WO2022214511A1 - Verstellbaugruppe für einen verstellantrieb - Google Patents

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WO2022214511A1
WO2022214511A1 PCT/EP2022/059047 EP2022059047W WO2022214511A1 WO 2022214511 A1 WO2022214511 A1 WO 2022214511A1 EP 2022059047 W EP2022059047 W EP 2022059047W WO 2022214511 A1 WO2022214511 A1 WO 2022214511A1
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WO
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thread
adjustment
adjustment part
plastic
plastic coating
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PCT/EP2022/059047
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Jürgen SCHUKALSKI
Andreas DIEMAR
Peter Hausmann
Andreas Deckert
Hans-Jörg Birkefeld
Jochen Hofmann
Renee Dietzel
Kevin HERTHA
Jürgen HERGENRÖDER
Wolfgang Wachter
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Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
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    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels

Definitions

  • the invention relates to an adjustment assembly for an adjustment drive of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and to a method for producing an adjustment part for the adjustment assembly according to claims 19 and 20.
  • Such an adjustment assembly includes a first adjustment part with a first thread and a second adjustment part with a second thread that engages with the first thread.
  • adjustment drives in motor vehicles that have an adjustment assembly according to the invention are used for longitudinal seat adjustment of a motor vehicle seat with an adjustment rail that is longitudinally adjustable relative to a rail fixed to the body.
  • the first adjustment part is usually driven in rotation via external teeth by a drive worm connected to a drive device.
  • the drive force is transmitted from the first adjustment part to the second adjustment part via the engagement of the threads of the first and of the second adjustment part, as a result of which the second adjustment part can be adjusted in a translatory manner.
  • the translatory adjustment of the second adjustment part can bring about an adjustment of the adjustment rail relative to the rail fixed to the body.
  • a spindle nut or a screw wheel is often used for the first adjustment part and a spindle for the second adjustment part.
  • the adjustment assembly should be able to be operated with as little noise as possible during normal operation and should be designed to be able to absorb axial forces that occur, for example, in the event of a crash. It is known that adjustment parts made of plastic can be operated with little noise. However, plastic can be deformed in the event of a crash, so that the adjustment assembly can no longer be used after a crash. It is also known that adjustment parts made of steel can absorb axial forces that occur in the event of a crash. However, such adjustment parts can cause undesirable noises, such as squeaking, during normal operation.
  • the spindle nut is formed by a hybrid spindle nut.
  • This has a functional part made of plastic arranged in the power flow between the drive worm and the spindle and a strength part made of hard metal, which is designed to divert crash forces from the adjustment rail into the spindle.
  • the functional part and the strength part are here arranged axially next to one another along the thread axis.
  • At least one of the first and second threads has a plastic coating can reduce undesirable noise development during operation of the adjustment assembly and at the same time ensure that the at least one thread is highly resistant in the event of a crash.
  • an adjustment assembly should be simple and inexpensive to produce with dimensions within the required tolerances.
  • the object of the present invention is to provide an improved adjustment assembly. According to a first aspect of the invention, this object is achieved by an object having the features of claim 1 . Accordingly, the plastic coating covers more than 50% of the at least one thread.
  • Having more than 50% plastic coverage of the at least one thread eliminates the likelihood of accidental contacts occurring between portions of the threads not covered with a plastic coating.
  • Such undesired secondary contacts can be caused by the adjustment parts tilting relative to one another, which can produce undesired noises such as squeaking.
  • Tribological properties include, but are not limited to, friction between the first and second adjustment parts, wear of the adjustment assembly, efficiency that can be achieved when operating the adjustment assembly, and the amount of noise generated by the adjustment assembly during operation.
  • Plastic can have lower sliding friction and/or static friction than metal. If the friction between the first and the second adjustment part is reduced, wear and tear on the adjustment assembly as a result of long-term operation can also be reduced. Reduced friction can also mean that less energy has to be used to operate the adjustment assembly, so that greater efficiency can be achieved. If metal adjustment parts are used, it may be necessary to use lubricants to ensure quiet operation. Plastic, on the other hand, can enable low-noise operation even without lubricants.
  • the plastic coating covers the at least one thread to a percentage of more than 50%.
  • the percentage can be as far above 50% as possible.
  • the adjustment part can be designed to be significantly shorter in its axial length.
  • a first adjustment part designed as a spindle nut is conceivable and possible, which is four to five times shorter than adjustment parts known from the prior art.
  • the plastic coating covers the at least one thread to less than 100%.
  • the fact that the plastic covering does not cover the at least one thread 100% can be due to the fact that the adjustment assembly was produced using the method for producing the adjustment assembly according to a second aspect of the invention. The details of the procedure will be discussed further below.
