DE3015965C2

DE3015965C2 - Flexible Zahnstange mit Führungskörper

Info

Publication number: DE3015965C2
Application number: DE3015965A
Authority: DE
Inventors: Kurt 6368 Bad Vilbel Glaser
Original assignee: Webasto Werk W Baier & Co 8035 Gauting GmbH; Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Current assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1983-11-24
Also published as: DE3015965A1; US4453922A

Description

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Die Erfindung betrifft eine flexible Zahnstange gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Flexible Zahnstangen dieser Art sind bekannt (DE-OS 29 12 666). Sie werden beispielsweise für den Antrieb von Schiebedächern von Kraftfahrzeugen verwendet und erfordern eine spielfreie Verbindung mit dem Führungskörper, über den die von dem Antriebsritzel auf die Zahnstange ausgeübten Axialkräfte weitergeleitet werden. Durch die Drehung des Antriebsritzels werden auf die flexible Zahnstange ferner Tangentialkräfte übertragen, die gleichfalls auf die Verbindung von Zahnstange und Führungskörper einwirken. Die Bewegung eines Schiebedachs erfordert im allgemeinen zwei parallele Zahnstangen, über die gleichzeitig die Antriebskraft auf das Schiebedach ausgeübt wird. Um ein Verkanten des Schiebedachs zu vermeiden, müssen dabei die aus Zahnstange und Führungskörper bestehenden Anordnungen mit hoher Längengenauigkeit und geringen Toleranzen in der Verbindung zwischen der Seele der Zahnstange und dem Führungskörper gefertigt werden. Dies hat jedoch bisher, insbesondere hinsichtlich der Aufnahme des Radialmoments zu Schwierigkeiten geführt. Bei der bekannten Zahnstange wird die Verbindung dadurch erhalten, daß das eine Ende der aus Seele und Spiralwicklung bestehenden Zahnstange bei der insbesondere durch Spritzen oder Pressen erfolgenden Herstellung des Führungskörpers und der Hülse eingeformt wird. Dabei dringt zwar Werkstoff der Hülse in die Zwischenräume zwischen die Windungen der Spiralwicklung und in die Ausnehmungen zwischen den einzelnen Drähten der Seele. Es hat sich jedoch in der Praxis als äußerst schwierig erwiesen, beim Spritzvorgang die Stelle ausreichend abzudichten, an welcher die Zahnstange aus dem Führungskörper austritt. Bei mangelhafter Abdichtung baut sich aber im Bereich des einzuformenden Zahnstangenendes kein ausreichender Spritzdruck auf, was eine unbefriedigende Verbindung von Zahnstange und Führungskörper zur Folge hat. Außerdem wird der erreichbare Arbeitstakt der kostspieligen Spritzmaschine dadurch wesentlich herabgesetzt, daß jedesmal erst das Zahnstangenende in die Spritzform eingebracht werden muß.

Es ist ferner bekannt (US-PS 38 45 669), einen Führungskörper mit dem einen Ende einer flexiblen Zahnstange mit Stahldrahtseele und darauf angebrachter Drahtspiralwicklung zu verbinden, indem der aus Metallblech bestehende Führungskörper um das Zahnstangenende herumgebogen und derart verquetscht wird, daß Bereiche des Bleches mindestens teilweise in die Zwischenräume zwischen benachbarten Windungen der Drahtspiralwicklung hineinreichen. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß sich die flexible Zahnstange unter dem Einfluß der auf sie einwirkenden Tangentialkräfte aus dem Führungskörper herausdreht

In der Praxis hat man die Verbindung zwischen Führungskörper und flexibler Zahnstange auch bereits so hergestellt, daß die Seele der Zahnstange durch eine zylindrische Hülse am Führungskörper gesteckt und an dem durchgesteckten Ende verplombt wird. Die auf die Seele der Zahnstange mechanisch verstemmte Plombe dient als Widerlager für die auf die Zahnstange ausgeübten Zugkräfte. Ein solches Verplomben reicht jedoch nicht aus, um ein Verdrehen der Zahnstange in der Hülse des Führungskörpers zu verhindern. Um dem Radialmoment entgegenzuwirken, wurde das Ende der Zahnstange zusätzlich zur Verplombung in der Hülse verklebt, damit übertragene Tangentialkräfte aufgenommen werden. Da aber die Klebefläche einer ständigen mechanischen Wechselbeanspruchung ausgesetzt ist, müssen hochwertige und teure Spezialkleber, beispielsweise auf Cyano-Basis, verwendet werden. Für eine gute Verbindung ist ferner eine Vorbehandlung der Oberflächen und sorgfältiges Arbeiten erforderlich. Auch die beste Klebeverbindung kann sich aber lösen. Außerdem ist die doppelte Sicherung durch die verschiedenen Verbindungsmedien Kleber und Plombe nur in einem genau abgestimmten, mehrstufigen Arbeitsprozeß zu verwirklichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexible Zahnstange mit am einen Ende befestigten Führungskörper zu schaffen, bei der auf fertigungstechnisch einfache, gleichwohl aber zuverlässige Weise eine spielfreie, hochbelastbare, auch zur Aufnahme von Tangentialkräften geeignete Verbindung zwischen der Seele der Zahnstange und dem Führungskörper gesorgt ist.

Ausgehend von einer flexiblen Zahnstange gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur die Seele in die Hülse hineinragt und daß der Formschluß zwischen Hülse und Seele durch nachträgliches Plastifizieren der Hülse erreicht wird.

