CN1982116A - Slv传动装置的主轴和主轴支架之间的形锁合连接 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于汽车座椅调节驱动装置的主轴(5)的支承部，其中支承部(60)构成为金属块，其中所述支承部(60)具有一通孔(61)，主轴(5)的一端部位于所述通孔(61)内并且在此通孔内被支承部(60)的压入主轴(5)的主轴螺纹(5a)内的材料(60z)固定。

Description

SLV传动装置的主轴和主轴支架之间的形锁合连接

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分特征的汽车座椅调节装置的驱动装置的支承部。

背景技术

在EP 1068093131中描述了一种已知的用于座椅调节装置的驱动装置。在此文献和本申请的图1中示出该驱动装置。如由图1可见，一个支承板1配备给上轨道3，汽车的座椅待固定在所述支承板1上。在支承板1上设置用于发动机2的固定垫板11，从而发动机可以与固定板1固定连接并且因此与上轨道连接。在发动机2两侧设置驱动轴21、22。由此可以使用柔性的轴。驱动轴21、22构成与传动装置9的连接，传动装置在EP 1068093131中详细描述。传动装置9位于一个U性的具有固定孔8a的吊环8中，传动装置9通过固定孔固定在上轨道3上。

上轨道3直接或经由未示出的调节和/或支承元件在一个固定在汽车底板上的下轨道4上滑动。在上轨道3和下轨道4的功能位置，上轨道3和下轨道4通过它们的接触或支承区域这样固定，使得形成一个空腔。在这个空腔内设置一个丝杆5。该丝杆5被安装在支承部6a和6b之间，所述支承部固定设置在下轨道4上。由此支承部6a和6b具有固定孔6e，合适的螺旋连接件或类似的固定装置穿过所述固定孔并且固定在下轨道4的固定孔4a上。主轴5自身通过合适的固定螺母6c固定拧紧在支承部6a和6b上。

在图1中示出的驱动装置中支承部6a和6b的构造证明是不利的。

L形构成的支承部6a和6b通常构成为冲压弯曲件。支承部首先由金属板冲压成条形的元件并且紧接着弯曲成直角。这种冲压弯曲件制造相对简单并且因此价格便宜。但是支承部的非常小的强度证明不利的。已知这种冲压弯曲件在碰撞的情况下只能承受有限的力。在碰撞试验中已经表明，这种冲压弯曲件只能承受相对较小的直至大约20kN的力，而不例如由于断裂失去其规定的功能。

例如在WO 86/06036A1、DE 10003305C1和DE 4301241C2中描述了其它的用于座椅调节驱动装置的支承部。例如DE 10003305C1公开一种用于防扭转地固定主轴的支承部，其构成为两壳体并且在其内表面上在一个壳体或两个壳体上具有一个轮廓部，该轮廓部与待固定的主轴的螺纹不一致。主轴在这个两壳体的支承部中的固定基本上通过夹紧力实现，夹紧力在两个壳体连接时例如拧接或铆接产生。不利的是，这种类型的固定或支承在制造技术上非常麻烦并且这种由多个单个零件构成的结构不能在所有的工作情况下确保持久的连接，以承受所需要的力。

申请人在分案申请DE 102004001624 B3中描述了一种另外的方案。其中主轴端部例如通过激光焊接持久地固定在块状的支承部的槽形的容纳部中。

最后，DE 10200984A1描述了将主轴的端部插入一个管形的支承部中并且在那儿进行压紧。这在各对置侧的两个轴向隔开的区域内实现。必须使用非常大的压紧力进行工作。缺点在于，这种在短时间内进行的压紧过程中的如此高的压紧力会导致不合适的主轴的形状位置公差(Formlagetoleranzen)，由此主轴可能发生弯曲。

发明内容

本发明的目的是，提高一种支承部，通过这种支承部可以可靠地和持久地在座位纵向调节传动装置的主轴和主轴支承部之间实现连接，并且可以不会出现上述缺点。

上述目的通过一个构成为结实的金属块的支承部实现，其中所述支承部具有一容纳座椅纵向调节传动装置的主轴的一端部的通孔，其中主轴通过支承部的压入主轴的主轴螺纹内的材料形锁合地并且持久地固定在支承部中。