  • the plastic coating covers the at least one thread almost completely.
  • the plastic coating can cover the at least one thread except for one revolution, between one and two revolutions, or up to a maximum of two revolutions of the at least one thread.
  • the at least one thread can be more than 80% covered with the plastic coating.
  • a coverage of the at least one thread by the plastic coating can be between 80% and 99%, in particular between 80% and 90% or between 80% and 85%.
  • Such coverings can optimize the tribological properties and at the same time enable simple and inexpensive manufacture.
  • the percentages given can in particular relate to a length of the at least one thread.
  • the at least one thread can comprise a helically circumferential thread turn.
  • a revolution of 360° along the helical thread is referred to in this text as one revolution of the thread.
  • N revolutions consequently denote a revolution of N times 360° along the helical thread.
  • a lowest point of the thread can be formed by a thread root and a highest point of the thread by a thread crest.
  • the root of the thread and the crest of the thread can be connected via flanks.
  • a shape of the thread root and the thread crest, for example flat or tapering to a point, and of the flank, for example steep or flat, can determine a profile of the at least one thread.
  • a large number of combinations of thread crests, bases and flanks are conceivable and possible.
  • profiles are, for example, a trapezoidal profile in which the thread root and the thread crest are flat and are connected via sloping flanks that widen the thread in the direction of the thread crest, or a triangular profile in which the thread root and the thread crest are formed in a pointed shape and are also connected via sloping flanks that widen the thread in the direction of the thread crest.
  • the two flanks and the associated thread crest together form tooth-like projections, so that thread teeth of the at least one thread can also be mentioned below in order to characterize a profile of the at least one thread.
  • the fact that the at least one thread is covered by the plastic coating can mean that the thread pitch of the at least one thread is covered by the plastic coating.
  • the plastic coating can therefore extend in particular over the root of the thread, the flanks and the crest of the thread.
  • the at least one thread has a first section covered by the plastic coating and a second section that is not covered by the plastic coating.
  • the first and the second section can each be contiguous.
  • the at least one thread can have a length of N turns, for example.
  • the first section can then have a length of N-x turns and the second section can have a length of x turns.
  • the number N can assume values greater than two, for example 2.50 or 6.75 or 100.00. Thus, N can be greater than 2.00 and up to and including 100.00. Higher values of N are of course also conceivable and possible.
  • the at least one thread can have a number of complete 360° revolutions and a number of fractions of revolutions less than 360°, which can be provided in the case of the at least one thread, in particular on at least one of the ends, and in which the thread turn can optionally be chamfered , to make it easier to engage another thread, for example when screwing in or unscrewing.
  • the number x can assume values of one or more, for example 1.00 or 1.25 or 1.50 or 1.75 or 2.00.
  • x can be between 1.00 and 4.00 under the condition x/N ⁇ 0.5.
  • higher values of x are also conceivable and possible if x/N ⁇ 0.5 is fulfilled.
  • the condition can also be formulated more strictly in order to make the production simple and inexpensive To allow adjustment assembly with dimensions in the desired tolerances.
  • the condition can be x/N ⁇ 0.2 or x/N ⁇ 0.15 or x/N ⁇ 0.1.
  • the second section has an axial length that corresponds to at least one turn of the thread, in particular a maximum of four turns of the thread, of the at least one thread. Equivalently or alternatively to this, the second section has an axial length which is at most 20%, in particular at most 15%, in particular at most 10%, of a total length of the at least one thread.
  • the second section can have an axial length which corresponds at most to twice or more than twice, for example three times or at most four times the distance between two thread crests (adjacent in section) of the at least one thread.
  • the fact that the second section makes up more than one turn of the thread can have the advantage that the adjustment assembly can also be produced simply and precisely when a pitch of the at least one thread is very steep. If the pitch of the at least one thread is shallower, the second portion may be less than two turns of the thread.
  • the second section can therefore be shorter than two turns.
  • the second section can have an axial length that corresponds to less than twice the distance between two thread crests of the at least one thread.
  • the second section has an axial length that corresponds to 1.50 times or 1.75 times or 3.75 times the distance between two thread crests of the at least one thread. With an axial length that corresponds to 1.00 times the distance between two thread crests of the at least one thread, the tribological properties of the at least one thread can be maximized under the condition of simpler, cost-effective production with dimensions in the desired tolerances.
  • a chamfered section can also be included in the second section, so that the at least one thread can be arranged more easily on a mating thread of a receiving body during manufacture.
  • a chamfered portion may mean a portion where adjacent thread crests have different heights. Such a section can be produced by chamfering the at least one thread.
  • the second section can be arranged at one of the ends of the at least one thread.
  • the first section is arranged at a first end of the at least one thread.
