DE3817079A1 - Formschluessige verbindung zwischen zwei aus blech bestehenden teilen eines fahrzeuges und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Verbindung, welche die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung.

Üblicherweise werden Blechteile im Fahrzeugbau miteinander ver­ schraubt, oder, falls dies aus Festigkeitsgründen, Fertigungs­ gründen oder Sicherheitsgründen erforderlich ist, miteinander verschweißt. Der dabei auftretende Wärmeverzug kann jedoch Pro­ bleme aufwerfen und vor einer Weiterverarbeitung ein Richten er­ forderlich machen. Weiterhin kann es notwendig sein, die ver­ schweißten Teile einer Wärmebehandlung zu unterziehen, um eine ausreichend hohe Dauerschwingbelastbarkeit zu erzielen.

Es ist zwar auch bekannt, Teile der in Rede stehenden Art mit Nut und Feder miteinander zu verbinden oder am einen Teil Zähne vorzusehen, welche in Nuten des anderen Teils eingreifen. Diese Verbindungen können aber in der Regel nicht an die Stelle einer Schweißverbindung treten, und zwar sowohl aus Kostengründen als auch im Hinblick auf die übertragbaren Kräfte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine formschlüssige Verbindung zwischen zwei aus Blech bestehenden Teilen eines Fahrzeuges zu schaffen, welche sowohl hinsichtlich der Kosten als auch der Belastbarkeit eine Schweißverbindung ersetzen kann. Diese Aufgabe löst eine Verbindung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Da beide Teile mit Zähnen versehen sind, welche in die Zahnlücken des anderen Teiles eingreifen, ergibt sich nahezu eine Verdopp­ lung der Lastaufnahmefähigkeit in Richtung der durch die Zähne gebildeten Reihe im Vergleich zu einer Verbindung, bei welcher nur der eine Teil Zähne aufweist, welche in Nuten des anderen Teils eingreifen. Die Lastaufnahmefähigkeit steht deshalb derje­ nigen einer Schweißverbindung nicht nach. Sie hat jedoch gegen­ über letzterer eine Reihe von Vorteilen. Beispielsweise entfallen ein Wärmeverzug und eine Wärmbehandlung. Ferner muß der Nachweis der Sicherheit der Verbindung nur einmal erbracht werden anstelle einer statistischen Absicherung, wie sie bei Schweißverbindungen notwendig ist. Ein weiterer Vorteil ist die größere Elastizität bei Dauerschwingbelastungen, wodurch Dauerbrüche verhindert werden. Gegenüber bekannten Verbindungen von Blechteilen mit in Nuten eingreifenden Zähnen ist neben der wesentlich höheren Lastaufnahmefähigkeit auch die Vermeidung von nennenswerten Materialverlusten von Vorteil. Schließlich läßt sich in einfacher Weise eine Sicherung beider Teile gegen eine Relativbewegung in der Längserstreckungsrichtung der Zähne dadurch erreichen, daß man einen oder alle dieser Zähne im Sinne eines Hintergrei­ fens des anderen Teils abbiegt. Gegenüber einer Schweißverbindung ist in manchen Fällen auch noch von Vorteil, daß die Verbindung wieder ohne eine Zerstörung der Teile gelöst werden kann, da hierzu nur die abgebogenen Zähne wieder zurückgebogen werden müssen.

Die Verbindung kann durch eine entsprechende Form der Zähne und der sie aufnehmenden Nuten in Richtung der durch die Zähne gebildeten Reihen spielfrei ausgeführt werden. Läßt man die Zungen an der einen und die abgebogenen Zähne an der anderen Seite des anderen Teiles anliegen, dann erhält man auch in der Erstreckungsrichtung der Zähne eine spielfreie Verbindung.

Mit besonderem Vorteil läßt sich die erfindungsgemäße Verbindung dann anwenden, wenn die beiden Teile gemäß Anspruch 6 ausgebildet sind. Es lassen sich dann sehr hohe Drehmomente übertragen.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung anzugeben, das eine kostengünstige Herstellung dieser Verbindung ermöglicht. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspru­ ches 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 10 und 11.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel im fertigen Zustand und den einen der beiden miteinander verbundenen Teile,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die beiden mitein­ ander zu verbindenen Teile vor dem Beginn der Herstellung der Verbindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die beiden mitein­ ander zu verbindenden Teile im Zustand der noch nicht vollständig hergestellten Verbindung,

Fig. 4 einen unvollständig und als Abwicklung darge­ dargestellten Schnitt längs einer zur Mantel­ fläche des einen Teils konzentrischen Fläche, durch die beiden Teile bei dem in Fig. 3 dargestellten Zustand der Verbin­ dung,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die beiden Teile nach der Herstellung der Verbindung,

Fig. 8 einen unvollständig und als Abwicklung darge­ stellten Schnitt längs einer zur Mantelfläche des einen Teils konzentrischen Fläche nach der Herstellung der Verbindung,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8,

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 8.