本发明的有利的效果源于两个方面，一方面在于支承部的金属块的材料比主轴的材料软，另一方面在于压紧过程，这种压紧过程不是瞬时地在支承部的金属块的较大表面区域上进行的，而是表现为连续地在一定时间长度内实现的、依次在支承部的不同区域上产生的变形，由此可以避免主轴的形状位置公差和由此产生的折弯。

另外可以产生这样的优点，即与通过激光技术进行金属构件的连接相比，本发明的方案提供了一种便宜的替换方案并且特别是适合于持久和形锁合地连接不能或很难焊接的材料。

此外的优点这样产生，即为了本发明的用于获得持久和形锁合的连接的变形方法具有较小的操作费用并且允许在制造过程中的简单的过程控制，由此此外可以确保保持待建立的连接的所需的形状及位置公差。因为所采用的变形方法此外无需特殊制造的工具，因此主轴和支承部之间的持久和形锁合的连接的相应建立无需高的费用并且无需在其它的分散加工位置的长的调整时间。

本发明的进一步构造是从属权利要求的内容。

附图说明

本发明的主轴和支承部之间的持久和形锁合的连接接下来借助于一个实施例连同其它的附图进行阐述，其中：

图1业已阐述的根据现有技术的驱动装置，具有一个在其端部上经由支承部固定的主轴，一个传动装置位于所述主轴上并且可沿着移动；

图2与图1类似的位于主轴上的传动装置，但是具有根据本发明的一个实施例构成的支承部；

图3本发明的支承部的透视图；

图4本发明的支承部的横向剖视图；

图5本发明的支承部的横向剖视图，具有插入通孔中的主轴；

图6最终制成的本发明的具有压紧区域的支承部的一个实施例；

图7在一个加工过的实施例上通过压紧实现的材料流动和主轴变形的示意图。

具体实施方式

在下面的附图中示出的相同的附图标记表示具有相同作用的构件，如果没有另外说明的话。

与图1相类似，在图2中也示出一个主轴5和一个可沿着主轴轴线A在主轴5上移动的传动装置9。传动装置9固定在已知的U形支承部8上，U形支承部8经由固定孔8a固定拧紧在汽车座椅的上导轨3上(见图1)。

与图1不同的是，主轴5在其端部5a上与特别构成的支承部60固定连接，所述支承部在图3至图6中还要详细阐述。与在图1中示出的L形的构成为冲压弯曲件的支承部6a和6b相比，支承部60包括一个结实的金属块，其具有一个通孔61用于安装主轴5，其中主轴5通过支承部60的压入主轴5的主轴螺纹内的材料形锁合地并且持久地固定在支承部60中。在主轴5和支承部60之间的固定没有如图1所示借助于在冲压弯曲件6a和6b的相对薄的材料区域内的螺纹连接6c实现，而是通过支承部60的材料形锁合压入主轴5在通孔61区域内的螺纹内，由此此外相对于由冲压弯曲件制成的支承部在碰撞情况下能够承受显著大的力，而在碰撞时不损害规定的功能例如座椅、安全带和安全气囊的共同作用。

图3示出了本发明的支承部60的实施方式的透视图。支承部60包括一个平板形状的水平的臂66和一个通过表面60a、60b、60c、60d、60e和60f限定的金属块，其中金属块和水平的臂66例如共同地由实心的工件例如通过铣削由单个的金属块形成，从而在臂66和通过表面60a、60b、60c、60d、60e和60f限定的金属块之间不需要附加的、削弱整体结构强度的连接技术。

整体结构强度仅仅通过所使用的材料的特性和所使用的材料厚度确定，并且与上述通过由冲压件弯曲成形的L形结构相比，在从臂66至通过表面60a、60b、60c、60d、60e和60f限定的金属块之间的过渡区域内的支承部60的结构不会在制造技术上被削弱。

此外，根据图3的支承部60具有在平板形状的水平的臂66中加工的固定孔63和一个在通过表面60a、60b、60c、60d、60e和60f限定的金属块中加工的固定孔62。根据图3的支承部60同时具有一个通孔61，该通孔在金属块的两个端面60e和60f之间延伸。