  • the second portion may be located at a second end of the at least one thread opposite the first end.
  • an outer element can be molded onto the plastic coating on the first section at the first end, which can be formed in one piece with the plastic coating.
  • the plastic coating at the second end does not extend to a front side of the at least one thread, so that a gap forms there between a further thread that engages with the at least one thread, the profile of which corresponds to a profile of the plastic coating.
  • the gap can be just as large as a thickness of the plastic coating.
  • the thickness can be, for example, in a range from 0.1 mm to 0.5 mm, in particular 0.3 mm, and/or 1% to 10%, in particular 5%, of the diameter of the at least one thread.
  • the plastic coating has a constant thickness.
  • the plastic coating can thus lay skin-like against a profile of the at least one thread.
  • the plastic coating can follow a contour of the at least one thread. This can mean that the plastic coating covers the circumferential thread turn and in particular also the circumferential thread crest of the at least one thread.
  • the at least one thread can therefore be more than 50% covered by the plastic coating in a continuous section.
  • the plastic coating forms the profile of the at least one thread.
  • the at least one thread has a profile, for example a trapezoidal profile, which is covered by the plastic coating, with the plastic coating forming a profile that differs from the profile of the at least one thread.
  • the profile that forms the plastic coating can, for example, have wider and/or higher teeth than the profile of the at least one thread.
  • the profile of the at least one thread forms a thread tooth base for each thread tooth formed by the plastic coating, the plastic coating forming a thread tooth body molded onto the thread tooth base.
  • One Geometric shape of the thread tooth body can differ from that of the tooth root.
  • the root of the thread tooth can be trapezoidal and the body of the thread tooth can be triangular.
  • the profile of the at least one thread can differ from the profile that forms the plastic device, so that the profile of the at least one thread is shaped or determined by the plastic coating.
  • the at least one thread and the plastic coating on the at least one thread have identical and/or different flank angles.
  • the flank angle can be dimensioned to the thread axis. Different flank angles can, for example, achieve better support of a profile formed by the plastic coating on the at least one thread. Likewise, the wear of the at least one thread can be reduced in a more targeted manner through different flank angles. If the at least one thread and the plastic coating on the at least one thread have identical and different flank angles, the flank angles can be identical in at least one section of the at least one thread and different in at least one other section of the at least one thread.
  • a thickness of the plastic coating varies along the at least one thread.
  • the thickness of the plastic coating can vary periodically.
  • Such a configuration can differ from a configuration in which the plastic coating has a constant thickness in that the thickness assumes specific values at specific, recurring points of the at least one thread.
  • a thickness of the plastic coating can vary periodically in that it is thicker at the crests and/or roots of the thread than at a flank of the at least one thread. It is also conceivable and possible that the thickness of the plastic coating increases constantly towards one end.
  • the plastic coating is thicker on a thread flank of the at least one thread facing a load end of the at least one thread than on a thread flank of the at least one thread facing away from the load end of the at least one thread.
  • the load end can be one of the ends of the at least one thread.
  • the load end is on End of the at least one thread from which a load acts on the at least one thread.
  • this can be a force that causes a vehicle seat to be lifted via the at least one thread in an adjustment assembly.
  • Such an asymmetrical thickness along the thread can make it possible to specifically protect the at least one thread from wear.
  • a thickness of the plastic coating can vary periodically in that the plastic coating forms a profile whose flanks have a pitch angle that is flatter than a pitch angle of the flanks of the at least one thread.
  • the tribological properties of the at least one thread can be improved by the plastic coating, while at the same time a planar support of the plastic profile can be realized via the flanks of the at least one thread in the event of a crash or under another high load.
  • a surface pressure on the plastic coating can be minimized in this way, so that the plastic profile is not subjected to bending stress under load.
  • One configuration of the at least one thread and the plastic coating that realizes these advantages consists in providing, as described above, that the at least one thread is a trapezoidal thread and the plastic coating on the at least one thread forms a plastic thread with a triangular profile.
  • the at least one thread has a first profile shape on a first profile section and a second profile shape on a second profile section, which differs from the first profile shape.
  • the different profile shapes can be optimized for different functions. For example, it is conceivable and possible to provide different profile shapes on the first section. Likewise, the profile shapes of the first and the second section of the at least one thread can differ.
  • the at least one thread is single-start.
  • the first or the second thread can be single-start. It is preferred that the first and second threads are single-start, because installation space can be saved by providing as few thread turns as possible. In principle, however, several thread turns of a multiple thread can also be covered by the plastic coating to more than 50% and possibly less than 100% if such an adjustment assembly is desired.