Bei dem Zusammenbau der flexiblen Zahnstange nach der Erfindung braucht nur das Ende der Seele in die fertige Kunststoffhülse des Führungskörpers gesteckt und dann die Hülse plastifiziert zu werden. Dies geschieht rasch und erfordert keine aufwendigen SpezialVorrichtungen. Der Führungskörper läßt sich mittels einer mit ihrem normalen hohen Arbeitstakt laufenden Spritzmaschine herstellen. Durch das Eindringen von Werkstoff der plastifizierten Kunststoffhülse in die Ausnehmungen zwischen den verdrillten Drähten der Seele wird eine feste Verbindung zwischen Seele und Führungskörper geschaffen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Hülse auf fertigungstechnisch besonders zweckmäßige Weise durch Ultraschall plastifiziert. Die Verbindung läßt sich ferner dadurch noch verbessern, daß zugleich mit der Ultraschalleinstrahlung die Hülse mit der Seele

verpreßt wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines rtusführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten flexiblen Zahnstange mit Führungskörper.

Am einen Ende einer flexiblen Zahnstange 1 ist ein Fuhrungskörper 2 befestigt. Die Zahnstange 1 weist eine Seele 3 auf, die ihrerseits aus mehreren verdrillten Stahldrähten besteht Die Seele 3 ist mit einer Spiralwicklung 4 aus einem einzelnen, verhältnismäßig dicken Draht versehen.

Zwischen den einzelnen Windungen der Spiralwicklung ist jeweils ein gleicher Abstand gewahrt. Das eine Ende des Drahtes der Spiralwicklung 4 ist mit der Seele 3 verplombt. Diese mechanisch verstemmte Endplombe 5 verbindet die Seele 3 fest mit dem Draht der Spiralwicklung 4 und dient zugleich als Befestigungspunkt einer Einhakmontage am Dach des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt), in die die flexible Zahnstange eingesetzt wird. Das gegenüberliegende Ende der Seele 3 bleibt von der Drahtspiralwicklung 4 frei, und dieses freie Stück 6 der Seele 3 ist in eine zylindrische Hülse 7 gesteckt, die am Führungskörper 2 angeformt ist. Das freie Stück 6 kann über die äußere Stirnfläche 8 der Hülse 7 hinausragen o^er auch in der Hülse 7 versenkt liegen. Die Drahtspiral^icklung 4 ist auf der Seele 3 bis an die gegenüberliegende innere Stirnfläche 9 der Hülse 7 geführt und ;iuf den le'zten ein bis drei Windungen mit der Seele 3 hart verlöte'· Die Seele 3 ist zweckmäßig mit einer Polyamid-BeflocliOng versehen, die'die Abstände 10 zwischen den Windungen der Spiralwicklung ausfülU und über den Umfang <ier Spiralwicklung geringfügig vorsteht. Die Polyarr^d-Beflockung vermindert die Reibung der eingebauten, flexiblen Zahnstange im Autodach, beeinträchtigt aber andererseits den Eingriff des Antriebsritzel (nicht dargestellt) in die Abstände 10 nicht. Der Führungskörper 2 besteht zusammen mit der daran angeformten Hülse 7 aus einem beliebigen durch Ultraschall plastifizierbaren Kunststoff. Die Seele 3 wird in eine mittige Paßöffnung der Hülse 7 des Führungskörpers 2 eingeschoben. Beide Teile werden zusammen in den Strahlungsbereich einer Ultraschallquelle gebracht Die von der Ultraschallquelle abgegebene Energie erweicht den Kunststoff, so daß er in die Ausnehmungen oder Zwischenräume zwischen den einzelnen Stahldrähten der Seele 3 eindringen kann. Ein im Ultraschall-Bestrahlungsgerät vorgesehener Stempel (nicht dargestellt) wird während der Ultraschalleinstrahlung auf den zu plastifizierenden Bereich der Hülse 7 des Führungskörpers 2 gepreßt. Die Ultraschallwellen dringen in diesem Bereich in die Kunststoffmasse der Hülse 7 ein, die dabei plastifiziert wird. Die die Seele 3 umgebende plastifizierte Kunststoffmasse dringt in die Ausnehmungen zwischen den verdrillten Drähten der Seele 3 ein, erhärtet hier wieder und schafft eine ausgezeichnete, allen Belastungen und einwirkenden Kräften widerstehende Verbindung.

Durch die Ultraschallbehandlung wird demnach die Hülse 7 überwiegend in ihrem Innenbereich plastifiziert und mit der Seele 3 der flexiblen Zahnstange fest verbunden.

Die Qualität der Verbindung läßt sich dadurch weiter steigern, daß zugleich mit der Ultraschalleinstrahlung eine mechanische Prägung der Hülse 7 erfolgt, durch die der Kunststoff in das Oberflächenprofil der Seele 3 gepreßt wird. Der Stempel ist zweckmäßig gleichzeitig Prägevorrichtung. Die Ultraschallquelle kann eine Sonde sein, die zugleich als Prägestempel dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flexible Zahnstange mit einem an einem Ende befestigten Führungskörper (Abtriebsglied), die aus einer Seele aus Stahldraht mit darauf angebrachter Drahtspiralwicklung besteht, in die ein Antriebsritzel eingreift, wobei die Seele aus mehreren verdrillten Drähten besteht, wodurch Ausnehmungen zwischen den einzelnen Drähten entstehen, und wobei Bereiche einer am Führungskörper angebrachten Hülse aus Kunststoff formschlüssig in die Ausnehmungen hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Seele (3) in die Hülse (7) hineinragt und daß der Formschluß zwischen Hülse und Seele durch nachträgliches Plastifizieren der Hülse erreicht wird.

2. Flexible Zahnstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) durch Ultraschall plastifiziert wird.

3. Flexible Zahnstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich mit der Ultraschalleinstrahlung die Hülse (7) mit der Seele (3) verpreßt wird.