DE202007016049U1

DE202007016049U1 - Linearelement zum Verfahren von Bauteilen oder Einbauten in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE202007016049U1
Application number: DE202007016049U
Authority: DE
Original assignee: Peguform GmbH
Current assignee: SMP Deutschland GmbH
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2017-11-16

Abstract

Linearelement zum Verfahren von Bauteilen oder Einbauten in Kraftfahrzeugen umfassend
– ein statisches Element (1),
– ein bewegliches Element (2) sowie
– einen elektrischen Antrieb (3),
wobei das statische Element (2) als Linearführung für das bewegliche Element (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
sowohl das statische als auch das bewegliche Element (1, 2) aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften und hoher Verschleißfestigkeit besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Linearelement zum Verfahren von Bauteilen oder Einbauten in Kraftfahrzeugen, das im Wesentlichen aus einem statischen Element, einem verschiebbaren Element und einem elektrischen Antrieb besteht.
Gattungsgemäße Linearelemente sind bekannt und werden insbesondere zur Höhenverstellung von Armlehnen im Innenraum von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die dabei eingesetzten kinematischen Bauteile weisen überwiegend Linearführungen aus Metall auf oder bestehen aus aufwändigen Konstruktionen aus Kunststoff im Verbund mit Metallen.
So wird in der DE 10 2004 048 701 A1 eine Vorrichtung zur Höhenverstellung einer Armlehne in einem Kraftfahrzeug beschrieben, die aus einem Stellantrieb besteht, der eine senkrecht angeordnete Antriebswelle antreibt, auf der eine Schnecke angeordnet ist, die selbsthemmend in eine Zahnstange eingreift, die mit einem senkrecht angeordneten Trägerelement für die Armlehne verbunden ist, das jeweils seitlich Vorsprünge zur Führung in einer Halterung aufweist. Diese Konstruktion ist relativ aufwändig und entsprechend teuer in ihrer Herstellung.
Aus der DE 10 2004 029 794 A1 ist eine höhenverstellbare Armlehne bekannt, die eine Armauflage umfasst, die auf ihrer Unterseite mit einem oberen Hohlkörper verbunden ist, der teleskopartig mit einem unteren karosseriefesten Hohlkörper einen Überschneidungsbereich bildet. Zur Höhenverstellung der Armlehne kann der obere Hohlkörper mit der Armauflage unter schiedlich weit in oder über den unteren Hohlkörper geschoben werden. Die Verschiebung der beiden Hohlkörper zueinander erfolgt vorzugsweise über einen Motor mit Hilfe eines Bandes, das unten um den oberen Hohlkörper herum geführt ist und auf der gegenüberliegenden Seite des unteren Hohlkörpers um eine daran befestigte Umlenkrolle gelenkt wird. Das freie Ende des Bandes ist auf einer karosseriefesten Aufwickelrolle aufgewickelt, die mit einem elektrischen Motor antreibbar ist. In der Ruhestellung blockiert der Motor die Aufwickelwelle, so dass sich diese nicht drehen kann. An dem oberen Hohlkörper und an der darunter liegenden Karosserie ist jeweils ein Ende einer vorgespannten Zugfeder angebunden, die permanent den oberen Hohlkörper nach unten zieht, wodurch das Band permanent gespannt ist. Zum Anheben der Armauflage muss das Band vom Motor angetrieben auf die Aufwickelrolle aufgerollt werden. Dadurch verkürzt sich die Länge des Bandes zwischen der Umlenkrolle und dem Anbindungspunkt auf der gegenüberliegenden Seite des unteren Hohlkörpers. Durch die Verkürzung dieser Länge des Bandes wird der obere Hohlkörper mit der Armauflage nach oben gedrückt. Zum Absenken der Armauflage dagegen muss das Band von der Aufwickelrolle abgerollt werden, wodurch sich die Länge des Bandes verlängert, so dass sich der obere Hohlkörper aufgrund der Kraft der Zugfeder senken kann.
Diese Antriebsvorrichtung mit Elektromotor, Band und Feder ist zwar einfach und robust, jedoch relativ aufwändig einzubauen, was sich entsprechend negativ auf die Herstellkosten auswirkt.