  • the first adjustment part is a spindle nut and the second adjustment part is a spindle. The spindle nut can engage the second thread of the spindle via the first thread in order to adjust the spindle. A rotation of the spindle nut can cause a translatory adjustment of the spindle.
  • rotational forces can act between the first and the second adjustment part along the direction of rotation of the first adjustment part, which forces are caused by friction between the threads.
  • the rotational forces can be increased by tilting relative to one another.
  • an axial force can act on the second adjustment part along the thread axis, causing the translational adjustment of the second adjustment part.
  • the rotational forces can cause unwanted noise, which can be suppressed by the plastic coating arranged between the threads.
  • the first and/or the second adjustment part consists of metal, in particular steel or brass.
  • the first and the second adjusting part can be a steel nut and a steel spindle.
  • a material made of particularly hard plastic can also be provided for this.
  • the at least one thread has at least one recess.
  • the at least one recess can be elongate along a thread axis of the at least one thread.
  • the at least one recess can be a slit extending along a thread axis through the circumferential thread of the form at least one thread.
  • the thread turn of the at least one thread can be interrupted at the at least one recess. This means that the at least one thread can be incomplete in order to realize the at least one recess.
  • the at least one recess can also be formed by defects of any shape in the at least one thread, which are designed so that plastic melt can penetrate into them.
  • At least one recess can be provided, which extends radially to the thread axis in the at least one thread. It is conceivable and possible, for example, for the at least one recess to be formed by a depression formed radially to the thread axis in the at least one thread.
  • the at least one recess can be filled with plastic.
  • the same plastic that was used to produce the plastic coating can be used to fill the at least one recess.
  • the plastic coating and the filling of the at least one recess can be formed in one piece.
  • the section of the plastic coating that fills the at least one recess can form a holding element that is molded onto the plastic coating and via which the plastic coating is held in a form-fitting manner on the at least one thread. This can enable the plastic coating to better withstand torsional forces that could cause twisting relative to the at least one thread during operation of the adjustment assembly, so that the plastic coating is held on the at least one thread in a twist-proof manner. It can be advantageous to provide a plurality of recesses, optionally of different shapes, which are optionally arranged at a regular spacing around the circumference of the at least one thread, so that the forces acting on the plastic coating can be optimally dissipated.
  • the at least one thread can have an uneven surface topography, in particular flaws and/or roughness, so that there is at least a partial form fit between the at least one thread and the plastic coating. Due to the uneven surface topography, the plastic coating can more easily enter into an at least partial form fit with the at least one thread, because the plastic melt used to produce the plastic coating can penetrate into micro-depressions or flaws in the surface.
  • the surface of the at least one thread can be roughened. To roughen the surface, it can be treated with laser structuring, for example. It is also conceivable and possible that the surface is additionally or alternatively activated with a plasma or with a primer in order to enable a material bond with the plastic coating. To improve the connection between the at least one thread and the plastic coating, both at least one recess and a roughened surface can be provided.
  • At least one of the adjustment parts has an outer element that is formed in one piece with the plastic coating of the at least one thread.
  • the first adjustment part can have such an outer element. If the first adjustment part is a spindle nut, for example, an adjustment part body of the first adjustment part can be a steel insert and the outer element can be a plastic encapsulation of the steel insert.
  • the outer element can be molded onto the plastic coating.
  • the outer element can be arranged on an end face of the at least one thread. There may be a seamless transition between the plastic coating and the outer element.
  • the outer element is formed from a different material than the plastic coating.
  • the plastic coating can then be bonded to the outer element.
  • the plastic of the plastic coating can flow into a plastic of the outer element.
  • a mixing section is also conceivable and possible between the plastic coating and the outer element, in which the plastic of the plastic coating and the plastic of the outer element are mixed with one another in sections.
  • the plastic coating and the outer element are formed from the same material.
  • Polyoxymethylene (POM) for example, can be provided for the plastic coating, so that it can be advantageous to also form the outer element from POM.
  • polyamide (PA) can also be provided for the plastic coating.
  • the outer Element and the plastic coating are injected together in one step using an injection molding process. This can make the production of the at least one adjustment part simpler and more cost-effective and at the same time ensure a seamless transition from the outer element to the plastic coating.
  • a mechanical interface can be formed on the outer element, which can be used, for example, to introduce an adjustment force into the at least one adjustment part.
  • external teeth can be formed on the outer element, for example.
  • the outer element can also be used to create a form fit between the adjustment part body and a plastic body that is formed by the outer element and the plastic coating together.
  • the outer element can be positively connected, for example, to a projection of the adjustment part body. This can be brought about, for example, by reaching behind the projection and/or by means of circumferential teeth which are arranged on the projection and with which the outer element is in engagement.
