DE202010000305U1 - Spindle nut of a spindle drive made of filled plastic - Google Patents
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Abstract
Spindelmutter eines Spindelantriebs für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze und Lenksäulenmodule, die aus einem thermoplastischen Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff mit Fasern (42) gefüllt ist, und dass die Fasern (42) eine Länge von mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 8 mm und insbesondere nicht kürzer als 10 mm aufweisen.Spindle nut of a spindle drive for motor vehicles, in particular for motor vehicle seats and steering column modules, which is produced from a thermoplastic injection-molded plastic, characterized in that the plastic is filled with fibers (42), and that the fibers (42) have a length of at least 5 mm, preferably at least 8 mm and in particular not shorter than 10 mm.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindelmutter eines Spindelantriebs für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze und Lenksäulenmodule, die aus einem thermoplastischen Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt ist, und auf eine hierfür geeignete Spritzgussmasse.The The invention relates to a spindle nut of a spindle drive for motor vehicles, in particular for motor vehicle seats and steering column modules made of a thermoplastic in the Injection molding is made, and on one of these suitable injection molding compound.
Ein
derartiger Spindelantrieb mit einer derartigen Spindelmutter ist
beispielsweise aus der
Bei
dem aus der
Es ist grundsätzlich bekannt, siehe beispielsweise Saechtling, Kunststofftaschenbuch, 28. Ausgabe, Kunststoffe durch Verstärkungsfasern zu armieren bzw. zu füllen. Als Verstärkungsfasern sind Glasfasern bekannt. Glasfilamente in Form von 5 bis 25 Mikrometer dicken Elementarfäden werden im Düsenziehverfahren endlos hergestellt. Kurze Stapelfasern können durch Abblasen der aus der Düse austretenden Fasern hergestellt werden. Es gibt verschiedene Glasqualitäten, die gemeinsam mit dem Kunststoff spezielle, gewünschte Eigenschaften bilden, so beispielsweise den Elastizitätsmodul und/oder die Bruchdehnung gezielt beeinflussen.It is basically known, see for example Saechtling, Plastic pocketbook, 28th edition, Plastics made of reinforcing fibers to arm or fill. As reinforcing fibers are known glass fibers. Glass filaments in the form of 5 to 25 microns thick filaments are in the nozzle drawing process made endless. Short staple fibers can be blown off the fibers emerging from the nozzle are produced. There are different glass qualities that work together with make the plastic special, desired properties, such as the modulus of elasticity and / or the elongation at break targeted influence.
Bei derzeit praktisch eingesetzten Serienprodukten für Sitzverstellungen ist es bekannt, Spindelmuttern ungefüllt aus POM zu verwenden. Diese haben jedoch den Nachteil einer eingeschränkten Temperaturtauglichkeit und ausdehnungs- beziehungsweise schrumpfungsbedingter Spielauslegung.at currently practically used series products for seat adjusters it is known to use spindle nuts unfilled from POM. However, these have the disadvantage of limited temperature capability and expansion- or shrinkage-related game interpretation.
Eine Spindelmutter für den Einsatz in einem Spindelgetriebe der hier in Rede stehenden Art muss so ausgelegt sein, dass sie spielarm auf einer Gewindestange, also auf der Spindel, läuft, und zwar in einem Temperaturbereich von –35°C bis 80°C. Dabei soll sich das Drehmoment der Mutter auf der Gewindestange In diesem Temperaturbereich nicht signifikant ändern. Zudem sind auch noch die Kosten zu beachten, der Kostenrahmen ist vorgegeben von ungefüllten Standardwerkstoffen wie das genannte POM, angeboten z. B. als Delrin 100 (geschützter Markenname). Bisher bekanntgewordene Serienlösungen und aus der Literatur bekannt gewordene Spindelmuttern zeigen entweder den Nachteil auf, dass sich das Drehmomentverhalten über dem Temperaturbereich so stark ändern, dass ein Antrieb mit einem Elektromotor üblicher Größe nicht mehr möglich ist und es zu einem Funktionsausfall kam dass sich über dem Temperaturbereich für den Benutzer ein nicht akzeptables, ausdehnungsbedingtes Spiel einstellt, oder dass sehr hochwertige und kostenintensive Werkstoffe eingesetzt werden müssen, wie z. B. PEEK.A Spindle nut for use in a spindle drive The type in question must be designed to be low backlash on a threaded rod, ie on the spindle, running, in a temperature range of -35 ° C up to 80 ° C. It should be the torque of the mother the threaded rod does not change significantly in this temperature range. In addition, the costs must be considered, the cost is given by unfilled standard materials like that called POM, offered z. B. as Delrin 100 (protected brand name). Previously known series solutions and from the literature become known spindle nuts either show the disadvantage that the torque behavior over the temperature range Change so much that driving with an electric motor is more common Size is no longer possible and it too a functional failure occurred that was above the temperature range for the user an unacceptable, expansion-related Game hangs, or that very high quality and costly Materials must be used, such. B. PEEK.
