DE202006009868U1

DE202006009868U1 - Spindelmutter für Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen

Info

Publication number: DE202006009868U1
Application number: DE200620009868
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2016-06-15
Also published as: WO2007144131A1; DE112007001201A5

Abstract

Spindelmutter für eine Kraftfahrzeugverstelleinrichtung, die zum Einbau in einen Spindelantrieb einer Kraftfahrzeugverstelleinrichtung ausgebildet und vorgesehen ist und die eine zur Aufnahme und Weiterleitung von Verstellkräften hinreichend feste Basisstruktur sowie ein Innengewinde aufweist, das mit einer Gewindespindel des Spindelantriebs in Eingriff zu bringen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstruktur als eine tragende Struktur (1) ausgebildet ist, die einen aus Kunststoff bestehenden, mit dem Innengewinde (20) versehenen Eingriffsbereich (2) der Spindelmutter umgibt und die aus einem anderen Material besteht als der Eingriffsbereich (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Spindelmutter für Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Spindelmutter ist zum Einbau in einen Spindelantrieb einer Kraftfahrzeugverstelleinrichtung eingerichtet und vorgesehen und weist eine zur Aufnahme und Weiterleitung von Verstellkräften hinreichend feste Basisstruktur sowie ein Innengewinde auf, das mit einer Gewindespindel des Spindelantriebs in Eingriff bringbar ist.
Es ist bekannt, Verstellteile in Kraftfahrzeugen, wie z.B. Teile eines Kraftfahrzeugsitzes (Sitzteile), mittels einer einen Spindelantrieb umfassenden Versteileinrichtung einzustellen. So ist es insbesondere bekannt, zur Einstellung der so genannten Sitzlängsposition, also der Position eines in ein Kraftfahrzeug eingebauten Fahrzeugsitzes entlang der Fahrzeuglängsachse (Fahrtrichtung), eine Schienenlängsführung zu verwenden, die eine karosseriefest anzuordnende Führungsschiene sowie eine das Sitzgestell tragende Führungsschiene umfasst. Die beiden Führungsschienen greifen längsverschieblich ineinander, so dass durch Bewegung der sitzgestellfesten Führungsschiene entlang der fahrzeugfesten Führungsschiene die Sitzlängsposition des von der Führungsschiene getragenen Fahrzeugsitzes eingestellt werden kann. Bei einer solchen Sitzlängsverstellung für Kraftfahrzeugsitze ist einer der beiden Führungsschienen eine Spindel und der anderen Führungsschiene eine Spindelmutter zugeordnet, die mit ihrem Innengewinde das Außengewinde der Gewindespindel umgreift, wobei Spindel und Spindelmutter relativ zueinander drehbar und längsverschieblich sind.
Bei einer durch einen zugeordneten Antriebsmotor erzeugten Drehbewegung der Spindel bezüglich der Spindelmutter kommt es durch das Zusammenwirken des Außengewindes der Gewindespindel (Schraubengewinde) mit dem Innengewinde der Spindelmutter zu einer Längsbewegung der Gewindespindel relativ zur Spindelmutter. Da die Gewindespindel einerseits und die Spindel andererseits jeweils mit einer der beiden Führungsschienen der Sitzlängsverstellung verbunden sind, bedeutet dies gleichzeitig eine Längsbewegung der einen Führungsschiene (der sitzfesten Schiene) bezüglich der anderen Führungsschiene (der karosseriefesten Führungsschiene) und somit eine Neueinstellung des Sitzlängsposition.
Eine solche Sitzlängsverstellung mit einem Spindelantrieb ist beispielsweise in der US-A 5,860,319 beschrieben, wobei hier zur Geräuschdämpfung eine aus Metall bestehende Spindelmutter mit einem Kunststoffüberzug versehen ist.
Die Verwendung eines Spindelantriebs zur Einstellung eines Verstellteiles eines Kraftfahrzeugs beruht somit darauf, dass eine von einem Motorantrieb erzeugte Drehbewegung mittels des Spindelantriebs in eine Längsbewegung umgesetzt werden kann. Hierzu sind die Gewindespindel und die Spindelmutter relativ zueinander sowohl drehbar als auch in Längsrichtung (also entlang der Erstreckungsrichtung der Gewindespindel) beweglich. Konkret ist üblicherweise eine der beiden Komponenten des Spindelantriebs, also entweder die Gewindespindel oder die Spindelmutter, drehfest gelagert und die jeweils andere der beiden Komponenten drehbar gelagert, so dass die Gewindespindel durch die Spindelmutter hindurchgeschraubt werden kann, wobei die Längsbewegung der beiden Komponenten zueinander erzeugt wird, welche auf das Verstellteil übertragen wird, z.B. mittels der vorstehend erwähnten Führungsschienen auf einen zu verstellenden Kraftfahrzeugsitz als Verstellteil. Selbstverständlich können anstelle eines vollständigen Kraftfahrzeugsitzes auch einzelne Sitzteile oder alternativ andere Fahrzeugteile mittels eines Spindelantriebs verstellt werden.