  • the object is also achieved by a method for producing an adjustment part for an adjustment assembly.
  • the adjustment assembly can in particular be an adjustment assembly according to the first aspect of the invention.
  • the implementation of the procedure includes the following steps.
  • the adjustment part is provided with a thread.
  • a thread can be, for example, a spindle nut with an internal thread or a spindle with an external thread.
  • a receiving body In a second step, a receiving body is provided.
  • the receiving body has a counter-thread.
  • the mating thread has a holding section which is designed so that the thread on it can engage in the mating thread.
  • the counter-thread and in particular its holding section can therefore be suitable for holding the adjustment part on the receiving body via the thread.
  • the holding section can be designed in such a way that there is no play between the mating thread and the thread.
  • the thread can therefore preferably be held firmly in a defined position on the holding section.
  • the holding section can have an axial length which corresponds to at least one revolution of the thread, in particular a maximum of four revolutions of the thread, of the at least one thread. Equivalently or alternatively, the holding section can have an axial length which is at most 20%, in particular at most 15%, in particular at most 10%, of a total length of the mating thread.
  • the holding section can also be shorter than two revolutions and in particular have a length that corresponds to the distance between two thread crests of the mating thread.
  • the holding section is designed in such a way that it is ensured that the adjustment part is held firmly on the receiving body. For example, in the case of a steep thread pitch of the mating thread, the holding section can be several revolutions long.
  • the mating thread also has a gap section whose radius differs from the radius of the holding section.
  • the radius of the gap section can be smaller in the case of an external thread as the mating thread and larger in the case of an internal thread as the mating thread than the radius of the holding section.
  • its flank width can be different from a flank width of the holding section.
  • the flank width of the gap section can be narrower than the flank width of the holding section.
  • the gap section can differ from the holding section in that it is pulled back into the mating thread relative to the holding section, so that the adjustment part can only be held via the thread on the gap section of the receiving body with a certain amount of play.
  • the mating thread can therefore be designed on the gap section to hold the adjustment part loosely, or be designed to allow the adjustment part to be arranged loosely thereon.
  • the adjustment part is arranged on the receiving body, so that the adjustment part is held on the holding section and a gap is formed in the gap section.
  • the gap can be formed in that the radius of the gap section is different from the radius of the holding section.
  • the adjustment part can be screwed onto or into the receiving body until the adjustment part reaches an end position, for example on a stop or a contact surface of the receiving body. As a result, it can be turned on or off tightly.
  • the holding section can be arranged downstream of the gap section along an arrangement direction of the adjustment part on the receiving body.
  • the receiving body can be arranged in a rotationally fixed manner.
  • the receiving body is preferably a part of a tool for producing an adjustment part, in particular a detachable part. It can be permanently mounted.
  • the adjustment part can be arranged, for example, by turning the adjustment part into the receiving body.
  • Arranging by screwing in can be suitable for a receiving body with an internal thread and an adjustment part with an external thread, such as a spindle.
  • the adjustment part can be arranged by screwing the adjustment part onto the receiving body.
  • a twist-on arrangement may be suitable for a female body with an external thread.
  • such a receiving body can have a free-standing thread core onto which the adjustment part, in particular a spindle nut, is screwed.
  • the gap that can result from the play between the adjustment part and the counter-thread on the gap section can be well defined.
  • the gap can be rotationally symmetrical to a thread axis of the adjustment part.
  • plastic is introduced into the gap.
  • the plastic can be introduced in such a way that the gap is completely filled with plastic. At least one recess that may be present on the thread of the adjustment part can also be filled in this way.
  • all thread turns of the thread, which are arranged on the gap section of the mating thread are covered with plastic.
  • a section of the thread of the adjusting part arranged on the gap section can form a first section as described above. Since the adjusting part is held without play on the holding section of the mating thread via another second section of the thread, as described above, the second section cannot be covered with plastic, so that the plastic coating covers the thread by more than 50% but less than 100%. covered.
  • the second section can be removed from the adjustment part, for example by grinding.
  • Holding the adjustment part on the holding section of the mating thread enables the adjustment part for the adjustment assembly to be produced easily and inexpensively, with the desired dimensions of the plastic coating being able to be achieved within the required tolerances in particular through the well-defined gap.
  • the production of the adjustment part with the aid of the receiving body also makes it possible, in particular, to achieve a desired shape of the plastic coating in a simple manner by forming the profile of the mating thread. Because of the profile of the mating thread, it can be possible to configure the shape of the gap and thus the plastic coating as desired.
  • an outer element of the adjustment part can optionally be formed with external teeth.
  • a plastic melt can be particularly suitable for introducing plastic into the gap.
  • the plastic melt can be used to fill the gap.
