DE19541549A1 - Biegsame Welle, vorzugsweise für Verstellvorrichtungen von Fahrzeugsitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine biegsame Welle, die vorzugsweise für Verstellvorrichtungen von Fahrzeugsitzen bestimmt ist. Sie hat eine Seele, die in üblicher Weise aus einem biegsamen, aber torsionsfesten, Rundmate­ rial besteht, und einen diese Seele mit Luft umgebenden Mantel, der aus Kunststoff gefertigt ist. Der Mantel hat zwei Enden, an jedem Ende ist jeweils eine Hülse vorgesehen, die das Ende kappenartig umgreift. Aus dem Ende und damit auch aus der Hülse ragen Endbereiche der Seele frei her­ vor. Die Endbereiche sind unrund, typischerweise als Vierkant ausgeführt, an ihnen wird eine zu übertragende Drehbewegung eingeleitet bzw. entnom­ men.

Bei den biegsamen Wellen nach dem Stand der Technik ist die Geräusch­ entwicklung während des Betriebs störend. Die Seele reibt und schlägt, wenn sie gedreht wird, gegen unterschiedliche Teilbereiche der Innenwand des Mantels, dadurch werden Geräusche produziert. Insbesondere bei einer schwach gebogenen biegsamen Wellen tritt diese unerwünschte Geräusch­ entwicklung auf. Biegsame Wellen sind bei Verstellvorrichtungen von Fahr­ zeugsitzen ein sehr geeignetes Mittel, um einen motorischen Antrieb von einer Stelle auf eine andere zu übertragen, beispielsweise von der linken Sitzseite auf die rechte oder vom Bereich der Sitzschiene einer Längsfüh­ rung in den Bereich eines Sitzträgers. Bei Fahrzeugsitzen verändern sich bei vielen Einstellungen die Entfernungen zwischen zwei Teilen,beispiels­ weise zwischen der Sitzschiene und dem Sitzträger, wenn eine Höhenver­ stellung oder eine Neigungsverstellung des Sitzes vorgesehen ist. Biegsame Wellen können ähnlich wie Bowdenzüge bequem dort eingesetzt werden, wo sich die Antriebsseite und/oder die Abtriebsseite innerhalb eines vorgege­ benen Bereichs bewegen darf, also nicht ortsfest ist. Durch die unter­ schiedlichen Positionen einer biegsamen Welle stellt sich diese in unter­ schiedlichen Krümmungen ein, je nach Krümmungszustand sind die Ge­ räuschverhältnisse anders.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, unter Beibehaltung der Vorteile der biegsamen Welle nach dem Stand der Technik diese hinsichtlich ihrer Geräuschentwicklung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der biegsamen Welle der eingangs ge­ nannten Art gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Erfindungsgemäß wird eine bewußte und permanente Anlage der Seele an vorgegebene Innenwandbereiche des Mantels dadurch erreicht, daß der Man­ tel Deformationen, die bereichsweise ausgebildet sind, aufweist und die so ausgeführt sind, daß die Seele im praktischen Betrieb nicht mehr hin- und herwandert, insbesondere bei unterschiedlicher Krümmung der biegsamen Welle, sondern bevorzugt in einem Bereich bleibt. Auf diese Weise werden die Geräuschentwicklungen verringert. Ein Hin- und Hergehen und Schlagen der Seele tritt nicht mehr auf, vielmehr hat die Seele aufgrund der Defor­ mationen des Mantels eine konkrete Lage, die auch bei unterschiedlichen Krümmungen beibehalten wird.

Demgemäß werden die Deformationen so gewählt, daß die Seele bei dem er­ forderlichen Freiraum, den sie innerhalb des Mantels hat und behalten muß, eine vorgegebene Position beibehält und sich nicht selbst einen Ort innerhalb des Querschnitts des Mantels aussuchen kann. Dabei ist die See­ le nicht innerhalb des Mantels eingequetscht, sondern liegt mit einer ela­ stischen Vorspannung am Mantel an. Diese elastische Vorspannung ist in Abstimmung mit den mechanischen Eigenschaften der Seele und denjenigen des Mantels so gewählt, daß stets eine klar definierte Position der Seele innerhalb des Mantels erreicht wird, ohne das die Seele sich frei ihren Platz aussuchen kann, aber auch ohne daß die Seele zu stark vom Mantel belastet oder gedrückt würde.