Unter einer hinreichend festen Basisstruktur wird vorliegend eine Struktur der Gewindespindel verstanden, die eine ausreichende Festigkeit aufweist, um die im Betrieb des Spindelantriebs an der Gewindespindel auftretenden Verstellkräfte aufzunehmen und in ein Kraftfahrzeugteil abzuleiten, an dem die Gewindespindel mittels ihrer Basisstruktur befestigt ist. Im Fall einer Verwendung des Spindelantriebs für eine Sitzlängsverstellung wird die Gewindespindel beispielsweise über ihre Basisstruktur an einer der beiden Führungsschienen befestigt, wobei die Basisstruktur eine hinreichende Festigkeit (Steifigkeit) aufweisen muss, um die bei einer Sitzlängsverstellung auftretenden Verstellkräfte aufnehmen und über die entsprechende Führungsschiene in die Fahrzeugkarosserie ableiten zu können.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, für einen Spindelantrieb einer Kraftfahrzeugverstelleinrichtung eine Spindelmutter bereitzustellen, die sich bei geringem Gewicht und einfacher Herstellbarkeit durch hinreichende Festigkeit auszeichnet, um die auftretenden Verstellkräfte übertragen zu können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Spindelmutter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist die Basisstruktur der Spindelmutter als eine tragende Struktur ausgebildet, die einen aus Kunststoff bestehenden, mit dem Innengewinde der Spindelmutter versehenen Eingriffsbereich der Spindelmutter umgibt, wobei die tragende Struktur aus einem anderen, festeren Material besteht als der Eingriffsbereich der Spindelmutter.
Die Basisstruktur gewährleistet als tragende Struktur eine hinreichende Festigkeit der Spindelmutter zur Übertragung der im Betrieb des Spindelantriebs auftretenden Verstellmomente und Verstellkräfte. Weiterhin kann die aus Metall oder aus hochfestem (z. B. faserverstärktem) Kunststoff bestehende tragende Struktur der Spindelmutter genutzt werden, um diese (drehfest) an einer zugeordneten Fahrzeugkomponente, wie z.B. einer Führungsschiene einer Schienenlängsführung, zu befestigen. Hierdurch ist eine zuverlässige, dauerhafte Befestigung der Spindelmutter gewährleistet, die in einem Crash-Fall auch die Ableitung besonders großer Kräfte, die über das normalerweise auftretende Verstellmoment hinausgehen, ermöglicht.
Der mit der zugehörigen Gewindespindel, genauer mit deren Außengewinde, in Eingriff zu bringende und mit einem Innengewinde versehene Eingriffsbereich der Spindelmutter besteht aus gleitoptimiertem (reibungsoptimiertem) Kunststoff, was zu einem geringen Gewicht und einer kostengünstigen Herstellbarkeit der Spindelmutter beiträgt und gleichzeitig eine hinreichende Leichtgängigkeit des Spindelantriebs gewährleistet.
Zur Erzielung einer hohen Festigkeit der Gesamtanordnung (Spindelmutter) ist vorgesehen, dass die aus einem vergleichsweise festen Material bestehende tragende Struktur der Spindelmutter den aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich ringförmig umgibt. Beispielsweise kann die tragende Struktur einen rohrförmigen (insbesondere zylindrischen) Abschnitt aufweisen, der den aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich der Spindelmutter umschließt.
Der Eingriffsbereich der Spindelmutter ist in dem rohrförmigen Abschnitt der tragenden Struktur drehfest fixiert, beispielsweise mittels einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung.
So kann der Eingriffsbereich einerseits über einander zugeordnete Gewinde in den rohrförmigen Abschnitt der tragenden Struktur eingeschraubt und dabei, z.B. durch eine Klebeverbindung, drehfest in der tragenden Struktur fixiert sein. Besonders bevorzugt ist der aus Kunststoff bestehende Eingriffsbereich an der tragenden Struktur angeformt, und zwar insbesondere angespritzt.
Dabei kann der Eingriffsbereich Bestandteil einer Kunststoffverkleidung der tragenden Struktur sein, die die tragende Struktur nicht nur auf einer Innenseite zur Bildung eines Innengewindes umgibt, sondern die die tragende Struktur darüber hinaus auch auf der dem Eingriffsbereich abgewandten Außenseite überdeckt.