Es besteht somit weiterhin ein Bedarf an Linearelementen, die einfach und preiswert herzustellen sind und auch die sonstigen Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Linearelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Linearelements sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Linearelement zum Verfahren von Bauteilen oder Einbauten in Kraftfahrzeugen besteht im Wesentlichen aus einem statischen Element, einem beweglichen Element sowie einem elektrischen Antrieb, wobei das statische Element als Linearführung für das bewegliche Element ausgebildet ist. Sowohl das statische als auch das bewegliche Element bestehen jeweils aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften und einer hohen Verschleißfestigkeit. Dabei werden vorteilhaft Kunststoffe mit unterschiedlichen Gleit- und/oder Schwindungseigenschaften miteinander gepaart. Es werden bevorzugt Kunststoffe ausgesucht aus der Gruppe Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM), Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polycarbonat Copolymerisat (ABS/PC), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Polyetheretherketon (PEEK) eingesetzt. Um die Stabilität des Linearelement zu erhöhen ist es auch möglich, die Kunststoffe mit Glas- oder Carbonfasern zu verstärken, wobei problemlos bis zu 30 Fasern zur Verstärkung eingesetzt werden können, ohne dass die Gleiteigenschaften wesentlich verschlechtert werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Linearelements sieht vor, dass das statische und/oder das bewegliche Element zusätzlich punktuell oder auch durchlaufend Gleitflächen aus besonders gut gleitfähigem Kunststoff, wie z. B. Polyoxymethylen (POM), Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat (PET) aufweist. Diese punktuellen oder durchlaufenden Gleitflächen dienen gleichzeitig als flexibler Toleranzausgleich für die beim Spritzguß auftretenden Fertigungstoleranzen.
Auf derartige separate Gleitflächen bzw. Gleitpunkte kann allerdings verzichtet werden, wenn beispielsweise das bewegliche Element aus dem besonders gleitfähigen Kunststoff Polyoxymethylen oder Polyethylenterephthalat besteht und beispielsweise mit einem statischen Element aus Polyamid gepaart ist. Diese Kombination weist hervorragende Gleiteigenschaften auf, insbesondere dann, wenn die Oberfläche des flexiblen Elements so strukturiert ist, dass es lediglich zu einer punktuellen Reibung kommt und ansonsten eine ausreichende Toleranz zwischen dem statischen und dem beweglichen Bauteil vorhanden ist. Diese punktuelle Reibung kann durch den Einsatz einer Art von Gleitschienen erreicht werden, die in Form von Nuten im statischen Bauteil eingelassen sind, in die korrespondierend auf der Oberfläche des flexiblen Elements angeordnete Stege als „Federn" eingreifen. Eine weitere Möglichkeit der Verbesserung der Gleiteigenschaften besteht darin, das flexible Bauteil mit einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit zu versehen, so dass auch in diesem Fall lediglich eine punktuelle Reibung zwischen statischem und beweglichem Bauteil auftritt.
Vorzugsweise wird das Linearelement durch einen Elektromotor mit einem Schneckengetriebe und einer Gewindespindel angetrieben. Dabei ist der Elektromotor vorteilhaft am statischen Bauteil angeordnet, wobei die Gewindespindel in das bewegliche Bauteil eingreift und das bewegliche Bauteil die Funktion einer Zahnstange übernimmt. Zu diesem Zweck ist in dem beweglichen Element ein kleiner Bereich als Zahnstangenelement ausgebildet.
Bevorzugt wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen Linearelements ein Spritzgießverfahren eingesetzt, wobei entweder im Einkomponenten- oder Zweikomponentenverfahren gearbeitet wer den kann. So können beispielsweise im Zweikomponentenspritzgießverfahren in einem Arbeitsschritt Linearelemente mit unterschiedlich ausgelegter Schwindung für die einzelnen Komponenten hergestellt werden.
