BRPI0408594B1 - Caixa de engrenagem de uma engrenagem de ajuste de assento para um automóvel - Google Patents

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BRPI0408594B1
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gearbox
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Michael Borbe
Stefan Wetzig
Wolfram Hofschulte
Michael Wöhrle
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Keiper Gmbh & Co Kg
Ims Gear Gmbh
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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CAIXA DE ENGRENAGEM DE UMA ENGRENAGEM DE AJUSTE DE ASSENTO PARA UM AUTOMÓVEL". A presente invenção refere-se a uma caixa de engrenagem de uma engrenagem de ajuste para um dispositivo de ajuste de assento de um automóvel, que é prevista para alojamento de elemento de engrenagem da engrenagem de ajuste e provida de ao menos duas partes de caixa, sendo que as partes de caixa apresentam duas reentrâncias para condução de um fuso da engrenagem de ajuste, as partes de caixa são juntáveis ao longo de uma linha divisória como caixa, estando assim providas ao menos duas partes de caixa na região da linha divisória da caixa com áreas de junta, que são previstas para encosto mútuo das partes de caixa por uma operação de junta das partes de caixa. A invenção refere-se ainda a uma engrenagem de ajuste segundo o preâmbulo da reivindicação 9.
Uma tal caixa de engrenagem se depreende da EP 1 068 093 B1. A caixa de engrenagem mostrada nesse documento aloja uma engrenagem, que é prevista especialmente para um dispositivo de ajuste de comprimento de assento. Tais dispositivos de ajuste de comprimento de assento servem para ajustar um assento de veículo relativamente a uma estrutura corporal de um veículo em uma direção longitudinal. O ajuste é produzido na medida em que um trilho superior, no qual o assento se encontra, é deslocado longitudinalmente relativamente a um trilho inferior. A caixa de engrenagem está então fixada ao lado superior, enquanto que o trilho inferior está fixado do lado do veículo. Com a engrenagem, um movimento de acionamento de um motor elétrico é transformado no movimento de ajuste longitudinal. A circunstância de que com tais caixas de engrenagem forças de transmissão e eventualmente também cargas de falhas devem ser absorvidas cria então problemas. Para sanar isso com uma configuração construtiva da caixa de engrenagem tão simples quanto possível, as próprias caixas de engrenagem deveríam ser projetadas relativamente maciças. De outro lado, porém, também é desejado integrar a caixa de engrenagem entre os trilhos superior e inferior. Por esse motivo há uma tendência para se manter o tamanho de construção das caixas de engrenagem tão pequeno quanto possível. Existe assim um conflito de objetivos com relação aos requisitos de uma caixa de engrenagem.
No que concerne à possibilidade de domínio das forças de transmissão e de cargas de falha fatal, a ligação das partes de caixa reveste especial relevância. De domínio relativamente simples são então meras forças de pressão, que comprimem essencialmente entre si as (via de regra) duas partes de caixa. Essas forças podem ser absorvidas por prensagem plana na região de áreas de junta das partes de caixa por elas próprias. Por áreas de junta se entendem aqui as áreas das partes de caixa, que entram em contato mútuo na direção de junta em virtude da reunião das partes de caixa. Mas todas as outras forças que ocorrem na região da linha divisória da caixa solicitam sobretudo a ligação das partes de caixa. Por esse motivo, no estado atual da técnica, se empregam ligações ou comparativamente maciças ou tecnicamente dispendiosas.
Na EP 1 068 093 B1 já mencionada devem ser previstas ligações de encaixe para a solução desse problema, sendo que só mediante deformação plástica ou por exemplo uma soldagem da ligação de encaixe é produzida uma ligação duradoura e efetivamente firme entre as placas de caixa ali empregadas. Pode então porém ser considerado como desvantajoso o fato de que, para produção da ligação duradoura, são necessárias instalações custosas, como por exemplo uma instalação de solda a laser. Ademais, não se pode excluir que a energia térmica empregada e/ou a atuação mecânica sobre as ligações de encaixe danifica elementos da engrenagem.