Um zu verhindern, dass beim Auftreten größerer Verstellmomente bzw. Verstellkräfte eine Relativbewegung des Eingriffsbereiches der Spindelmutter bezüglich der tragenden Struktur ausgelöst werden kann, sind Sicherungselemente vorgesehen, die ein Verdrehen oder Verschieben des Eingriffsbereiches relativ zu der tragenden Struktur verhindern. Diese können beispielsweise durch Erhebungen und/oder Vertiefungen an der tragenden Struktur einerseits und am Eingriffsbereich andererseits gebildet werden, welche formschlüssig ineinander greifen. Für eine axiale Sicherung sind beispielsweise ringförmig umlaufende Erhebungen und Vertiefungen zweckmäßig, welche auch nach Art eines Gewindes ausgebildet sein können.
Die tragende Struktur der Spindelmutter kann bei Verwendung von Metall hierfür z.B. als ein Strangpressteil oder ein Blechteil, insbesondere in Form eines Stanz-Biegeteiles, ausgebildet sein, wobei zur Bildung eines den Eingriffsbereich aufnehmenden rohrförmigen Abschnittes ein Verbindungsbereich vorgesehen ist, an dem zwei Abschnitte der tragenden Struktur miteinander verbunden sind, z.B. durch eine formschlüssige Verbindung oder durch eine Schweißverbindung.
Bei Verwendung eines hochfesten, mit geeigneten Füllmitteln, z. B. Glas- oder Kohlefasern, verstärkten Kunststoffes für die tragende Struktur kann der aus einem anderen, gleitoptimierten Kunststoff bestehende Eingriffsbereich nach der so genannten Zweikomponenten-Technik einstöckig an der tragenden Struktur angeformt sein. Insbesondere können die tragende Struktur einerseits und der Eingriffsbereich der Gewindespindel andererseits aus unterschiedlichen Kunststoffen gemeinsam in einem (Spritz-) Gusswerkzeug hergestellt worden sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die tragende Struktur einen oder mehrere Befestigungsabschnitte auf, die der Befestigung der Spindelmutter an einer zugeordneten Fahrzeugkomponente dienen. Diese Befestigungsabschnitte können einerseits zur formschlüssigen Festlegung der tragenden Struktur und damit der Spindelmutter an einem Fahrzeugteil vorgesehen und hierzu beispielsweise als Befestigungsvorsprünge ausgebildet sein. Andererseits können die Befestigungsabschnitte Befestigungsöffnungen aufweisen, die von einem geeigneten Befestigungsmittel, z.B. in Form einer Schraube oder eines Nietes, durchgriffen werden, um eine Verbindung mit einem zugeordneten Fahrzeugteil herzustellen.
Der aus Kunststoff bestehende Eingriffsbereich der Spindelmutter kann zur Erhöhung der Festigkeit mit Verstärkungseinlagen versehen sein, z.B. in Form verstärkender Fasern oder in Form von Metallteilen, wobei diese ggf. gezielt an solchen Stellen vorgesehen sein können, in denen eine erhöhte Festigkeit von Bedeutung ist.
Ein Spindelantrieb mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Spindelmutter ist durch die Merkmale des Anspruchs 42 charakterisiert.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer aus Metall bestehenden tragenden Struktur für eine Spindelmutter;
2a eine Spindelmutter mit einer aus Metall bestehenden tragenden Struktur und einem Eingriffsbereich aus Kunststoff;
2b die tragende Struktur der Spindelmutter aus 2a;
3a eine weitere Ausführungsform einer Spindelmutter mit einer aus Metall bestehenden tragenden Struktur und einem Eingriffsbereich aus Kunststoff;
3b die Spindelmutter aus 3a mit teilweise aufgeschnittener tragender Struktur;
3c eine Abwandlung der Anordnung aus 3b;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer aus Metall bestehenden tragenden Struktur für eine Spindelmutter;
5 ein zusätzliches Ausführungsbeispiel einer aus Metall bestehenden tragenden Struktur für eine Spindelmutter;
6a ein Ausführungsbeispiel einer formschlüssigen Verbindung zwischen zwei Teilabschnitten einer tragenden Struktur für eine Spindelmutter;
6b die formschlüssige Verbindung aus 6a nach Abschluss ihrer Herstellung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer aus Metall bestehenden tragenden Struktur 1 (Basisstruktur) für eine Spindelmutter einer Versteileinrichtung eines Kraftfahrzeugs, die in einem Spindelantrieb mit einer zugeordneten Gewindespindel in Eingriff bringbar ist.
Die in 1 dargestellte tragende Struktur 1 besteht aus Blech und ist als ein Stanz-Biegeteil ausgebildet. Das heißt, ein durch Stanzen vereinzeltes Blechteil wurde in die in
1 erkennbare Form gebogen, in der es eine tragende Struktur für eine Spindelmutter bildet.