Gleichzeitig können beim Spritzgießen sämtliche Befestigungspunkte, wie z. B. zur Karosserie- und/oder zur Türverkleidung, mit angespritzt werden. Dies gilt gleichermaßen für eventuell notwendige Träger für zusätzliche Bauteile oder den elektrischen Antrieb, wobei der Elektromotor mit Schneckengetriebe auf einfache und kostengünstige Weise nachträglich montiert werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Spritzgießverfahrens für das erfindungsgemäße Linearelement sieht vor, dass am statischen Element ein oder mehrere zusätzliche Bauteile direkt angespritzt werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von ausgesuchten Beispielen ausführlich erläutert, die in den beigefügten Figuren bildlich wiedergegeben sind. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Linearelements zur Höhenverstellung einer Armlehne,
2 bis 2c eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Linearelements für die Höhenverstellung einer Armlehne und
3a bis 3d Querschnitt von Ausschnitten des Linearelements jeweils mit statischer und beweglicher Komponente des Linearelements.
1 zeigt ein Linearelement zum Verfahren von Bauteilen oder Einbauten in Kraftfahrzeugen, dass sich im Wesentlichen aus einem statischen Element 1 und einem beweglichen Element 2 zusammensetzt, wobei das statische Element 1 als Linearführung für das bewegliche Element 2 dient. Angetrieben wird das bewegliche Element 2 durch einen Elektromotor 3, der mit einer Gewindespindel 4 ausgerüstet ist, die in das bewegliche Element 2 eingreift und dieses in die vorgesehene Richtung schiebt. Bei der in der 1 gezeigten Ausführungsvariante weist das statische Element 1 zusätzlich zwei direkt angespritzte Befestigungsvorrichtungen 7 auf, mit denen das Linearelement an der Karosserie oder einer Türverkleidung befestigt werden kann. Des Weiteren weist das statische Element 1 an seiner Unterseite einen angespritzten Träger 8 auf, auf dem der Elektromotor 3 angeordnet ist. Sowohl das statische als auch das bewegliche Element sind aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften und mit einer hohen Verschleißfestigkeit gefertigt. Vorzugsweise kommen dafür Polyamid, Polyoxymethylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polycarbonat Copolymerisat, Polybutylenterephthalat, Polyvinylidenfluorid oder Polyetheretherketon in Frage. Dabei werden bevorzugt Kunststoffe mit unterschiedlichen Gleit- oder Schwindungseigenschaften miteinander kombiniert.
Die 2 bis 2c zeigen den schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Linearelements. Dabei zeigt die 2 das komplette Linearelement mit statischem Element 1, beweglichem Element 2 und Elektromotor 3 mitsamt Gewindespindel 4. Bei dieser Darstellung sind ebenfalls wie in 1 Befestigungselemente 7 und ein Träger 8 direkt am statischen Element 1 angespritzt, wobei bei diesen Bauelementen entsprechende Befestigungsbohrungen angedeutet sind. Der Elektromotor 3 ist auf dem Träger 8 angeschraubt und die Gewindespindel 4 des Elektromotors 3 ist mit einer Führung 10 im statischen Element 1 stabilisiert. Andeutungsweise sind bei dieser Darstellung punktuelle Gleitebenen oder Gleitelemente 6 angedeutet, die im statischen Element 1 angeordnet sind.
Die 2a bis 2c zeigen die einzelnen Komponenten des Linearelements, wobei die 2a das statische Element 1 mit angespritzten Befestigungselementen 7 und Trägerelement 8 wiedergibt, die 2b das bewegliche Element 2 mit dem Zahnstangenelement 9 für den Eingriff der Gewindespindel 4 wiedergibt und die 2c den Elektromotor 3 mit Spindel 4 zeigt.