Por isso, o objetivo da invenção é prover uma caixa para uma engrenagem de ajuste do tipo mencionado no início, que possa absorver cargas elevadas, cujas partes de caixa fiquem seguramente fixadas entre si e, não obstante, sejam de construção tão pequena quanto possível. Ademais, a solução deve se comprovar tão propícia quanto possível em termos de fabricação ou montagem.
Esse objetivo é alcançado em uma caixa de engrenagem do tipo mencionado no início de acordo com a invenção pelo fato de que, adicionalmente às áreas de junta, nas partes de caixa estão presentes áreas de encosto, que não estão alinhadas paralelamente às áreas de junta, sendo que através das áreas de encosto podem ser absorvidas aquelas forças de transmissão cuja direção de atuação se estende ao menos paralelamente a um segmento das áreas de junta, e as partes de caixa são fixadas entre si por meio de ligações aparafusadas, sendo que as áreas de encosto de uma parte de caixa com relação às áreas de encosto da outra parte de caixa são retidas em sua posição mútua apenas devido às ligações aparafusadas. O objetivo é ainda alcançado por uma engrenagem de ajuste e um dispositivo de ajuste longitudinal segundo as reivindicações 9 e 13. A invenção se baseia, assim, inclusive na idéia de se absorver através de ligações aparafusadas uma parte das forças que ocorrem na caixa. As ligações aparafusadas devem absorver sobretudo as forças em uma primeira direção espacial, que se estende paralelamente à direção longitudinal dos parafusos previstos.
De acordo com a invenção, no entanto, estão previstas medidas adicionais, com as quais também podem ser aliviadas ao menos parcialmente forças que tenham uma componente, que se estenda transversalmente à direção longitudinal de ao menos uma das ligações aparafusadas. Essa medida pode ser concretizada por áreas de encosto das partes de caixa. Cada uma das ao menos duas partes de caixa deve apresentar então ao menos uma área de encosto, sendo que as duas áreas de encosto se contrapõem diretamente no estado montado da caixa e se estendem ao menos essencialmente paralelas entre si. As áreas de encosto respectivamente previstas para compressão plana uma contra a outra são mantidas em sua posição mútua apenas pelas ligações aparafusadas.
As áreas de encosto das partes de caixa podem se tocar mutuamente já no estado não carregado da caixa, de modo que através de uma compressão plana das áreas de encosto forças podem ser anuladas. Divergindo disso, as partes de caixa pode, no entanto também ser de tal maneira projetadas que só quando de uma carga das partes de caixa áreas de en- costo entrem em contato entre si e atuem aliviando a carga. À diferença do estado atual da técnica, como é dado pela EP 1 068 093 B1, para o alívio da carga não são necessárias ligações não-soltáveis, de encosto intensivo, entre as partes de caixa, para se poder absorver altas forças de transmissão com a caixa. Não obstante, com a invenção podem ser alcançadas forças de extração que são superiores àquelas forças de extração alcançáveis com ligações aparafusadas.
Vantajosamente, cada parte de caixa pode ser provida de várias áreas de encosto, sendo que respectivamente duas áreas de encosto de distintas partes de caixa formam um par de áreas de encosto. Por orientação dos ao menos dois pares de áreas de encosto em direções espaciais distintas e divergentes da orientação das áreas de junta - considerando-se as ligações aparafusadas - podem ser absorvidas forças em ao todo três direções espaciais distintas. Uma configuração de acordo com a invenção especialmente conveniente pode então prever que as forças domináveis pelas áreas de encosto e pelas ligações aparafusadas formem um sistema de coordenadas cartesianas com eixos X, Y e Z. Com uma tal configuração de acordo com a invenção é possível absorver através das áreas de encosto ao longo do curso da linha divisória da caixa todas as forças de transmissão atuando como forças de empuxo.
Para se ligar entre si componentes como as partes de caixa mediante ligações aparafusadas, usualmente é necessário um pré-ajuste dos componentes, antes que os parafusos possam ser apertados. Para obtenção de um tal alinhamento dos componentes são necessários alojamentos para os componentes muito bem trabalhados e dispendiosamente configurados. Em conexão com a presente invenção, tais alojamentos podem ser construtivamente especialmente simples e pouco dispendiosos, pois as áreas de encosto previstas para o alívio da carga também podem assumir ao menos uma parte da função do alinhamento mútuo das partes da caixa.