Die tragende Struktur 1 umfasst einen im Wesentlichen hohlzylindrischen rohrförmigen Abschnitt 10, der aus dem zu Grunde liegenden Blechteil durch Biegen erzeugt wurde und der dadurch fixiert ist, dass zwei aufeinander treffende Teilabschnitte 10a, 10b des rohrförmigen Abschnittes 10 entlang eines Verbindungsbereiches S miteinander verschweißt sind. Von dem rohrförmigen Bereich 10 der tragenden Struktur 1 steht ein mit Befestigungsöffnungen 16 versehener Befestigungsabschnitt 15 ab, über den die tragende Struktur 1 an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil, beispielsweise einer Führungsschiene einer Sitzlängsführung befestigbar ist. Hierzu dienen Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben oder Niete, die die Befestigungsöffnungen 16 der tragenden Struktur 1 durchgreifen und die in geeigneter Weise an dem zugeordneten Kraftfahrzeugteil festzulegen sind. Dadurch lässt sich die tragende Struktur 1 drehfest an dem zugeordneten Kraftfahrzeugteil befestigen.
Zur Bildung einer Spindelmutter aus der in 1 gezeigten metallischen Struktur 1 wird diese auf der Innenseite ihres rohrförmigen Abschnittes 10 mit einem aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich versehen, der ein Innengewinde aufweist, welches mit dem Außengewinde einer zugeordneten Gewindespindel in Eingriff bringbar ist. Wegen der drehfesten Anordnung der tragenden Struktur 1 – und somit der hieraus gebildeten Spindelmutter insgesamt – ist diese zum Zusammenwirken mit einer drehbar gelagerten und mittels eines zugeordneten Antriebsmotors zu drehenden Spindel vorgesehen.
Zusätzlich zum Einspritzen eines Eingriffsbereiches in den rohrförmigen Abschnitt 10 kann vorgesehen sein, dass die tragende Struktur 1 auch auf ihrer Außenseite, insbesondere auch im Bereich des Befestigungsabschnittes 15, mit einer Kunststoffummantelung umspritzt wird. Des Weiteren kann die tragende Struktur 1 über eingepresste Geometrien verfügen, die ein Verdrehen bzw. Verschieben des angespritzten Kunststoffes verhindern.
In den 2a und 2b sind ein erstes Ausführungsbeispiel einer kompletten Spindelmutter sowie einer zugehörigen, aus Metall bestehenden tragenden Struktur 1 dargestellt.
Die tragende Struktur 1 ist wiederum als ein aus Blech bestehendes Stanz-Biegeteil ausgebildet, welches einerseits einen durch Biegen erzeugten rohrförmigen Abschnitt 10 und andererseits einen hiervon abstehenden, durch zwei freie Schenkel 17 der tragenden Struktur 1 gebildeten Befestigungsabschnitt aufweist, an dem als Befestigungsstellen Formschlusselemente 18 in Form von Befestigungsvorsprüngen vorgesehen sind. Von den freien Schenkeln 17 der tragenden Struktur 1 stehen weiterhin Biegebereiche 19 ab, die zur Bildung einer Befestigungsöffnung 26 nach dem Umspritzen der tragenden Struktur 1 mit Kunststoff dienen, vergl. 2a.
Ein diese Befestigungsöffnung 26 durchgreifendes Befestigungsmittel dient zusätzlich zu den Formschlusselementen 18 zur Fixierung der Spindelmutter an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil, wobei die Kraftübertragung im Wesentlichen über die einstückig an der tragenden Struktur 1 ausgebildeten hakenartigen Formschlusselemente 18 erfolgt. Wenn jedoch – beispielsweise in einem Crash-Fall – besonders große Kräfte auf die Befestigungsstellen zwischen der Spindelmutter und dem zugehörigen Kraftfahrzeugteil wirken, die zur Verformung der Kunststoffummantellung 3 führen, so kann auch das die Befestigungsöffnung 26 der Spindelmutter durchgreifende Befestigungsmittel zur Kraftübertragung maßgeblich beitragen.
2a zeigt eine vollständige Spindelmutter, die auf der Grundlage der tragenden Struktur 1 aus 2b hergestellt ist. Hierzu ist die tragende Struktur 1 an der Innenseite ihres rohrförmigen Abschnittes 10 mit einem ein Innengewinde 20 aufweisenden, aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich 2 versehen, der beispielsweise an die innere Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes 10 angespritzt wurde. Zur axialen Sicherung der sich hierbei bildenden Verbindung zwischen dem aus Metall bestehenden rohrförmigen Abschnitt 10 und dem aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich 2 ist der rohrförmige Abschnitt 10 auf seiner Innenseite mit in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen 101 versehen, die bei Bildung des Eingriffsbereiches 2 mit Kunststoff befüllt werden, so dass der Eingriffsbereich 2 zusätzlich formschlüssig an der Innenseite des rohrförmigen Abschnitts 10 gesichert ist.