Die Deformationen können auf vielerlei Art erreicht werden, hierzu kann der Mantel plastisch und/oder elastisch deformiert werden. Plastische De­ formationen sind so ausgeführt, daß der Innenquerschnitt des Mantels nicht mehr rund, sondern nunmehr unrund ist, beispielsweise länglich, z B. schlitzförmig. Die Seele liegt dann ausgehend von ihrer Achse an zwei um 180° versetzten Bereichen des Mantels an, im übrigen ist sie frei. Eine weitere Deformation, die in Entfernung von der ersten Deformation ange­ ordnet ist, ist dann vorzugsweise so versetzt, daß nunmehr eine um 90° gedrehte Anlage innerhalb eines länglichen Innenprofils des Mantels erzielt wird. Auf diese Weise erhält die Seele Abstützungspunkte innerhalb des Mantels, ohne eingeklemmt zu sein. Typische Ausbildungen permanenter Deformationen des Mantels sind Anquetschungen, punktförmige Einwölbun­ gen, Anstauchungen und peripher zumindest teilweise umlaufende Einprä­ gungen. Damit ist jedoch die Anzahl der möglichen permanenten Deforma­ tionen noch nicht erschöpft. Bei den permanenten Deformationen kann man sich zu nutze machen, daß das Material des Mantels ein thermoplastischer Kunststoff ist oder für das Material des Mantels ein solcher gewählt wer­ den kann. Thermoplastische Kunststoffe lassen sich durch Wärmeeinwir­ kung, aber auch durch Kaltverformung, dauerhaft verformen.

Eine elastische Ausbildung der Deformationen geschieht üblicherweise durch zusätzliche Verformungsteile, die ständig am Mantel anliegen und den Mantel so verformen, daß die gewünschte bereichsweise Anlage der Seele an versetzt zueinander angeordneten Anlageflächen des Mantels erre­ icht wird. Typische Verformungsteile dieser Art sind Clips, die außen auf den Mantel aufgesteckt werden, und seinen Innenquerschnitt länglich ver­ formen, selbst aber elastisch sind. Weiterhin kommen Klammern in Betracht, die selber Federeigenschaften aufweisen und ebenfalls den ursprünglich runden Innenquerschnitt des Mantels verformen. Über angesetzte Klemmen können ebenfalls Deformationen elastisch ausgebildet werden. Weiterhin kann als Verformungsteil eine starrere Schraubenfeder mit sehr wenigen Windungen und grober Länge eingesetzt werden, also eine Schraubenfeder, die beispielsweise nur eine Windung pro 4 bis 7 cm aufweist. In ihr befin­ det sich der Mantel. Aufgrund der Anlage des Drahtes, aus dem die Schraubenfeder hergestellt ist, wird der Mantel ebenfalls in Form einer Schraubenfeder verfolgt, wodurch die Seele stets an gleichbleibenden, win­ kelmäßig aber wechselnden Teilbereichen des Innenmantel anliegt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, sowie aus der nun folgenden Beschreibung von nicht ein­ schränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung im folgenden näher erläutert werden. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer biegsamen Welle mit einer mittigen Deformation in Form von zwei diametral gegenüberliegenden An­ quetschungen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Welle gem. Fig. 1 im Bereich der beiden Anquetschungen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Welle gem. Fig. 1 in Nähe eines Endbe­ reichs,

Fig. 4 ein axiales Schnittbild eines Teils einer biegsamen Welle mit einer Anstauchung als Deformation,

Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise als Schnittbild ausgeführt, eines Teils­ tücks einer biegsamen Welle,

Fig. 6. ein axiales Schnittbild eines Teilstücks einer biegsamen Welle mit einem Verformungsteil in Form einer Schraubenfeder,

Fig. 7 ein axiales Schnittbild eines Teilstücks einer biegsamen Welle mit einem aufgesetztem Clip als Verformungsteil und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Clips, wie er in Fig. 7 eingesetzt ist.