  • the liquid plastic can flow around the thread and also flow into at least one recess that may be present.
  • the plastic can be introduced into the gap along a direction parallel to a thread axis of the thread. This can mean that the plastic is introduced into the gap, for example, along the pitch of the thread, but also over the tips of the thread.
  • the plastic, in particular the plastic melt, can be free to spread out in the gap along a lateral surface of the thread.
  • the plastic is introduced into the gap over the entire circumference of the thread.
  • the plastic can be introduced into the gap from any direction.
  • the plastic is preferably introduced into the gap from all directions, over the entire circumference of the thread, because production can take place particularly quickly in this way.
  • An injection molding process can be particularly suitable for such a process.
  • the adjustment part is aligned axially and/or rotationally via the flank width when it is arranged on the receiving body via a contact surface of the receiving body.
  • the axial orientation of the adjustment part can include an axial screwing-in or screwing-in depth of the adjustment part.
  • the axial alignment can be ensured via an (internal) stop by the thread itself, in that the adjustment part is screwed onto the receiving body up to one end of the thread or screwed into the receiving body.
  • the axial alignment of the adjustment part can also be defined via the contact surface of the receiving body.
  • the adjustment part can have a projection projecting in a plane perpendicular to the thread axis.
  • the contact surface can be designed in such a way that the projection hits it when the adjustment part is arranged on the receiving body.
  • a radial alignment of the adjustment part can also be made possible via the contact surface. It is therefore also conceivable and possible for the adjustment part to be held on the receiving body with play on the holding section, because the radial alignment is already produced simply by the interaction of the projection with the contact surface. Of course, the adjustment part can also be held on the holding section without play in order to improve the radial alignment.
  • the rotational alignment of the adjustment part can be made possible by a predetermined number of rotations that are required to arrange the adjustment part on the receiving body in the desired position. This can be realized in that the flank width is designed to narrow the thread in such a way that the adjustment part can be screwed to the receiving body in a block.
  • the method can be used to produce an adjustment part for an adjustment assembly according to the first aspect of the invention.
  • Fig. 1 is a sectional view of a conventional adjustment part with a
  • FIG. 2 shows a sectional view of a conventional adjustment part with an adjustment part body made of steel and an external thread made of plastic;
  • 3 shows a sectional view of an adjustment assembly with a plastic coating
  • 4 shows a sectional view of an adjustment assembly with a first adjustment part with a first thread, which has a first and a second section
  • Fig. 5 is a detailed view of an adjustment assembly with a
  • FIG. 6 shows a sectional view of a thread with a plastic coating
  • FIG. 8A shows a side view of a first adjusting part with external teeth
  • FIG. 8B shows a sectional view of the first adjusting part along the sectional plane in FIG. 8A;
  • FIG. 10 shows a section of a method for producing an adjustment part with an internal thread.
  • Fig. 1 shows a conventional first adjustment part 2, which is designed as a spindle nut.
  • the first adjustment part 2 comprises a first adjustment part body 20 which is designed as a strength part.
  • the strength part is a metal nut with a metal thread as the first thread 202.
  • the first thread 202 is an internal thread which is designed to engage with the external thread of a second adjusting part 3, for example a spindle.
  • An outer element 21 made of plastic is molded onto the first adjustment part body 20 .
  • the outer element 21 has external teeth 211 .
  • the external toothing 211 is designed to be in engagement with a drive worm.
  • Fig. 2 shows another embodiment of a conventional first adjustment part 2.
  • the first adjustment part 2 comprises a first adjustment part body 20, a first thread 202, which consists of metal and is designed to engage with a second thread of a second adjustment part 3, and an outer member 21 molded onto the first adjuster body 20 .
  • first adjustment part body 20 a first adjustment part body 20
  • first thread 202 which consists of metal and is designed to engage with a second thread of a second adjustment part 3
  • an outer member 21 molded onto the first adjuster body 20 .
  • the outer element 21 includes an external thread 212 which is designed as an internal thread and is also designed to engage with a second adjustment part 3 .
  • the first and external threads 202, 212 are juxtaposed along a common thread axis G .
  • a radius of the first thread 202 is larger than a radius of the outer thread 212, so that the second adjustment part 3 has play relative to the first thread 202 during normal operation. Under certain circumstances, unwanted noises can thereby be avoided during normal operation if the first adjustment part 2 does not tilt too much relative to the second adjustment part 3 .
  • the second adjusting part 3 engages with the external thread 212 during normal operation. So it has no play to the outer thread 212 .
  • the outer thread 212 is made of plastic.