Im Ergebnis umgibt die aus Metall bestehende tragende Struktur 1 mit ihrem rohrförmigen Abschnitt 10 den mit einem Innengewinde 20 versehenen Eingriffsbereich 2 einer Spindelmutter, deren Eingriffsbereich 2 über das Innengewinde 20 mit dem Außengewinde einer zugeordneten Gewindespindel in Eingriff bringbar ist und deren metallische Struktur 1 zur Stabilisierung sowie zur Befestigung an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil über die Formschlusselemente 18 dient. Der Eingriffsbereich 2 ragt dabei an beiden Stirnseiten des rohrförmigen Abschnittes 10 der tragenden Struktur 1 mit jeweils einem Endabschnitt 22 in Form eines Bundes aus dem rohrförmigen Abschnitt 10 der tragenden Struktur 1 hinaus, siehe auch 3a.
Anhand 2a ist weiterhin erkennbar, dass die tragende Struktur 1 der Spindelmutter nicht nur auf der Innenseite ihres rohrförmigen Abschnittes 10 mit einem aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich 2 versehen ist, sondern vielmehr auch außerhalb des Eingriffsbereiches, insbesondere entlang des Befestigungsabschnittes 17, mit einem Kunststoffüberzug 3 versehen ist.
In den 3a und 3b ist eine Abwandlung der Spindelmutter aus den 2a und 2b gezeigt, wobei deren tragende Struktur 1 als ein einstückig geformtes Metallteil ausgebildet ist.
Konkret handelt es sich bei der tragenden Struktur 1 der in den 3a und 3b dargestellten Spindelmutter um ein Strangpressteil, an dem einstückig miteinander ein im Wesentlichen hohlzylindrischer rohrförmiger Abschnitt 10 zur Aufnahme eines mit einem Innengewinde 20 versehenen Eingriffsbereiches 2 aus Kunststoff sowie ein mit Befestigungsöffnungen 16 versehener Befestigungsabschnitt 15 zur Befestigung der Spindelmutter an einem Kraftfahrzeugteil ausgebildet sind.
Wie anhand der 3a und 3b weiter deutlich wird, dient zur axialen Sicherung des von dem rohrförmigen Abschnitt 10 der tragenden Struktur 1 umgebenen, aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereichs 2 in jenem rohrförmigen Abschnitt 10 ein Innengewinde 102 auf der Innenseite des rohrförmigen Abschnittes 1, das mit einem Außengewinde 202 des Eingriffsbereiches 2 zusammenwirkt. Das Außengewinde 202 des aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereiches 2 wird beim Einspritzen des Eingriffsbereiches 2 in den rohrförmigen Abschnitt 10, der auf seiner inneren Oberfläche mit einem entsprechenden Innengewinde 102 versehen ist, automatisch erzeugt. Zur Verdrehsicherung des Eingriffsbereiches 2 innerhalb des rohrförmigen Abschnittes 10 der tragenden Struktur 1 können am Profil der tragenden Struktur 1 entsprechende Anschläge angeformt sein.
3c zeigt eine Spindelmutter mit einer tragenden Struktur 1 und einem aus Kunststoff bestehenden, ein Innengewinde 20 aufweisenden Eingriffsbereich 2, wobei wie im Fall der 3b die tragende Struktur 1 im Bereich ihres rohrförmigen Abschnittes 10 aufgeschnitten ist, um das Innere des rohrförmigen Abschnittes 10 und insbesondere den dort vorgesehenen, aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich 2 besser erkennbar zu machen. Im nicht aufgeschnittenen Zustand entspricht die Anordnung aus 3c identisch der Darstellung aus 3a. Das heißt, es handelt sich bei der tragenden Struktur 1 wiederum um ein einstückig geformtes Strangpressteil mit einem rohrförmigen Abschnitt 10 und einem einstückig hiermit geformten Befestigungsabschnitt 15, der Befestigungsöffnungen 16 aufweist.
Vorliegend ist der rohrförmige Abschnitt 10 auf seiner dem aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich 2 zugewandten inneren Oberfläche zur Bildung von Sicherungsbereichen einerseits mit in Umfangsrichtung umlaufenden Rillen 104 zur Axialsicherung und andererseits mit in axialer Richtung verlaufenden Längsrillen 106 zur Verdrehsicherung versehen, wobei in die in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen 104 entsprechende in Umfangsrichtung verlaufende äußere Erhebungen 204 und in die Längsrillen 106 entsprechende in Längsrichtung verlaufende Erhebungen 206 als Sicherungsabschnitte an der äußeren Oberfläche des Eingriffsbereiches 2 eingreifen.
In den 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele einer tragenden Struktur 1 für eine Spindelmutter gezeigt, wobei hier zur besseren Erkennbarkeit des Inneren des jeweiligen (im Wesentlichen hohlzylindrischen) rohrförmigen Abschnittes 10 eine durchscheinende Darstellung gewährt wurde.