如图3的透视图所示，支承部60在此实施例中同样L形构成并且具有一个平板形状的水平的臂66以及一个垂直的臂，该垂直的臂构成为由实心材料制成的实心件并且具有一个底面60a、两个对置的表面60c、60d、两个对置的端面60e、60f和一个上表面60b，其中在根据图3的示例的实施形式中对置的表面60a和60b、60c和60d、60e和60f分别平行地延伸并且不相互平行延伸的表面例如60b和60c或60b和60d彼此垂直地延伸，从而总体上构成一个长方体的结构。

由上述表面60a至60f限定的支承部的垂直臂然而不限于在这个实施例中示出的严格直角的构造，而是可以具有任意其它的对于最佳应用(可供使用的空间，与支承部的容纳部的轮廓可能的匹配)所必需的合适的形状，只要确保在支承部60和主轴5之间的形锁合连接具有所需要的强度。

图4在一个简单的横截面示意图中示出根据图3的支承部并且包括一个第一固定孔62和一个第二固定孔63、一个水平的臂66和一个用于容纳和持久固定主轴5的通孔61。

在平板形状的水平的臂66中加工至少一个固定孔63。固定孔63与在通过表面60a和60b、60c和60d、60e和60f限定的金属块中可选择加工的固定孔62用于将支承部60经由下轨道4(见图1)借助于合适的固定元件例如螺钉固定在汽车底板上。

在至少一个固定孔63的情况下，固定元件例如是螺纹连接或制成铆钉头。在螺旋连接时，第一固定孔63例如具有一个内螺纹，通过此内螺纹与一个螺钉的拧接建立与下导轨4并且与汽车底板的连接，所述螺钉具有相应螺纹且具有超过碰撞负载的必要强度(螺钉的螺钉的拉伸强度或剪切强度)。

固定孔63也可以构成为没有螺纹的具有相应直径的通孔，以便通过穿过通孔引导的具有相应的强度的螺钉与一个相应的螺母例如自锁的夹紧螺母的螺旋连接建立与下轨道4并且与汽车底板的连接。

螺钉的直径和至少一个固定孔63的直径在此这样选择，使得螺钉一方面在组装过程中能够足够容易地穿过固定孔63引导，另一方面在螺钉的外直径和固定孔63的内直径之间的间隙如此小，使得在碰撞时作用在座椅和因此支承部60上的力在相当大的程度上被转移到下轨道4和汽车底板上。

水平的臂66的尺寸例如材料厚度、长度和宽度同时这样设计，使得碰撞时所承受的最大的力的接收和进一步传送能够确保无损害地在预定的变形范围内实现。

与在水平臂66中的至少一个固定孔63相比，在图4中示出的业已由图3中已知的固定孔62可选择不构成为通孔，而是构成为具有确定深度的埋头孔。在固定孔62的情况下，固定元件例如是螺纹连接或容纳部，用于容纳相应成形的、配合精确地插入固定孔62中的、例如设置在下轨道4上的对应块。在螺纹连接中，固定孔62例如具有一个内螺纹，通过此内螺纹与一个螺钉的拧接建立与下导轨4并且与汽车底板的连接，所述螺钉具有相应螺纹、相应长度且具有超过碰撞负载的必要强度(螺钉的拉伸强度或剪切强度)。

如果通过固定孔63的固定，在支承部60和下轨道4或汽车底板之间的连接，特别是在固定孔63的轴向方向上，已经获得足够的机械强度，那么固定孔62可以如上所述在支承部60的一个制造技术上简化的、价格便宜的实施方式中构成为简单的没有内螺纹的埋头孔。

埋头孔可用作容纳例如位于下轨道4上的配合精确的对应块，通过在固定孔63中建立的固定，所述对应块可靠地固定在固定孔62中并且因此确保支承部60在朝向主轴5的轴向上的固定。此外这些上述的固定的实施形式在相应的尺寸设计和配合精确性时可以承受较大的侧向力，其在这种情况下不必仅通过固定孔63的固定传递。这种实施方式特别也在装配支承部60时带来时间上的和费用上的优点，因为在这种情况下为此只需建立几个螺旋连接，但是同时确保支承部60的精确定向和容纳较大的侧向力。