Um eine aus Stahlblech bestehende Seitenwange 1 des Sitzgestells eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Gelenkbeschlag zu verbinden, der ein selbsthemmendes Getriebe enthält und einerseits mit dem Seitenholm der Lehne, andererseits mit der Seitenwange zu verbinden ist, ist ein ebenfalls aus Blech bestehender Adapter 2 vorgesehen, welcher, wie Fig. 2 zeigt, im Anschluß an einen Flanschteil 3 einen kreiszylindrischen Teil 4 aufweist. Der Flanschteil 3 dient der Verbindung mit einem Beschlagteil 13 des Gelenkbeschlages, an welchem der Flanschteil 3 anliegt. Der Beschlagteil 13 weist längs seines Umfanges eine Stirn­ verzahnung auf. In jede der Zahnlücken greift spielfrei je eine an den Flanschteil 3 angeformte und von diesem in axialer Richtung abstehende Zunge 3′ ein.

Die dem Flanschteil 3 abgekehrte Endzone des kreiszylindrischen Teiles 4 des Adapters 2 ist mit parallel zur Längsachse verlau­ fenden Schnitten versehen, durch welche Zähne 5 von Zungen 6 getrennt sind, welche zur Bildung von Zahnlücken 7 nach außen gebogen sind und dadurch eine zum Flanschteil 3 parallele Fläche definieren. Daher läßt sich der axiale Abstand der Seitenwange 1 vom Beschlagteil 13 sehr genau mit Hilfe des Adapters 2 fest­ legen. Die Zähne 5 und die Zahnlücken 7 haben vorzugsweise gleiche Breite.

Die mit dem Adapter 2 zu verbindende Randzone der Seitenwange 1, die in einer Ebene liegt, auf der die Mantelfläche des Teiles 4 des Adapters 2 lotrecht steht, begrenzt eine kreisförmige Aus­ nehmung 8, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Innen­ durchmesser des kreiszylindrischen Teiles 4 des Adapters 2. Durch nahezu radial verlaufende Schnitte sind nahezu parallel­ flankige Zungen 10 von trapezförmigen Zähnen 11 getrennt. Die Zungen 10 sind rechtwinklig gegen den Adapter 2 hin abgebogen, wodurch zwischen je zwei benachbarten Zähnen 11 eine Zahnlücke 12 gebildet wird, deren Breite an die Breite der Zähne 5 des Adapters angepaßt ist. Die Tiefe der Schnitte ist dabei so gewählt, daß die Zungen 10 im abgebogenen Zustand mit ihrer Innenfläche eine Zylinderfläche definieren, in welche die Zähne 5 des Adapters 2 spielfrei eingeführt werden können.

Wie Fig. 3 zeigt, werden die Zähne 5 des Adapters 2 auf die Zahnlücken 12 der Seitenwange 1 ausgerichtet und so weit in diese eingeschoben, bis die Zungen 6 des Adapters an der Seiten­ wange 1 anliegen. Die gegenseitige Lage der Zähne 5 und der Zungen 6 des Adapters 2 sowie der Zähne 11 und der Zungen 10 der Seitenwange 1 ist aus den Fig. 5 und 6 deutlich zu er­ sehen. Ferner zeigt Fig. 4, wie die Zähne der Seitenwange 1 zwischen die Zungen 6 des Adapters 2 spielfrei eingreifen.

Abschließend werden alle Zähne 5 des Adapters 2 im selben Sinne wie die Zungen 6 nach außen abgebogen und in Anlage an die dem Adapter 2 abgekehrte Außenseite der Seitenwange 1 gebracht, wie dies die Fig. 8 bis 10 zeigen. Außerdem werden die Zähne 11 der Seitenwange 1 im gleichen Sinne wie die Zungen 10 abgebo­ gen und in Anlage an die Innenmantelfläche des kreiszylindrischen Teiles 4 des Adapters 2 gebracht. Diese Lage der Zungen 6 und 10 sowie der Zähne 5 und 11 zeigen besonders deutlich die Fig. 8 bis 10. Durch die umgebogenen Zähne 5 und 11 sind die Seiten­ wange 1 und der Adapter 2 gegen ein Lösen der Verbindung gesi­ chert, wobei auch eine relativ hohe axiale Zugbelastung von der Verbindung aufgenommen werden kann. Durch den gegenseitigen Eingriff der Zähne 5 und 11 in die Zahnlücken des jeweils anderen Teils läßt sich die aus dem belastenden Drehmoment resultierende Kraft problemlos übertragen, obwohl sie wegen des kleineren Abstandes von der Drehachse wesentlich größer ist als die von den Zungen 3′ zu übertragende Kraft.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (11)