  • the second adjustment part 3 can be adjusted with less friction and thus less wear, higher efficiency and smoother running. Under load and in particular in the event of a crash, an axial force acts on the second adjustment part 3 along the thread axis G, which causes the outer thread 212 to be deformed and the second adjustment part 3 to engage with the first thread 202 . The first thread 202 thus supports the second adjustment part 3 .
  • Such a first adjustment part 2 can improve the tribological properties, but under certain circumstances has the disadvantage that along the thread axis G a relatively large installation space is required by the threads 202, 212 arranged next to one another. There is also the possibility of accidental contact between the second adjustment part 2 and the first thread 202 during normal operation, so that undesired noises cannot be ruled out with absolute certainty.
  • the adjustment assembly 1 comprises a first adjustment part 2 with a first thread 202 and a second adjustment part 3 with a second thread 32.
  • the second thread 32 is in engagement with the first thread 202.
  • the first adjustment part 2 is a single-threaded spindle nut which has a first adjustment part body 20 made of metal, in particular steel.
  • the first adjustment part 2 can, of course, also have multiple threads and/or consist of a different material that provides sufficient strength.
  • the first thread 202 is designed trapezoidal, which has the advantage of high strength against forces occurring in the event of a crash, although other shapes are of course also conceivable and possible.
  • the first thread 202 is an internal thread of the spindle nut.
  • the second adjusting part 3 is a spindle.
  • the second adjustment part includes a second thread 32 in the form of a trapezoidal external thread shown as an example.
  • the second adjustment part 3 is arranged coaxially to the first adjustment part 2 and can be longitudinally adjusted, for example, by rotating the (for example stationary) first adjustment part 2 along the common thread axis G.
  • the first thread 202 has a plastic coating 210 .
  • the plastic coating 210 completely covers the section of the first thread 202 shown. It forms a skin-like layer of constant thickness D covering the first thread 202 .
  • the second thread 32 can also be additionally or alternatively coated with plastic.
  • the arrangement of a plastic coating 210, 30 between the first and the second thread 202, 32 improves the tribological properties during normal operation.
  • the plastic coating 210 is supported by the underlying first thread 202 .
  • the plastic layer only has to transmit compressive forces, whereby the surface pressure is influenced by the thread geometry, the thread tooth height, the diameter and the thread length.
  • the first adjusting part 2 also has an outer element 21 which is formed in one piece with the plastic coating 210 of the first thread 202 .
  • the outer element 21 and the plastic coating 210 form a coherent plastic body that almost completely covers the first thread 202 and also extends over an outer area of the first adjustment part 2 .
  • External teeth 211 are also formed on the outer element 21 .
  • the external toothing 211 is designed so that a drive worm of an adjusting gear can engage in the external toothing 211 via the first adjusting part 2 for adjusting the second adjusting part 3 .
  • the outer element 21 engages behind an annular projection 206 of the first adjustment part 2.
  • the plastic coating 210 is held on the first adjustment part 2 via the outer element 21 in a form-fitting manner.
  • Such a form fit can be provided in addition to or as an alternative to the at least one recess 205 described below or a roughened surface of the at least one thread 202, 32.
  • the first thread 202 has a plastic coating 210 that almost completely covers the first thread 202 . That is, the first thread 202 is more than 50% and less than 100% covered. Specifically, the first thread 202 is between 80% and 85% covered with plastic. The thread has six turns, five of which are covered with plastic, so that the coverage corresponds to approx. 83.3%.
  • the first thread 202 has a first section covered by the plastic coating 210 and a second section that is not covered by the plastic coating 210 .
  • the plastic coating 210 is arranged on the first section between the first and the second adjustment part 2, 3, so that the first and the second thread 202, 32 on the first section engage with one another without play.
  • a gap S' is formed at the second portion.
  • the first thread 202 is spaced apart from the second thread 32 by the gap S'. Therefore, the first and second threads 202, 32 on the second section have play with each other.
  • the occurrence of undesired noises can nevertheless be ruled out with a high degree of certainty because the second adjustment part 3 is held on the first section so that it cannot tilt and because the second section is very short relative to the first section.
  • the length ratio between the first and second sections is 5 to 1.
  • the second section has a length along the thread axis G which corresponds to the distance A between two adjacent thread crests 203, 203'. This corresponds to a section of a thread turn 204 of the first thread 202 which covers at least 360°, ie a full circumference of the first thread 202 once. This is one revolution of the first thread 202.
  • the second section can be longer than the distance A between two adjacent thread crests 203, 203'.
  • the first section has a length that corresponds to more than four times the distance A between two adjacent thread crests 203, 203'. Specifically, the length of the first Section five times A.
  • the first section can be shorter or longer than four times the distance A between two thread crests 203, 203'.
  • the length of the first section is independent of a length of the second section as long as the second section has a length of x turns for a number of N revolutions of the first thread 202 and the condition x/N ⁇ 0.5 is met.