图5示出了支承部60的横截面剖视图，其中示出了主轴5的位于根据本发明的支承部60的通孔61中的一端部。通孔61的直径这样选择，使得主轴5一方面无需费太大的力就可以插入通孔61中，另一方面在主轴5的通过主轴螺纹5a确定的外直径和通孔61的内直径之间的间隙如此小，使得在以后压紧支承部60和主轴5时在通过压紧产生的力作用下实现从支承部60向主轴螺纹5a的足够的材料流动，以便在支承部60和主轴5之间形成的期望的形锁合的持久的连接具有足够的强度。

在图5中用F1示例表示在支承部60和主轴5之间建立形锁合连接时至少一个力作用的可能的位置和方向。这个力作用经由一个合适的工具例如一个在施加力作用的端面上轻微倒圆的冲头作用在待加工的工件上，在此为支承部60。力作用在此基本上垂直于支承部60的一个表面实现，例如在图5中垂直于表面60b。在此，施加力作用的冲头在加工支承部60的期间附加地绕一个预定的角度以旋转运动形式围绕冲头在表面上的支点从待加工的表面的垂直线翻转，并且接连在360°圆周的所有方向上。

由此产生施加力作用F1的冲头(压紧工具)的摆动运动，通过此摆动运动，支承部60在此力作用位置连续地塑性变形直至较深的材料区域。通过合适地选择力作用F1的数值可以使得力作用与支承部材料的深度相适应。

在这种情况下包围用于容纳主轴5的通孔61的材料的材料厚度这样选择，使得一方面支承部60相对于在碰撞情况下产生的力具有足够的强度，并且另一方面通过所述的力作用F1引起的支承部60在主轴螺纹5a的区域内的材料塑料变形产生支承部60的材料的材料流动，其根据本发明将支承部60的材料60z可靠地并且持久地压入主轴5的主轴螺纹5a内。同时在支承部60的表面60b上构成一个凹部60y。

在上述现有技术的对工件的较大区域的瞬时压紧的方法中通过施加一个一次性的在短时间内在较大的表面上同时作用的力作用，而在本发明中力作用F1在支承部60的材料的塑料变形的过程中的每个时刻在空间上限于力作用的各个位置的周围，由此与现有技术的压紧相反，可以以显著较小的压紧力(峰值力)在一个较长的作用时间内加工，由此获得在较长的时间内在较小的步骤中实现的塑性变形，由此避免不期望的主轴5的形状位置公差，其例如导致主轴5的不期望的折弯。

为了获得支承部60和主轴5之间形锁合的持久连接所需要的整体强度，施加力作用F1的冲头不仅以所述的摆动运动在长时间内作用在支承部60的一个位置上，而且附加地以一种方式在待加工的支承部60的表面上移动，从而总体上产生一个面状的作用在支承部60的材料上的力作用F1，并且因此在一个相应扩张的区域内将支承部60的材料60z在通孔61的区域内压入主轴5的主轴螺纹5a内。

根据本发明，支承部60和主轴5的材料这样选择，使得支承部60的通过表面60a、60b、60c、60d、60e和60f限定的、具有用于容纳主轴5的通孔61的金属块的材料比主轴5的材料软。目的在于，在通孔61的区域内的压紧过程发生之后主轴螺纹5a的初始结构尽可能保持不变。

这确保，通过压紧过程引起的支承部60在力作用F1的区域内的材料的塑性变形实现支承部60的软材料向由较硬的材料制成的主轴5的螺纹5a中的材料流动，由此形成支承部60和主轴5之间形锁合的持久的连接所需要的强度。证明有利的是，支承部60的材料比主轴5的材料大约软20％至30％。

在此情况下利用由100CR6钢制成的主轴5和由易切削钢制成的支承部60进行本发明的压紧试验。相应的结果在图7中看出并且在下面进一步阐述。

如上所述，力作用F1通常构成为面状。力作用F1作用限定支承部60的具有穿孔61的金属块的至少一个表面的至少一个表面区域上。通常将力作用F1施加在表面60b上，由此在通孔61的区域内支承部60的面向上表面60b的材料被压入主轴5的主轴螺纹5a内。