Em conexão com as ligações aparafusadas, comprovou-se particularmente conveniente o emprego de parafusos de auto-atarraxadores ou auto-abridores de sulco. Como assim se pode evitar o corte separado de roscas, disso resulta uma fabricação e montagem da caixa de engrenagem especialmente eficientes.
Além de mecanismo de ajuste de comprimento de assento, a invenção também pode ser usada em conexão com mecanismo de ajuste de altura e de inclinação de assento. Outras configurações preferidas da invenção resultam das reivindicações, da descrição e do resumo. A invenção será descrita mais detalhadamente com base nos exemplos de execução apresentados claramente, esquematicamente nas Figuras. As Figuras mostram: Figura 1: uma representação em perspectiva de uma engrenagem e acordo com a invenção;
Figura 2: a engrenagem da Figura 1 em uma representação explodida;
Figura 3a: uma primeira parte da caixa em uma representação em perspectiva;
Figura 3b: uma segunda parte da caixa em uma representação em perspectiva;
Figura 4: uma outra caixa de engrenagem de acordo com a invenção, em um estado montado. A engrenagem de acordo com a invenção mostrada nas Figuras 1 e 2 é prevista para o ajuste de comprimento de assento de um assento de automóvel. Ela se encontra preferivelmente entre um trilho inferior e um trilho superior e é parte integrante de um mecanismo de ajuste de comprimento. Aqui, o trilho inferior é fixado em uma estrutura do lado do chão de um automóvel, enquanto o trilho superior é disposto no assento, e é ajustável em comprimento junto com o assento em relação ao trilho inferior. Ambos os trilhos podem repousar um sobre o outro através de um suporte deslizante ou através de corpos de rolamento. Esta construção fundamental de um mecanismo de ajuste de comprimento já é conhecida em si e não é representada em detalhes nas Figuras.
Os dois suportes de fuso 2 no lado extremo estão fixados ao trilho inferior. Um fuso 4 provido de uma rosca está montado à prova de rota- ção nos dois suportes de fuso 2. Sobre o fuso está disposta uma porca de rosca 5. A porca de rosca apresenta em sua área lateral uma endentação chanfrada 6, que desliza com uma espiral 7. Um eixo longitudinal 4a do fuso 4 e um eixo de rotação 7a da espiral 7 se estendem então perpendicularmente entre si. A espiral 7 é acionada rotativamente por um motor de acionamento elétrico não representado em maiores detalhes. Em lugar de um motor de acionamento, também poderia estar prevista uma ativação manual. O fuso 4 é enfiado através de duas pernas 8 paralelas entre si de um estribo de fixação 9 essencialmente em forma de U. A cada uma das pernas 8 se conecta uma perna de fixação 10, por meio da qual o estribo de fixação 9 está disposto no trilho superior. As pernas de fixação 10 são curvadas em cerca de 90° relativamente a sua respectiva perna 8.
No estribo de fixação 9 em forma de U está alojada uma caixa de engrenagem 11, que é guarnecida por dois amortecedores 12. Trata-se então respectivamente de um dos amortecedores entre a caixa de engrenagem 11 e uma das pernas 8. Pelos amortecedores 12 é impedida a transmissão de oscilações possíveis da engrenagem para o trilho superior e, assim, evitado também um perturbador desenvolvimento de ruído. A caixa de engrenagem 11 consiste no exemplo de execução em apenas duas partes de caixa 15, 16 em forma de valva, não representadas mais detalhadamente nas Figuras 3a e 3b, ou seja, uma tampa de caixa e uma base de caixa. O eixo longitudinal 4a do fuso 4 se encontra em um plano divisório da caixa, no qual esbarram uma na outra as duas partes de caixa com áreas de junção 18, 19, 20, 21; 18a, 19a, 20a, 21a. O eixo de rotação 7a da espiral se estende ademais perpendicularmente ao plano divisório.