1. Formschlüssige Verbindung, insbesondere zur Übertragung von Drehmomenten, zwischen zwei aus Blech bestehenden Teilen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Sitzes eines Kraftfahr­ zeuges, wobei die beiden Teile längs ihrer miteinander zu ver­ bindenden Randzonen aneinandergrenzen und die Randzone des einen Teils voneinander distanzierte Zähne aufweist, welche in Zahnlücken der Randzone des anderen Teils eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) beide Teile (1, 2) im Bereich ihrer Randzonen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Zähnen (5, 10) je eine durch eine abgebogene Zunge (6, 10) gebildete Zahnlücke (7, 12) auf­ weisen, in welche je einer der Zähne (5, 11) des anderen Teiles (1, 2) eingreift,
• b) wenigstens an demjenigen (2) der beiden Teile (1, 2), der eine Sicherung gegen Verschiebbarkeit in Längsrichtung seiner Zähne (5) relativ zum anderen Teil (1) bedarf, zumindest einer der Zähne (5) in derselben Richtung wie seine benachbarten Zungen (6) in eine das andere Teil (1) hintergreifende Position abgebogen ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Randzonen unter einem von Null verschiedenen Winkel aneinandergrenzen.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch wenigstens ein Zahn (11) des keiner Sicherung gegen eine Verschiebbarkeit in Längsrichtung seiner Zähne (11) relativ zum anderen Teil (2) bedürfenden Teils (1) in eine das andere Teil (2) hintergreifende Position abgebogen ist.

4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der abgebogene Zahn (5, 11) an der einen und die beiden ihm benachbarten Zungen (6, 10) an der anderen Seite des anderen Teils (1, 2) anliegen.

5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der abgebogene Teil der Zungen (6, 10) der beiden Teile (1, 2) in einer Fläche liegt, die parallel zu derjenigen Fläche liegt, welche von den in die durch diese Zungen (6, 10) gebildeten Zahnlücken (7, 12) eingreifenden Zähne (5, 11) definiert ist.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dasjenige Teil (2), das einer Sicherung gegen eine Verschiebbarkeit in Längsrichtung seiner Zähne (5) relativ zum anderen Teil (1) bedarf, eine zylindrisch, vorzugsweise kreiszylindrisch, geformte Randzone aufweist und die Zahnlücken (12) des anderen Teils (1) in einer korrespondierenden Fläche liegen.

7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (6) des anderen Teils (1) eine Anlagefläche für die Zähne (5) des Teiles (2) mit der zylindrisch geformten Randzone bilden.

8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zahnlücken (7, 12) parallelflankig ausgebildet sind.

9. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) an beiden Teilen längs der miteinander zu verbindenen Randzone durch Schnitte die als Zähne vorgesehenen Mate­ rialpartien von den als Zungen vorgesehenen Material­ partien getrennt werden,
• b) die als Zungen vorgesehenen Materialpartien in einer eine Anlage am anderen Teil gestattenden Richtung unter Bildung je einer Zahnlücke abgebogen werden,
• c) die Zähne des einen Teils in die Zahnlücken des anderen Teils eingeschoben werden und
• d) danach zumindest ein Zahn desjenigen Teils, der einer Sicherung gegen eine Verschiebung in Längs­ richtung seiner Zähne relativ zum anderen Teil be­ darf, in derselben Richtung wie seine benachbarten Zungen in eine den anderen Teil hintergreifende Position gebogen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zungen bildenden Materialpartien in eine eine gleichzeitige Anlage am anderen Teil gestattende Position gebracht werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des einen Teils in die Zahnlücken des anderen Teils so weit eingeführt werden, bis beide Teile an den die Zungen bil­ denden Materialpartien anliegen, und daß anschließend die für ein Hintergreifen des anderen Teils vorgesehenen Zähne bis zur Anlage an diesem Teil abgebogen werden.