根据本发明，因为主轴5由一种相对于支承部60较硬的材料制成，所以作用在例如上表面60b上的力作用F1的后果是，在作用主轴5的边界面上和通孔61的与上表面60b对置的区域内(在此为朝向边界面60a的区域)的力作用同样导致塑性变形，这导致支承部60的软材料向主轴螺纹5a的硬材料内的材料流动，然而在程度上小于在直接力作用F1的区域内。

在本发明的另外一个实施形式中，限定支承部金属块的各表面的其中一个表面的多个分离的表面区域可以利用相应的起变形作用的力作用F1加载，或者例如限定支承部金属块的各表面的其中多个表面的一个或多个分离的表面区域利用相应的力作用F1加载。它们可以是通常对置的表面，但是也可以是作用表面的数值和数量以及力作用F1的方向的任意其它组合，其中仅当力作用施加在侧向于主轴5的轴线定向的表面上时，才能测得合适的强度值。

从而在支承部60和主轴5之间连接的制造过程中满足非常弹性的可能的要求，例如会出现这种情况，即，不是所有的限定具有通孔61的金属决的表面在制造过程中都是可以接近以施加力作用的。

支承部60和主轴5之间连接的最终可取得的强度的重要因素如下：

■通孔61的长度和直径，其限定可供压紧所使用的最大表面，其中通孔61的直径与主轴5的直径相对应并且通孔的长度与支承部的尺寸设计有关；

■被选择为施加用于压紧的力作用F1的表面的数量、尺寸和方向；

■机械力作用F1的数值和施加力作用F1的冲头的尺寸；

■力作用相对于主轴轴线的方向，其中当力垂直于主轴的轴线施加在平行于主轴轴线并且因此平行于通孔61的表面上时，实现支承部材料向主轴螺纹内的最大的期望的材料流动；

■支承部60和主轴5的材料的绝对硬度和相对硬度。

如上所述，在本示例的实施方式中利用易切削钢或100CR6钢作为支承部60或主轴5的材料，原则上所有这些材料都适合用作支承部60和主轴5的材料，所述材料可以塑性变形，并且通过这些材料可以获得主轴5和支承部60之间所期望的硬度差，并且特别是支承部60或主轴5之间的连接可以获得所需要的强度值。

如由图5可以看出，主轴5在与主轴60压紧之前这样选择性地放置在通孔61中，使得主轴5的端侧的端部65由通孔61中伸出一定部分，其中不会由此破坏由固定孔63建立的连接的可接近性。根据本发明，主轴5的由通孔61中伸出的端侧区域65可进行周边卷边或制成铆钉头(vernieten)。

通过周边卷边或制成铆钉头，导致在通孔61的区域内的围绕支承部60的端面的材料流动，由此附加地提高主轴5和支承部60之间连接的整体强度。为周边卷边或制成铆钉头所需要的作用在主轴5的端侧端部上的力作用在图5中示例地用F2示出。使用根据现有技术的已知的制造技术方法形成周边卷边或制成铆钉头。

图6示出了一个示例实现的实施方式在压紧状态下的照片。可以看到插入通孔中的具有主轴螺纹的主轴(相应于图5中的主轴5和主轴螺纹5a)，其中主轴的端部从通孔中伸出一定部分(在附图右侧，见图5)。如上所述，主轴的这个区域可选择性地进行周边卷边或制成铆钉头，从而获得整个连接的提高的强度。

同样由图6右下侧可以看到在支承部的水平臂中的固定孔(对应于图3和图4中的水平臂66，和图3至图5中的固定孔63)，其中固定孔在此设有内螺纹。也可以清楚看到通过相应的表面限定的支承部的垂直臂，其构成为由实心材料构成的实心块。如图6所示，限定支承部的垂直臂的表面不限于直角的结构，从而图3至5中的表面60b在此由三个表面替换，其中一个表面尽可能水平定向，然而其余两个表面倾斜延伸，并且因此总体上形成一个屋顶形的结构。然而所有的表面在这个实施例中平行于主轴的轴线定向。