As duas partes de caixa formam entre si um compartimento de alojamento 22, em que estão dispostos o fuso 4, a porca de fuso 5, a espiral 7 bem como 4 buchas de mancai (ver também Figura 2). Como o compartimento de alojamento 22 tem uma largura menor do que o diâmetro da porca de fuso 5, cada uma das partes de caixa 15, 16 tem na região de suas paredes laterais uma passagem 23, 23a. As partes de caixa apresentam, ainda, na região do plano divisório respectivamente dois entalhes 24, 25; 24a, 25a em forma de semicírculo contrapostos, que formam respectivamente aos pares uma reentrância, pela qual é atravessado o fuso 4. Em cada uma das reentrâncias está disposta uma bucha de mancai 26, 27, em que está montada a porca de fuso (Figura 2).
Como se pode depreender das duas representações da Figura 3a e da Figura 3b, em prolongamentos 28, 28a superiores, em forma de semicírculo, das partes de caixa 15,16 existe igualmente respectivamente uma reentrância 29, 29a. Essas reentrâncias 29, 29a servem para alojamento da espiral, que por estar montada por meio de buchas de mancai nas partes de caixa 15, 16.
As partes de caixa 15, 16 são pressionadas uma contra a outra no estado montado na região do plano divisório com suas áreas de junta 18-21; 18a-21a planas. Na região da borda do compartimento de alojamento 22 apresentam as partes de caixa 15, 16 várias áreas de encosto. Um primeiro tipo de áreas de encosto 31, 31a, 34, 34a, 36, 36a se estende então paralelamente ao plano X-Y e, assim, também paralelamente ao eixo longitudinal 4a do fuso. Um segundo tipo das áreas de encosto 30, 30a, 32, 32a, 33, 33a, 35, 35a, pelo contrário, está alinhado paralelamente ao plano X-Z e, assim, perpendicularmente às áreas de encosto 31, 31a, 34, 34a, 36, 36a do primeiro tipo. Ambos os tipos de áreas de encosto estão ademais alinhados perpendicularmente às áreas de junta 18-21; 18a-21a, que por sua vez se estendem paralelamente ao plano Y-Z. Cada uma das áreas de encosto em uma das partes de caixa 15, 16 tem um pendente na respectiva outra parte de caixa 15, 16. No estado montado de ambas as partes de caixa são assim formados vários pares de áreas de encosto 30, 30a; 31, 31a; 32, 32a; 33, 33a; 34, 34a; 35, 35a; 36, 36a de ambas as partes de caixa, que se estendem respectivamente paralelamente entre si e se contrapõem diretamente.
Como se vê especialmente na Figura 3a, uma parte das áreas de encosto é executada em um prolongamento 40 inferior, aproximadamente quadriforme, da parte de caixa 15. Esse prolongamento 40 apresenta as duas áreas de encosto 30, 32 planas, que se estendem paralelamente ao plano X-Z bem como a área de encosto 31, que é alinhada paralelamente ao plano X-Y. Na outra parte de caixa 16 estão previstas em um contradesmolde 41 as áreas de encosto 30a, 31a, 32a a isso ajustadas e respectivamente paralelas.
No outro lado do eixo longitudinal 4a do fuso estão formadas na região dos prolongamentos 28, 28a em forma de semicírculo em ambas as partes de caixa 15, 16 outras das áreas de encosto existentes respectivamente aos pares. Também aqui em ambas as partes de caixa primeiras áreas de encosto 33, 35; 33a, 35a estão alinhadas paralelamente ao plano X-Z e segundas áreas de encosto 34, 36; 34a, 36a paralelamente ao plano X-Y. Aqui também são formados respectivamente pares de área de encosto pelas áreas de encosto 33, 33a; 34, 34a; 35, 35a; 36, 36a.
As áreas de encosto em sua totalidade formam, assim, um tipo de encaixotamento de saliências e contradesmoldes. Pelo encaixotamento, de um lado, é predeterminada a posição relativa de ambas as partes de caixa 15, 16 entre si com relação a seu alinhamento mútuo ou posição no plano Y-Z (plano das áreas de junta). De outro lado, no estado montado da caixa, através das áreas de encosto do encaixotamento são absorvidas forças ou componentes de forças, que estão normalmente dirigidas para uma das áreas de encosto. Devido ao fato de que em ambos os lados do eixo longitudinal 4a do fuso estão presentes pares de área de encosto, é também possível absorver momentos atuando sobre a caixa em torno do eixo longitudinal 4a bem como em torno do eixo de rotação 7a através das áreas de encosto.