Gemäß 4 ist die tragende Struktur 1 einer Spindelmutter als ein aus Blech bestehendes Teil, insbesondere Stanz-Biegeteil ausgebildet, mit einem durch Biegen erzeugten rohrförmigen Abschnitt 10 zur Aufnahme eines aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereiches und mit einem ebenfalls durch Biegen erzeugten und mit Befestigungsöffnungen 16 versehenen Befestigungsabschnitt 15 zur drehfesten Befestigung der Spindelmutter an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil. In Abwandlung des Ausführungsbeispieles aus 1 sind hier zur Fixierung des rohrförmigen Abschnittes 10 der tragenden Struktur 1 zwei aneinander grenzende Teilabschnitte 10a, 10b des rohrförmigen Abschnittes 10 durch Formschlusselemente 12 nach Art eines Schlosses miteinander verbunden.
Das vorstehend zu der tragenden Struktur 1 aus 4 Ausgeführte gilt auch für die in 5 gezeigte tragende Struktur 1, bei der es sich ebenfalls um ein Blechteil handelt. Der wesentliche Unterschied zwischen der tragenden Struktur 1 aus 5 und der tragenden Struktur aus 4 besteht in der Ausbildung des Befestigungsabschnittes zur drehfesten Anbindung der tragenden Struktur 1 der Spindelmutter an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil. Hierzu sind gemäß 5 zwei separate Befestigungslaschen 15a, 15b vorgesehen, die – anstelle jeweils einer Befestigungsöffnung – mit jeweils einem Gewindedurchzug 16a bzw. 16b versehen sind, in dem sich eine Befestigungsschraube unmittelbar einschrauben lässt.
Die zur Verbindung zweier Teilabschnitte 10a, 10b der tragenden Struktur 1 dienenden Formschlusselemente 12, 14, die in den 4 und 5 jeweils nur schematisch dargestellt sind, werden in den 6a und 6b in größerem Detail gezeigt.
Gemäß 6a weisen die beiden zu verbindenden Teilabschnitte 10a, 10b des rohrförmigen Abschnittes 10 der tragenden Struktur 1 an ihren aneinandergrenzenden Enden jeweils kammartige Verbindungsbereiche 11a, 11b auf, welche ineinander greifen. Zur Herstellung einer dauerhaften formschlüssigen Verbindung werden gemäß 6b die freien Enden 13 (Köpfe) des einen kammartigen Bereiches 11a durch Einwirkung einer äußeren Kraft F dauerhaft (plastisch) verformt.
Zusammenfassend zeigen die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele jeweils eine teilweise aus Metall und teilweise aus Kunststoff bestehende Spindelmutter als so genanntes Insert- bzw. Outsertteil, welches zum einen eine aus Metall bestehende tragende Struktur aufweist, die jeweils einen rohrförmigen (im Wesentlichen hohlzylindrischen) Abschnitt zur Einbringung eines mit einem Innengewinde versehenen, aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich umfasst und mit einem Befestigungsabschnitt zur (drehfesten) Befestigung der Spindelmutter über ihre tragende Struktur an einem Kraftfahrzeugteil versehen ist.
Der jeweilige aus Kunststoff bestehende Eingriffsbereich kann dabei durch Kunststoffeinspritzung oder mittels eines Gewindes durch Drehen in den rohrförmigen Abschnitt der jeweiligen metallischen, tragenden Struktur eingebracht werden. Die tragende Struktur kann dabei einerseits einteilig als ein Strangpressteil oder ein Stanz-Biegeteil geformt sein oder auch aus mehreren Komponenten, z.B. durch Schweißen, zusammengesetzt sein, wobei hier insbesondere ein Rohr und ein Winkelelement zur Bildung des rohrförmigen Abschnittes einerseits und des Befestigungsabschnittes andererseits miteinander verbunden werden können.
Zur Verbindung unterschiedlicher Teile der tragenden Struktur und/oder unterschiedlicher Abschnitte eines Teiles der tragenden Struktur, z.B. zur Bildung des rohrförmigen Abschnittes, sind unterschiedliche Verbindungsmethoden anwendbar, z.B. stoffflüssige Verbindungen (durch Schweißen oder Kleben) oder formschlüssige Verbindungen, z.B. durch Rastelemente.
Zur Bildung eines Kunststoffgewindes der Spindelmutter, das mit dem Außengewinde einer zugeordneten Gewindespindel eines Spindelantriebs in Eingriff zu bringen ist, ist im rohrförmigen Abschnitt der jeweiligen tragenden Struktur ein aus Kunststoff bestehender Eingriffsbereich angeordnet, wobei vorzugsweise ein Bund des Eingriffsbereiches zur Bildung eines Anschlages axial aus dem jeweiligen Ende des rohrförmigen Abschnittes hinausragt. Zusätzlich zu der Anordnung eines Eingriffsbereiches im Inneren des rohrförmigen Abschnittes kann die tragende Struktur auch auf ihrer Außenseite, und insbesondere auch an ihrem Befestigungsabschnitt, mit Kunststoff überzogen sein, z.B. durch Anspritzen einer Kunststoffverkleidung.