Hier setzt die Erfindung ein. Sie hat sich zur Aufgabe gemacht, die Spindelmutter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie eine höhere Festigkeit aufweist, spielarm auf einer Gewindestange im Temperaturbereich von –35°C bis 80°C läuft, wobei sich ihr Drehmoment über den Temperaturbereich nicht signifikant ändert, und dass sie im Kostenrahmen von ungefüllten Standardwerkstoffen wie POM liegt.Here uses the invention. It has set itself the task of the spindle nut of the type mentioned above to improve that they have a has higher strength, low backlash on a threaded rod in the temperature range from -35 ° C to 80 ° C runs, with its torque over the temperature range does not change significantly and that they are in the budget of unfilled standard materials like POM.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spindelmutter eines Spindelantriebs für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze, die aus einem thermoplastischen Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff mit Glasfasern gefüllt ist, und dass die Glasfasern vor dem Einbringen in die Spritzgußform eine Länge von mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 8 mm und insbesondere nicht kürzer als 10 mm aufweisen.These Task is solved by a spindle nut of a spindle drive for motor vehicles, in particular for motor vehicle seats, made of a thermoplastic injection-molded plastic is, characterized in that the plastic with glass fibers is filled, and that the glass fibers before insertion in the injection mold a length of at least 5 mm, preferably at least 8 mm and in particular not shorter than 10 mm.
Durch die Füllung mit langen Glasfasern wird ein Betrieb im subjektiv spielfreien Bereich ermöglicht. Es werden Spindelmuttern erhalten, die besonders bei Anwendungen mit typisch hohen Zyklenforderungen, z. B. für Easy-Entry-Systeme, besonders geeignet sind. Möglich sind bei Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich Zykluszahlen von 50.000 im Gegensatz zu 15.000 bei Kraftfahrzeugsitzen ohne Easy-Entry-System.By The filling with long glass fibers becomes a subjective operation play-free area allows. It will be spindle nuts especially in applications with typically high cycle demands, z. B. for easy entry systems, are particularly suitable. Cycle numbers are possible in applications in the automotive sector of 50,000 as opposed to 15,000 in motor vehicle seats without an easy-entry system.
Die erfindungsgemäße Spindelmutter erfüllt die an sie gestellten Forderungen in einem Temperaturbereich von –35°C bis 80°C. Insbesondere hat sie sich bei Tests mit Zykluszahlen von 50.000 Zyklen bewährt. Sie erfüllt die statischen und dynamischen Festigkeitsanforderungen, die an einen Spindelantrieb im Bereich von Kraftfahrzeugsitzen gestellt werden. Sie ist preisneutral im Vergleich zu unverfüllten POM-Materialien. Es wird ein geräuscharmer Lauf erreicht, da aufgrund der Verwendung von Langglasfasern keine Faserenden mit der Neigung zum Quietschen freigelegt werden, jedenfalls im Vergleich zu Kurzfasern wesentlich weniger Faserenden frei sind bzw. frei werden können. Unter Kurzfasern werden Fasern im Bereich 0,2 bis 0,6 mm verstanden.The Spindle nut according to the invention fulfills the Requirements placed on them in a temperature range of -35 ° C up to 80 ° C. In particular, it has been tested for cycles proven by 50,000 cycles. It fulfills the static and dynamic strength requirements associated with a spindle drive be placed in the field of motor vehicle seats. It is price neutral compared to unfilled POM materials. It will be a Silent run achieved because of use of long glass fibers no fiber ends with a tendency to squeak At least in comparison to short fibers essential less fiber ends are free or can be free. Under Short fibers are understood to be fibers in the range 0.2 to 0.6 mm.
Ein Vorteil der Erfindung liegt auch darin, dass die Spindelmutter ihre mechanischen Eigenschaften über die Lebensdauer, für die sie ausgelegt ist, beibehält.One Advantage of the invention lies in the fact that the spindle nut their mechanical properties over the life, for which it is designed to maintain.
Für die Verstärkung von Kunststoffen sind Kurzfasern aus Glas bekannt, die typischen Längen liegen unter 0,6 mm, typischerweise sogar unter 0,2 mm. Derartiger Glasfasern liegen in der Kunststoffmatrix in gestreckter Form vor. Lediglich bei einem geringen Anteil sind gelegentlich kleine Knickwinkel, die meist unter 10° liegen, zu beobachten.For The reinforcement of plastics are short fibers made of glass known, the typical lengths are less than 0.6 mm, typically even less than 0.2 mm. Such glass fibers are in the plastic matrix in an elongated form. Only a small proportion occasionally small bending angles, which are usually below 10 °, to observe.
