallsensoren messen kann.

Im Bild ist auf der rechten Seite die geöffnete Antriebseinheit mit Antriebsmotor und Schneckenradgetriebe zu sehen. Auf der Achse des Strinrades sitzt eine kleine Seiltrommel (im Bild nicht zu sehen), auf der der Betätigungs-Bowdenzug aufgewickelt wird. In der linken Bildhälfte sieht man die Ansteuer-Elektronik, die auch den Motor kontaktiert und die Fensterposition anhand der Anzahl der Motorumdrehungen bestimmt und den Einklemmschutz realisiert.

In Gewächshäusern, Frühbeeten usw.

Hier werden häufig rein mechanische Fensterheber benutzt, meist in Verbindung mit Klappfenstern. Diese haben einen Hebelmechanismus und können über Stangen und/oder Gelenksyteme gehoben und über Rasten oder mittels Rutschkupplung in der gewünschten Position fixiert werden.

Bei Teilautomatisierungen (auf mechanischer Basis) werden die Gestänge durch Kolben bewegt, welche in einem mit Flüssigkeit oder Gas gefüllten Zylinder stecken. Der Zylingerinhalt dehnt sich bei Erwärmung aus und zieht sich bei Abkühlung zusammen, wodurch der Kolben herein- oder herausfährt. Somit wird erreicht, dass das Fenster bei Wärme öffnet bzw. bei Kälte schließt.

Bei Verwendung elektrischer Fensterheber können diese z.B. durch einen Elektromotor angetrieben werden, der über Zahnräder und Zahnstange die Fenster hebt oder senkt. Bei solchen Systemen sind alle Möglichkeiten von Automatisierung zu realisieren.

Literatur

• Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik. 2. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 2001, ISBN 3-528-13114-4
• Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3528238763

Quellen

• Historie, Entwicklung Schlingfederbremse von Fa. Brose, Historie 1919 und 1926

Weblinks

• Verstellantriebe von Fa. Brose
• Fensterhebersysteme der Fa. Küster von kuester.net