Die 3a bis 3d zeigen unterschiedliche Möglichkeiten zur Optimierung des Gleitverhaltens des Linearelements auf. Dabei ist die einfachste Ausführungsform in der 3a wiedergegeben, wobei das bewegliche Element 2 mit einer bestimmten Toleranz im statischen Element 1 eingelagert ist. Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Variante nach der 3a besteht darin, das statische Element 1 aus Polyamid zu fertigen und das bewegliche Element 2 mit einer gezielten Oberflächenrauhigkeit aus Polyoxymethylen oder Polyethylenterephthalat zu fertigen, wobei die Oberflächenrauhigkeit bzw. die Struktur der Oberfläche so gewählt ist, dass es beim Verfahren der Bauteile gegeneinander zu einer punktuellen Reibung zwischen dem statischen und dem beweglichen Element (1, 2) kommt. Die 3b zeigt eine Ausführungsvariante, bei der punktuelle Gleitflächen 6 im statischen Element 1 angeordnet sind, die gleichzeitig als flexibler Toleranzausgleich für die Fertigungstoleranzen im Spritzguß vorgesehen sind. Die in 3b gezeigte Variante entspricht der Anordnung der Gleitflächen 6 in 2. Die 3c zeigt ein statisches Element 1, das durchlaufende, stegförmige Gleitflächen 5 aufweist.
In der 3d wird eine Ausführungsform wiedergegeben, bei der das bewegliche Element 2 aus einem besonders gleitfähigen Kunststoff, wie z. B. Polyoxymethylen oder Polybutylenterephtalat hergestellt ist. Zusätzlich werden die Gleiteigenschaften dadurch verbessert, dass das bewegliche Element 2 Stege aufweist, die in schienenförmige Nuten im statischen Element 1 eingreifen, die als zusätzliche Führung für das Linearelement vorgesehen sind. Auch bei dieser Anordnung besteht die Möglichkeit, die Oberfläche der Stege 5 so zu gestalten, dass es auf dem Scheitel des Stegs 5 zu einer punktuellen Reibung zwischen dem statischen und beweglichen Element (1, 2) kommt.

1: statisches Element
2: bewegliches Element
3: Elektromotor
4: Gewindespindel
5: durchlaufende Gleitfläche
6: punktuelle Gleitfläche
7: Befestigungsvorrichtung
8: Trägerelement
9: Zahnstangenelement
10: Führungssteg

Claims

Linearelement zum Verfahren von Bauteilen oder Einbauten in Kraftfahrzeugen umfassend – ein statisches Element (1), – ein bewegliches Element (2) sowie – einen elektrischen Antrieb (3), wobei das statische Element (2) als Linearführung für das bewegliche Element (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das statische als auch das bewegliche Element (1, 2) aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften und hoher Verschleißfestigkeit besteht.
Linearelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe ausgesucht sind aus der Gruppe umfassend Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM), Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polycarbonat Copolymerisat (ABS/PC), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyetheretherketon (PEEK).
Linearelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kunststoffe mit Glas- oder Carbonfasern verstärkt sind.
Linearelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Linearelement Kunststoffe mit unterschiedlichen Gleit- und/oder Schwindungseigenschaften miteinander gepaart sind.
Linearelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element (2) aus Polyoxymethylen (POM) oder Polyethylenterephthalat (PET) besteht und gepaart ist mit einem statischen Element (1) aus Polyamid.
Linearelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das statische und/oder das bewegliche Element (1, 2) punktuelle oder durchlaufende Gleitflächen (5, 6) aus besonders gleitfähigem Kunststoff, wie z.B. Polyoxymethylen (POM), Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat (PET), aufweist.
Linearelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die punktuellen oder durchlaufenden Gleitflächen (5, 6) als flexibler Toleranzausgleich für die Fertigungstoleranzen im Spritzguss vorgesehen sind.
Linearelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (3) ein Schneckengetriebe mit einer Gewindespindel (4) umfasst.
Linearelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem beweglichen Element (1) ein Zahnstangenelement (9) für den Eingriff der Gewindespindel (4) vorgesehen ist.
Linearelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearelement in einem 2 Komponenten-Spritzgießverfahren mit unterschiedlich ausgelegter Schwindung für die einzelnen Komponenten herstellbar ist.
Linearelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Element (1) zusätzlich angespritzte Befestigungsvorrichtungen (7) zur Befestigung am Fahrzeug, wie z.B. an der Karosserie oder der Türverkleidung, sowie angespritzte Träger (8) zur Aufnahme eines zusätzlichen Bauteils und/oder des elektrischen Antriebs (3) aufweist.
Linearelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am statischen Element (1) ein zusätzliches Bauteil direkt angespritzt ist.