Der Durchmesser der Fasern liegt im Bereich von 5–25 Mikrometer und beträgt typischerweise 10 Mikrometer. Insoweit unterscheiden sich Kurzfasern und Langfasern nicht.Of the Diameter of the fibers is in the range of 5-25 microns and is typically 10 microns. In that regard different short fibers and long fibers are not.
Erfindungsgemäß werden nun Glasfasern eingesetzt, deren Länge deutlich größer ist, die Länge liegt bei mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 8 mm und insbesondere nicht unter 10 mm. Derartige Fasern, im folgenden als Langfasern bezeichnet, liegen im fertigen Produkt, also in der Spindelmutter, nicht mehr in gestreckter Form vor, jedenfalls liegt zumindest eine Untergruppe nicht mehr in gestreckter Form vor. Zu dieser Untergruppe gehören mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 60% und insbesondere mindestens 80% der in der Spindelmutter enthaltenen Langfasern. Diese nicht geradlinig bzw. gestreckt verlaufenden Langfasern haben vorzugsweise in ihrem Verlauf mindestens eine Biegung um mindestens 90°. Dies hat zur Folge, dass benachbarte Langfasern mit gegenläufiger Biegung sich verhaken und insgesamt benachbarte Glasfasern sich verhaken bzw. vernetzen können. Es kommt zu einem zusammenhängenden Knäuel der Langglasfasern. Man kann sich dies vorstellen, dass die Langfasern innerhalb der Spindelmutter ein Fasergerüst bzw. ein Knäuel bilden, das einen Zusammenhang hat. Derartige Zusammenhänge findet man bei Filzen. Anders ausgedrückt bilden die Langfasern innerhalb der Spindelmutter eine weitläufig verfilzte, also offen verfilzte Anordnung.According to the invention now used glass fibers whose length is significantly larger is, the length is at least 5 mm, preferably at least 8 mm and in particular not less than 10 mm. Such fibers, hereinafter referred to as long fibers lie in the finished product, So in the spindle nut, no longer in an elongated form before, anyway at least one subgroup is no longer in an elongated form. To this subgroup includes at least 30%, preferably at least 60% and in particular at least 80% of the spindle nut contained long fibers. These are not straight or stretched Long fibers preferably have at least one bend in their course at least 90 °. This has the consequence that neighboring Long fibers with opposite bending hook and Whole adjacent glass fibers can get caught or crosslinked. It comes to a coherent ball of long glass fibers. One can imagine this, that the long fibers within the Spindle nut a fiber skeleton or a ball form a connection. Such relationships one finds with felting. In other words, the long fibers form within the spindle nut a widely felted, so open matted arrangement.
Wäre die Spindelmutter mit Kurzfasern gefüllt, würde eine derartige Nahordnung der einzelnen Fasern nicht anzutreffen sein und nicht nachweisbar sein. Die Langfasern haben den Vorteil einer wechselseitigen Verhakung und Bildung eines Knäuels.Would the spindle nut filled with short fibers, would Such a close arrangement of the individual fibers can not be found be and be undetectable. The long fibers have the advantage a mutual entanglement and formation of a tangle.
Die Langfasern haben zudem den Vorteil, dass sie im Vergleich zu einer Füllung einer Spindelmutter mit Kurzfasern deutlich weniger Faserenden aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere die Faserenden, die in Nähe der Oberfläche der Spindelmutter zu lokalisieren sind, Probleme bereiten, weil sie, wenn einmal freigelegt oder zumindest in der Oberfläche befindlich, zu Geräuschen Veranlassung geben, einen erhöhten Verschleiß der mit der Spindelmutter zusammenwirkenden Teile, beispielsweise der Spindel, hervorrufen und dadurch insgesamt nicht für hohe Zykluszahlen geeignet sind, weil sich auf Dauer größeres Spiel und/oder Geräusche einstellen.The Long fibers also have the advantage that they compared to a Filling a spindle nut with short fibers significantly less Have fiber ends. It turned out that in particular the fiber ends, which are near the surface of the Spindle nut to locate, cause problems because they, once exposed, or at least in the surface to cause noise, increased Wear of cooperating with the spindle nut Parts, such as the spindle, cause and thereby a total not suitable for high cycle numbers because of Duration bigger game and / or sounds to adjust.