Para ligar entre si ambas as partes de caixa 15, 16 estão previstas duas ligações aparafusadas, que se contrapõem diagonalmente com relação ao compartimento de alojamento 22. Em outras formas de execução podem estar presentes uma única ligação aparafusada ou também três ou mais ligações aparafusadas, como mostrado a título de exemplo na Figura 4. Independentemente do número das ligações aparafusadas, no entanto, todos os parafusos previstos devem ser alinhados paralelamente entre si.
No exemplo de execução das Figuras 1, 2, 3a, 3b cada uma das ligações aparafusadas tem um parafuso de cabeça cilíndrica 44 auto- atarraxante do tamanho M 2,5 x 8. Tais parafusos de cabeça cilíndrica podem absorver torques maiores sem dano, em comparação com parafusos convencionais, especialmente parafusos de cabeça embutida ademais usuais. Os eixos longitudinais 44a dos parafusos 44 se estendem paralelamente entre si e paralelamente ao eixo de rotação 7a da espiral, isto é, paralelamente à direção X e, portanto, transversalmente à direção de marcha de um automóvel, Os parafusos estão encaixados respectivamente através de uma reentrância de passagem 45a, 46a da parte de caixa 16 e atarraxados em uma reentrância 45, 46 da outra parte de caixa 15. Eles formam, quando da montagem, a rosca interna na própria parte de caixa 15. Com apenas as duas ligações aparafusadas podem já ser obtidas forças de extração na direção dos eixos longitudinais de parafuso de 1500 N e nitidamente mais.
Para que a caixa juntamente com suas ligações aparafusadas seja construída tão compacta quanto possível, nas regiões de canto da parte de caixa 16, sobre a qual vêm a se posicionar as cabeças de parafuso, estão previstos achatamentos 47. Evita-se assim que as cabeças de parafuso se salientem além do contorno externo da parte de caixa 16. De outro lado, com isso, com relação ao plano X-Z é obtida uma configuração quase simétrica da caixa. Isso possibilita empregar em ambos lados da caixa amortecedores de configuração idêntica, o que mantém baixos os custos de ferramenta e portanto os custos de fabricação da engrenagem.

Claims (14)

1. Caixa de engrenagem (11) de uma engrenagem de ajuste para um dispositivo de ajuste de assento de um automóvel, que é prevista para alojamento de elemento de engrenagem da engrenagem de ajuste e provida de ao menos duas partes de caixa (15, 16), sendo que as partes de caixa (15, 16) apresentam duas reentrâncias para condução de um fuso (4) da engrenagem de ajuste, as partes de caixa são juntáveis ao longo de uma linha divisória como caixa (11), estando assim providas ao menos duas partes de caixa na região da linha divisória da caixa (11) com áreas de junta, que são previstas para encosto mútuo das partes de caixa (15, 16) por uma operação de junta das partes de caixa, caracterizada pelo fato de que adicionalmente às áreas de junta (18-21; 18a-21a), nas partes de caixa (15, 16) e adicionalmente na reentrâncias para condução do fuso estão presentes áreas de encosto (30-36; 30a-36a), que não estão alinhadas paralelamente às áreas de junta, sendo que através das áreas de encosto (30-36; 30a-36a) podem ser absorvidas aquelas forças de transmissão cuja direção de atuação se estende ao menos paralelamente a um segmento das áreas de junta (18-21; 18a-21a), e as partes de caixa são fixadas entre si por meio de uma ligação aparafusada, sendo que as áreas de encosto (30-36; 30a-36a) de uma parte de caixa (15, 16) são retidas relativamente às áreas de encosto (30-36; 30a-36a) da outra parte de caixa (15, 16) em sua posição mútua a-penas graças a ao menos uma ligação aparafusada, sendo que respectivamente duas áreas de encosto de distintas partes de caixa (15, 16) formam um par de áreas de encosto (30-30a, 32-32a, 33-33a, 35-35a, 31-31 a, 34-34a, 36, 36a), pelo menos ao menos dois pares de áreas de encosto (30-30a, 32-32a, 33-33a, 35-35a, 31-31 a, 34-34a, 36, 36a) são dispostos em direções espaciais distintas e divergentes da orientação das áreas de junta (18-21, 18a-21a), e nas áreas de encosto (30-30a, 32-32a, 33-33a, 35-35a, 31-31 a, 34-34a, 36, 36a) são previstos conjuntamente com as ligações apa-rafusadas para absorção de forças em três direções espaciais distintas.