Um den Eingriffsbereich innerhalb des rohrförmigen Abschnittes der tragenden Struktur zu sichern, können entsprechende Formelemente an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes vorgesehen sein, die mit entsprechenden Gegenelementen auf der äußeren Oberfläche des im rohrförmigen Abschnitt angeordneten Eingriffsbereiches zusammenwirken und die eine Verdrehsicherung und/oder Axialsicherung bilden.
Der im rohrförmigen Abschnitt der jeweiligen tragenden Struktur anzuordnende, aus Kunststoff bestehende und das Innengewinde der Spindelmutter bildende Eingriffsbereich kann in stärker beanspruchten Zonen mit verstärkenden Füllstoffen, z.B. Fasern oder Netzen aus Glas, Teflon oder dergleichen versehen sein, die zu einer Versteifung des Kunststoffmaterials beitragen. Weiterhin können zur Versteifung der aus Kunststoff bestehenden Zonen der Spindelmutter Metalleinlagen, wie z.B. Lochbleche, Hülsen, gelochte Hülsen oder Federn, integriert sein. Eine Verstärkung ist dabei insbesondere an solchen Stellen zweckmäßig, an denen Befestigungselemente angreifen, die zur Befestigung der Spindelmutter an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil dienen.
Zur Bildung von Befestigungsstellen, die der Befestigung der Spindelmutter an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil dienen, können in der tragenden Struktur der Spindelmutter und/oder in aus Kunststoff bestehenden Zonen der Spindelmutter entsprechende Aussparungen, Sacklöcher, Durchgangslöcher, Gewindeabschnitte, Rastvorsprünge oder dergleichen ausgebildet sein.
Bei den zuvor anhand der 1 bis 6a beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde als tragende Struktur 1 der jeweiligen Spindelmutter eine metallische Basisstruktur zugrunde gelegt. Sämtliche Ausführungsbeispiele können jedoch in entsprechender Weise auch mit einer aus einem hochfesten, z. B. faserverstärkten, Kunststoff bestehenden tragenden Struktur 1 realisiert werden. Von Bedeutung ist allein, dass die tragende Struktur 1 aus einem Material (Metall oder hochfestem Kunststoff) besteht, welches eine hinreichende Festigkeit aufweist, um an einem Spindelantrieb wirkende Verstellkräfte aufnehmen und über den zugeordneten Befestigungsabschnitt 15 in ein weiteres Kraftfahrzeugteil ableiten zu können. Besonders vorteilhaft ist dabei eine hinreichende Festigkeit der Basisstruktur, um in einem gewissen Umfang auch über die normalen Verstellkräfte hinausgehenden Crash-Kräfte standhalten zu können.

Claims

Spindelmutter für eine Kraftfahrzeugverstelleinrichtung, die zum Einbau in einen Spindelantrieb einer Kraftfahrzeugverstelleinrichtung ausgebildet und vorgesehen ist und die eine zur Aufnahme und Weiterleitung von Verstellkräften hinreichend feste Basisstruktur sowie ein Innengewinde aufweist, das mit einer Gewindespindel des Spindelantriebs in Eingriff zu bringen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstruktur als eine tragende Struktur (1) ausgebildet ist, die einen aus Kunststoff bestehenden, mit dem Innengewinde (20) versehenen Eingriffsbereich (2) der Spindelmutter umgibt und die aus einem anderen Material besteht als der Eingriffsbereich (2).
Spindelmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) den Eingriffsbereich (2) ringförmig umgibt.
Spindelmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) einen rohrförmigen Abschnitt (10) aufweist, der den aus Kunststoff bestehenden Eingriffsbereich (2) der Spindelmutter umgibt.
Spindelmutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (10) der tragenden Struktur (1) im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Spindelmutter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Kunststoff bestehende Eingriffsbereich (2) im rohrförmigen Abschnitt (10) der tragenden Struktur (1) festgelegt ist.
Spindelmutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsbereich (2) im rohrförmigen Abschnitt (10) der tragenden Struktur (1) form- und/oder kraftschlüssig festgelegt ist.
Spindelmutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsbereich (2) in den rohrförmigen Abschnitt (10) der tragenden Struktur (1) eingeschraubt ist.
Spindelmutter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (10) der tragenden Struktur (1) ein Innengewinde (102) aufweist, das mit einem Außengewinde (202) des Eingriffsbereichs (2) in Verbindung steht.
Spindelmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsbereich (2) an der tragenden Struktur (1) angeformt ist.