此外由图6可以清楚看到，用于压紧支承部和主轴的力作用(对应于图5中的F1)的表面区域。力作用在此作用在支承部的垂直臂的水平表面的较大的区域上，并且作用在上述倾斜设置的表面的各一个局部区域上。可以清楚看到支承部的材料变形，所述材料变形表示为在施加力作用的区域内相对于原始材料处于较深位置的表面。同样可以看到在支承部的上表面、特别是在倾斜延伸的表面的区域内通过机械力作用实现的材料的褶皱，这种褶皱与通过压紧产生的尖锐边缘区域或毛刺在接下来的加工过程能够被去除，以便例如在以后手工操作时避免伤害或避免由于突出的材料部分所引起的偏差。

图7示出了通过本发明的挤压实现的、在通孔的上部区域以及在面向力作用的区域(图片右侧)内的材料流动的例子，以及示出主轴或主轴螺纹由于压紧过程的力作用而发生变形的例子(图片左侧)。尽管期望可以在压紧区域内并且因此在通孔区域内的主轴或主轴螺纹的一定程度的变形，但是清楚的是，主轴螺纹的基本结构保持不变并且从而向螺纹的材料流动(见图7右侧)通过由此产生的在支承部和主轴之间的材料啮合会符合目的地导致主轴和支承部之间的形锁合的持久的并且牢固的连接。

附图标记清单

A   主轴轴线

1   支承板

2   发动机

3   上轨道

4   下轨道

4a  固定孔

5   主轴

5a  主轴螺纹

6a  支承部

6b  支承部

6c  螺纹连接

6e  螺纹连接

8   U形支承部

8a  固定孔

9   传动装置

11  固定垫板

21  驱动轴

22  驱动轴

60  支承部

60a 表面

60b 表面

60c 表面

60d 表面

60e 表面

60f 表面

60z 流入主轴5的螺纹5a内的材料

60y 凹部

61  通孔

62  固定孔

63  固定孔

65  端侧的主轴

66  臂

F1  力作用

F2  力作用

Claims (15)

1.一种用于汽车座椅调节驱动装置的主轴(5)的支承部，其中支承部(60)构成为金属块，其特征在于，所述支承部(60)具有一通孔(61)，主轴(5)的一端部位于所述通孔(61)内并且在此通孔内被支承部(60)的压入主轴(5)的主轴螺纹(5a)内的材料(60z)固定。

2.如权利要求1所述的支承部，其特征在于，支承部(60)的金属块的材料比主轴(5)的材料软。

3.如权利要求1或2所述的支承部，其特征在于，主轴(5)由钢制成，并且支承部(60)由钢制成。

4.如权利要求3所述的支承部，其特征在于，主轴(5)由100CR6钢制成，支承部(60)由易切削钢制成。

5.如权利要求2至4之一所述的支承部，其特征在于，支承部(60)的材料比主轴(5)的材料软大约20％至30％。

6.如权利要求1至5之一所述的支承部，其特征在于，支承部(60)的金属块构成为长方体，该金属块具有一个底面(60a)、两个对置的表面(60c、60d)、两个对置的端面(60e、60f)和一个上表面(60b)。

7.如权利要求6所述的支承部，其特征在于，通孔(61)在两个端面(60e、60f)之间延伸。

8.如权利要求6或7所述的支承部，其特征在于，支承部(60)的材料被压入主轴螺纹(5a)的区域内。

9.如权利要求8所述的支承部，其特征在于，主轴螺纹(5a)在所述区域内至少尽可能不发生变形。

10.如权利要求1至9之一所述的支承部，其特征在于，主轴(5)的端部(65)从通孔(61)伸出并且被周边卷边或制成铆钉头。

11.如权利要求1至10之一所述的支承部，其特征在于，支承部(60)的金属块具有一个L形的延伸部。

12.如权利要求6和11所述的支承部，其特征在于，所述L形的延伸部延长底面(60a)的一侧。

13.如权利要求1至12之一所述的支承部，其特征在于，支承部在其底面上具有至少一个固定孔(62、63)。

14.如权利要求1至13之一所述的支承部，其特征在于，主轴(5)的端部(65)从通孔(61)的端面伸出并且被周边卷边或制成铆钉头。

15.如权利要求1至14之一所述的支承部，其特征在于，在支承部(60)上并排设置两个变形区域。

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