In bekannter Weise besteht die biegsame Welle aus einer Seele 20 und ein­ em diese umhüllenden und schützenden Mantel 22. Die Drehbewegung wird über die Seele 20 übertragen, durch den Mantel 22 wird sichergestellt, daß bei einer Bewegung der biegsamen Welle niemals die Seele 20 in Kontakt mit einem anderen Teil kommen kann.

Der Mantel 22 hat zwei Enden, auf jedes Ende ist jeweils eine Hülse 24 aus Kunststoff aufgesteckt. Aus dem Ende des Mantels 20 und damit aus der Hülse 24 ragt ein Endbereich 26 der Seele 20 hervor, er ist im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit einem Vierkant 28 versehen.

Im Mittelbereich des Mantels 22 sind zwei gegenüberliegende Deformationen 30 mit einer Länge von etwa 30 mm erkennbar, in ihnen ist ein Bereich des Mantels 22 parallel zu dessen Achse zusammengepreßt, so daß eine Quer­ schnittsform entsteht, wie sie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Derartige Defor­ mationen 30 werden als Anquetschungen bezeichnet, Anquetschungen können kalt oder auch unter Zuhilfenahme von Wärme durch Pressen erreicht wer­ den. Zweckmäßigerweise wird hierfür ein geeignetes Preßwerkzeug benutzt.

Je nach Länge der biegsamen Welle sind mehrere Deformationen 30 in Ab­ ständen von beispielsweise 2 bis 10 cm hintereinander angeordnet. Defor­ mationen 30, wie sie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich sind, werden so hintereinander angeordnet, daß sie jeweils winkelmäßig, z. B. um 90°, ver­ setzt sind. Die Deformationen 30 sind typischerweise 0,5 bis 8 cm, vorzugs­ weise zwischen 3 und 4 cm lang.

Das Querschnittsbild gem. Fig. 2 im Bereich der Deformationen 30 zeigt, daß die Seele 20 oben und unten am Innenbereich des Mantels 22 anliegt, jedoch nicht seitlich. Sie wird damit nicht eingequetscht, vielmehr federn die Mantelbereiche oben und unten bei Erfordernis aus und halten sie die Seele 20 nur so stark elastisch zwischen sich, daß diese sich noch frei drehen, aber sich nicht mehr einen anderen Platz als den dargestellten in­ nerhalb des Querschnittbildes suchen kann.

Anders liegen die Verhältnisse außerhalb der Deformationsbereiche 30, ein derartiges Querschnittsbild zeigt Fig. 3. Die Deformationen 30 werden so nahe beieinander angeordnet, daß beim Normalbetrieb die Seele 20 zwischen Deformationsbereichen nicht den Mantel berührt, wie dies auch in Fig. 3 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung der Deformationen 30, hier ist der schlauchförmige Mantel 20 in seiner Längsrichtung, nämlich entlang der beiden Pfeile, gestaucht, die dadurch eingerichtete Deformationen 30 hat ebenfalls einen länglichen Querschnitt, der allerdings mehr oval ist als das Querschnittsbild gem. Fig. 2. Auch die Anstauchung, wie sie aus Fig. 4 ersichtlich ist, kann mit und ohne Zuhilfenahme von Wärme mit einem ge­ eigneten Stauchwerkzeug durchgeführt werden.

Fig. 5 zeigt punktweise Deformationen 30, wie sie typischerweise durch ein spitzes, erwärmtes und radial zum Mantel einwirkendes Werkzeug erreicht werden. Der Mantel 22 wird nach ihnen so deformiert, daß seine Innenwand kleine Kuppen bildet. Die Seele 20 liegt dann zwischen dem Gipfelpunkt der Kuppen und der gegenüberliegenden Innenwand der dort unverformten Man­ telinnenfläche an. Wie Fig. 5 zeigt, ist eine weitere punktförmige Deforma­ tion 30 um 90° versetzt rechts von der schnittbildlich gezeigten Deformati­ on 30 vorgesehen. Auf diese Weise wir über die gesamte Länge der biegsa­ men Welle ein allseitige Anlage der Seele 20 an Teilbereiche des Mantels 22 bewirkt.