2. Caixa de engrenagem de acordo com reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as ligações aparafusadas apresentam parafusos (44) auto-atarraxadores ou auto-abridores de sulco.
3. Caixa de engrenagem de acordo com pelo menos uma das reivindicações 1 ou 2 precedentes, caracterizada pelo fato de que as partes de caixa (15, 16) são ligadas entre si com quatro, de preferência com três e especialmente de preferência com apenas dois parafusos (44).
4. Caixa de engrenagem de acordo com reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que dois dos parafusos (44) se contrapõem diagonalmente com relação a um compartimento de alojamento (22) da caixa para alojamento de elementos de engrenagem.
5. Caixa de engrenagem de acordo com pelo menos uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que apresenta apenas duas partes de caixa (15, 16).
6. Caixa de engrenagem de acordo com uma ou várias das reivindicações precedentes, caracterizada por um plano divisório na região da linha divisória circunferencial da caixa, que é formada por áreas de junta (18-21; 18a-21a), sendo que várias áreas de junta planas se estendem paralelamente ao plano divisório.
7. Caixa de engrenagem de acordo com reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que as áreas de encosto (30-36; 30a-36a) absorvem todas as formas de transmissão resultantes na engrenagem de ajuste por um acionamento da mesma, cuja direção se estende no plano divisório ou paralelamente ao mesmo.
8. Caixa de engrenagem de acordo com pelo menos uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que parafusos (44) das ligações aparafusadas se estendem essencialmente paralelas entre si e se contrapõem diagonalmente com relação a um compartimento de alojamento (22) para a engrenagem formado pela caixa de engrenagem.
9. Engrenagem de ajuste para um dispositivo de ajuste de assento de um automóvel, abrangendo uma caixa de engrenagem em várias partes, cujas partes de caixa (15, 16) são fixadas entre si por meio de dispositivos de fixação, um fuso (4), que é guiado através da caixa de engrenagem, uma porca de rosca disposto no fuso (4), que é provida de uma rosca externa ou de uma endentação externa, e que está em engate com uma espiral (7), caracterizada por uma caixa de engrenagem como definida em pelo menos uma das reivindicações 1 a 9.
10. Engrenagem de ajuste de acordo com reivindicação 9, caracterizada por um fuso (4) fixo e à prova de rotação.
11. Engrenagem de ajuste de acordo com a reivindicação 6 ou pelo menos uma das reivindicações 9 e 10, caracterizada pelo fato de que o plano divisório da caixa se estende paralelamente ao eixo longitudinal do fuso (4).
12. Engrenagem de ajuste de acordo com reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o eixo longitudinal se situa no plano divisório.
13. Dispositivo de ajuste longitudinal para um assento de automóvel, que é provido de um trilho inferior previsto para aplicação a uma estrutura do lado de fundo de um automóvel, no qual está montado um trilho superior e é longitudinalmente deslocável relativamente ao trilho inferior, sendo que um movimento de acionamento rotativo de um dispositivo de a-cionamento, como um motor elétrico ou semelhante, por meio de uma engrenagem de ajuste é transformável em um movimento relativo translatório entre o trilho inferior e o trilho superior, caracterizado por uma engrenagem de ajuste como definida em pelo menos uma das reivindicações 9 a 12.
14. Dispositivo de ajuste longitudinal de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a engrenagem de ajuste está disposta em um compartimento oco entre o trilho superior e o inferior.
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