In einem Beispiel ausgedrückt verwendet die Erfindung anstelle von 20 mal so vielen Kurzfasern der Länge 0,5 mm, nun die einfache Menge von Langfasern mit 10 mm Länge. In diesem Beispiel wird die Anzahl der Faserenden um das 20-fache reduziert. Höhere Reduktionsfaktoren lassen sich durch längere Glasfasern erreichen. Entfernt man bei der Spindelmutter nach der Erfindung die Kunststoffmatrix, verbrennt man beispielsweise den Kunststoff rückstandslos, so bleibt ein Gerüst der Glasfasern übrig, das ein offenes Vlies bildet.In In one example, the invention uses instead of 20 times as many short fibers of length 0.5 mm, now the simple amount of long fibers with 10 mm length. In this For example, the number of fiber ends is reduced by 20 times. Higher reduction factors can be achieved by longer Reach glass fibers. If you remove the spindle nut after the Invention, the plastic matrix, for example, burns the Plastic residue-free, so remains a scaffold the glass fibers left, which forms an open fleece.
Vorzugsweise liegt die Mengenzugabe in Gewichtsprozent oder Volumenprozent an Glasfasern im Bereich von 10–50%, vorzugsweise um 30% plus minus 10%, insbesondere bei etwa 30%.Preferably the quantity addition is in percent by weight or by volume Glass fibers in the range of 10-50%, preferably by 30% plus minus 10%, especially at about 30%.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:Further Advantages and features of the invention will become apparent from the others Claims and the following description of not limiting to understood embodiments of the invention, with reference to the drawings closer be explained. In the drawing show:
Das
erste Ausführungsbeispiel nach den
Die
Spindelmutter ist in
Beim Spritzgußverfahren brechen die Langfasern. Die vor Durchgang durch eine Spritzgußdüse vorliegenden Längen der Langfasern sind danach nicht mehr erhalten. Erfahrungsgemäß bleiben insbesondere Längen größer 10 mm nicht erhalten. Es ist aber auch so, dass Kurzfasern, wie sie nach dem Stand der Technik eingesetzt werden, ihre Ausgangslänge vor dem Spritzgiessen in der Spindelmutter nicht beibehalten, sondern kürzer sind.At the Injection molding breaks the long fibers. The before passage Lengths present through an injection molding nozzle the long fibers are no longer preserved thereafter. Experience remains especially lengths greater than 10 mm not receive. But it is also true that short fibers, as they stand the technique used, their initial length before the Injection molding in the spindle nut not retained, but shorter are.
Wie
Wie
Kennzeichen
der erfindungsgemäßen Spindelmutter ist es, dass
die Verfilzung der Glasfasern unregelmäßig ist
und insoweit keine Spindelmutter einer anderen gleicht. Die Ausbildung
eines lockeren Vlieses innerhalb der Spindelmutter
Grundsätzlich ist es auch möglich, andere Fasern, beispielsweise aus Kohlenstoff, PPTA, PMPI, CF-Verstärkungsfasern, Naturfasern und dergleichen zu verwenden. Die Verwendung von Glasfasern hat sich grundsätzlich bewährt und ist kostengünstig. Siehe hierzu auch das o. g. Buch des Autors Saechtling.in principle it is also possible to use other fibers, for example Carbon, PPTA, PMPI, CF reinforcing fibers, natural fibers and the like. The use of glass fibers has basically proven and is inexpensive. Please refer this also the o. g. Book of the author Saechtling.
Die Anmelderin behält sich vor, beliebige Merkmale und Untermerkmale aus der Beschreibung und/oder aus den Schutzansprüchen miteinander kombinieren zu können.The Applicant reserves the right to any features and sub-features from the description and / or from the claims to combine with each other.
Als thermoplastischer Kunststoff wird ein niederpreisiges Polypropylen PP verwendet, aber auch andere thermoplastische niederpreisige Basiswerkstoffe sind möglich. Als vorteilhaft hat sich die Verwendung von PP-C, einem Copolymer, erwiesen.When thermoplastic is a low-cost polypropylene PP uses, but also other low-cost thermoplastic base materials are possible. As advantageous, the use of PP-C, a copolymer proved.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - EP 1103411 B1 [0003] - EP 1103411 B1 [0003]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20101014 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20130409 |
|
R082 | Change of representative | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A.R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: C. ROB. HAMMERSTEIN GMBH & CO. KG, 42699 SOLINGEN, DE Effective date: 20140626 Owner name: JOHNSON CONTROLS METALS AND MECHANISMS GMBH & , DE Free format text: FORMER OWNER: C. ROB. HAMMERSTEIN GMBH & CO. KG, 42699 SOLINGEN, DE Effective date: 20140626 Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: C. ROB. HAMMERSTEIN GMBH & CO. KG, 42699 SOLINGEN, DE Effective date: 20140626 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A.R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: JOHNSON CONTROLS METALS AND MECHANISMS GMBH & CO. KG, 42699 SOLINGEN, DE Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: JOHNSON CONTROLS METALS AND MECHANISMS GMBH & CO. KG, 42699 SOLINGEN, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A.R.L., LUXEMBOURG, LU |
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R158 | Lapse of ip right after 8 years |