In einer Abwandlung kann Fig. 5 so ausgeführt werden, daß die Seele 20 nur auf Kuppen von punktförmigen Deformationen 30 ruht. Hierzu sind in einer radialen Ebene zwei, drei oder mehrere punktförmige Deformationen 30 vorgesehen, die mit ihren Kuppen die Seele 20 berühren und auf diese Weise örtlich mit leichtem Anlagedruck fixieren.

In der Ausführung gem. Fig. 6 ist der Mantel 22 nicht, wie dies in den vor­ angegangenen Ausführungsbeispielen der Fall ist, dauerhaft verformt, son­ dern elastisch verformt, diese Verformung wird durch Hilfe eines perma­ nent angebrachten Verformungsteils 32 bewirkt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 handelt es sich um eine Schraubenfeder, die außen an der Au­ ßenwandung des Mantels 22 anliegt und so bemessen ist, daß ihr lichter Innendurchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser des Mantels 22 ist. Da dieses spezielle, aus einem schraubenlinienförmigen Draht gebogene Verformungsteil 32 wenige, weit auseinanderliegende Windungen hat, ver­ formt sich der Mantel 22 schnittbildlich gesehen etwa wellenförmig. Es kommt dadurch zu einem punktweisen oder bereichsweisen Anliegen der Seele 20 im Bereich von Deformationen 30.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 wird die Deformation 30 wiederum durch ein Verformungsteil 32 erzielt, das diesmal als Clip ausge­ führt ist. Dieser Clip 32 ist so bemessen, daß er den Querschnitt des Man­ tels 22 ähnlich verformt, wie dies im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 der Fall ist. Clips werden beispielsweise aus Kunststoff hergestellt, sie werden auf den Mantel 22 in radialer Richtung aufgeschoben. Derartige Clips ha­ ben den Vorteil, daß sie zugleich zur Fixierung der biegsamen Welle heran­ gezogen werden können.

Claims (10)

1. Biegsame Welle, vorzugsweise für Verstellvorrichtungen von Fahrzeug­ sitzen, mit einer Seele (20) und einem aus Kunststoff gefertigten Mantel (22), der die Seele (20) mit Zwischenraum umgibt und zwei Enden auf­ weist, aus denen einerseits jeweils ein Endbereich der Seele (20) her­ ausragt und auf die andererseits Hülsen (24) aufgeschoben sind, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mantel (22) bewußt geschaffene, be­ reichsweise ausgebildete Deformationen (30) aufweist, in denen die In­ nenwand des Mantels (22) ständig an der Seele (20) anliegt.

2. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die De­ formationen (30) eine Länge von maximal 8 und minimal 0,5 cm haben, vorzugsweise daß ihre Länge zwischen 3 und 4 cm liegt.

3. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die De­ formationen (30) des Mantels (22) plastische Deformationen des Materi­ als des Mantels (22) sind.

4. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die De­ formationen (30) des Mantels (22) elastische Deformationen sind und durch auf den Mantel (22) außen aufgesteckte Verformungsteile (32) auf­ rechterhalten sind.

5. Biegsame Welle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ formungsteile (32) Clips, Klammern und/oder Klemmen sind.

6. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Be­ reich der Deformationen (30) der Innenquerschnitt des Mantels (22) un­ rund ist.

7. Biegsame Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Be­ reich der Deformationen (30) der Querschnitt des Mantels (22) länglich, insbesondere schlitzförmig ist.

8. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Mantels (22) auf einer wellenförmigen Linie verläuft.

9. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Man­ tel (22) mehrere, hintereinander angeordnete Deformationen (30) hat, die einen Abstand von 2 bis 15 cm, vorzugsweise von 3 bis 8 cm haben.

10. Biegsame Welle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß hinter­ einanderliegende Deformationen (30) winkelmäßig versetzt angeordnet sind.