Spindelmutter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsbereich (2) an der tragenden Struktur (1) angespritzt ist.
Spindelmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsbereich (2) Bestandteil einer Kunststoffverkleidung (2, 3) der tragenden Struktur (1) ist, die die tragende Struktur (1) auch auf ihrer dem Eingriffsbereich (2) abgewandten Außenseite zumindest teilweise überdeckt.
Spindelmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) Sicherungsbereiche (1, 102, 104, 106) aufweist, um ein Verdrehen und/oder axiales Verschieben des Eingriffsbereichs (2) bezüglich der tragenden Struktur (1) zu verhindern.
Spindelmutter nach Anspruch 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsbereiche (101, 102, 104, 106) auf der inneren Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes (10) vorgesehen sind.
Spindelmutter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsbereiche (101, 102, 104, 106) mit zugeordneten Sicherungsabschnitten (202, 204, 206) des Eingriffsbereiches (2) in formschlüssigen Kontakt stehen.
Spindelmutter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsbereiche (101, 102, 104, 106) durch Erhebungen und/oder Vertiefungen gebildet werden.
Spindelmutter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsbereiche (101, 102, 104) ringförmig um den Eingriffsbereichs (2) umlaufen.
Spindelmutter nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsbereiche (106) sich in axialer Richtung entlang des Eingriffsbereiches (2) erstrecken.
Spindelmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) einstückig geformt ist.
Spindelmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) aus einem Teil gebildet ist, das Verbindungsbereiche (12, 14, S) aufweist, an denen Abschnitte (10a, 10b) der tragenden Struktur (1) miteinander verbunden sind.
Spindelmutter nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) mehrteilig ausgebildet ist und Verbindungsbereiche aufweist, an denen einzelne Teile der tragenden Struktur (1) miteinander verbunden sind.
Spindelmutter nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (12, 14) eine formschlüssige Verbindung bilden.
Spindelmutter nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (S) eine Schweißverbindung bilden.
Spindelmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) aus Metall besteht.
Spindelmutter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) durch ein Strangpressteil gebildet wird.
Spindelmutter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) durch mindestens ein Blechteil gebildet wird.
Spindelmutter nach einem der Ansprüche 1 – 22, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) aus Kunststoff besteht.
Spindelmutter nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) aus einem Kunststoff besteht, der eine größere Festigkeit aufweist als der Kunststoff, aus dem der Eingriffsbereich (2) besteht.
Spindelmutter nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) aus einem mit Füllstoffen verstärkten Kunststoff besteht.
Spindelmutter nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (1) aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht
Spindelmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter mindestens ein Befestigungsabschnitt (15, 15a, 15b) zur Befestigung an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil aufweist.
Spindelmutter nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (15, 15a, 15b) zumindest teilweise durch die tragende Struktur (1) gebildet wird.
Spindelmutter nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (15, 15a, 15b) zumindest teilweise durch eine an der tragenden Struktur (1) vorgesehene Kunststoffüberdeckung (3) gebildet wird.
Spindelmutter nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (15) Formschlusselemente (18) zur formschlüssigen Befestigung der Spindelmutter (1) an einem zugeordneten Kraftfahrzeugteil aufweist.
Spindelmutter nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (18) als Befestigungsvorsprünge ausgebildet sind.
Spindelmutter nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (15, 15a, 15b) mindestens eine Befestigungsöffnung (16, 16a, 16b, 620) aufweist.
Spindelmutter nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsöffnung (16a, 16b, 26) mit einem Innengewinde versehen ist.
Spindelmutter nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (15, 15a, 15b) durch mindestens eine Befestigungslasche gebildet wird.
Spindelmutter nach Anspruch 31 oder einem der Ansprüche 32 bis 37, soweit rückbezogen auf Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (15, 15a, 15b) zumindest teilweise von Kunststoff umschlossen ist.
Spindelmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Kunststoff bestehende Eingriffsbereich (2) und/oder ein weiterer die tragenden Struktur (1) zumindest teilweise überdeckender Kunststoffbereich (3) Verstärkungseinlagen aufweist.
Spindelmutter nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungseinlagen Füllstoffe, insbesondere in Form von Fasern, vorgesehen sind.
Spindelmutter nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungseinlage Metallteile vorgesehen sind.
Spindelantrieb für eine Kraftfahrzeugverstelleinrichtung, die zum Einstellen eines Verstellteils eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und vorgesehen ist, mit – einer Gewindespindel und – einer mit der Gewindespindel in Eingriff bringbaren Spindelmutter, die relativ zueinander verdrehbar sowie entlang der Erstreckungsrichtung der Gewindespindel relativ zueinander längsbeweglich sind, wobei die Gewindespindel oder die Spindelmutter mit dem Verstellteil gekoppelt ist, gekennzeichnet durch, eine Ausbildung der Spindelmutter (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.