  • the first section forms a continuous section of the first thread 202 over which the plastic coating 210 extends.
  • the first section is located at one end of the first thread 202 and the second section is located at the other end of the first thread 202 .
  • An outer element 21 is molded onto the first section.
  • the outer element 21 forms a continuous plastic body with the plastic coating 210, as has already been described in connection with FIG.
  • the plastic coating 210 has a constant thickness D.
  • the thickness D of the plastic coating 210 at a thread crest of the first thread 202 is the same as at a thread root of the first thread 202.
  • the plastic coating 210 thus reproduces the profile of the first thread 202.
  • the first thread 202 is trapezoidal, so that the plastic coating 210 also has a trapezoidal profile.
  • the profile that forms the plastic coating 210 is wider and higher than the profile of the first thread 202.
  • the profile of the first thread 202 is formed by the plastic coating 210 of the first thread 202, even though the plastic coating 210 is the profile of the first thread 202 simulates.
  • the plastic coating 210 can be used to cover the profile of the first (or also the second) thread 202, 32 with any desired profile and to shape it in this way. As a result, the plastic coating 210 can shape the profile of the thread 202, 32.
  • An exemplary embodiment variant for the thread 202 is shown in FIG. It also applies to the thread 32 by way of example.
  • FIG. 6 shows a thread 202 with a plastic coating 210 whose thickness D varies periodically along an axial direction of the thread 202 .
  • the thread 202 has a trapezoidal profile, the flanks of which enclose angles b1 and b2 to the axis G of the thread.
  • the profile of the thread 202 is covered by the plastic coating 210, which is triangular in shape and whose threads include flank angles a1 and a2 to the thread axis G.
  • the first flank angle a1 of the plastic coating 210 is identical to the second flank angle a2 of plastic coating 210.
  • the first flank angle b1 of thread 202 is identical to the second flank angle b2 of thread 202.
  • the identical flank angles a1 and a2 of plastic coating 210 are different from the identical flank angles b1 and b2 of thread 202 , namely larger (a1, a2 > b1, b2).
  • the function of the trapezoidal profile of the thread 202 can be seen here in that its flanks support the plastic coating 210 in the event of a crash. This can prevent the plastic thread from yielding to the crash forces and/or being plastically deformed and no longer able to run after the crash. With such a thread 202, the advantages of a metal thread that imparts strength can be combined with a plastic thread that has good tribological properties.
  • first and second flank angles a1, a2 of the plastic coating 210 can be different (a1 ⁇ >a2).
  • the first flank angle a1 can be steeper than the second flank angle a2 in order, for example, to enable better protection against wear on one side.
  • the first and the second flank angle b1, b2 of the first (or of the second) thread 202, 32 can be different (b1 ⁇ >b2) in order to enable better support of the plastic coating 210. It is therefore possible to realize asymmetrical thread tooth forms both for the plastic coating 210 and for the first and/or the second thread 202, 32 by selecting the flank angle.
  • a plastic coating 210 of any shape can be arranged on any profile shape of the thread 202 .
  • the thread 202 it is also conceivable and possible for the thread 202 to have a first profile shape on a first profile section and a second profile shape on a second profile section, which differs from the first profile shape. This can be realized, for example, by different flank shapes, with a first flank shape being optimized for normal operation and a second flank shape for supporting the plastic thread in the event of a crash.
  • the plastic coating 210 can form a profile which is symmetrical or asymmetrical on the thread teeth of the underlying threads 202,32. An asymmetric profile can be used to provide better wear protection for directional loads.
  • 7 shows a first adjustment part 2 with a first adjustment part body 20.
  • the first adjustment part body 20 has a first thread 202, which is designed as an internal thread.
  • the thread 202 has three recesses 205 which are intended to be filled with plastic. In principle, any number of recesses 205 can be provided.
  • the recesses 205 extend like a corridor along a thread axis G of the first thread 202 from one end of the thread 202 to the other end of the thread 202 .
  • the recesses 205 form interruptions in the threads. This is realized in that the thread crests 203, 203' are removed down to the root of the thread.
  • a width of the recesses 205 corresponds in each case to 10° of the thread circumference.
  • the recesses 205 are evenly distributed along the circumference of the first thread 202 .
  • recesses 205 are conceivable and possible, which can each have widths that correspond to angular segments of the thread circumference between 1° and 30°.
  • recesses 205 can be conceivable and possible, such as a recess 205 that extends radially to the thread axis G into the first thread 202 .
  • the first adjusting part body 20 has an annular projection 206 formed thereon.
  • the annular projection 206 has a peripheral surface forming a jacket, on which a toothing 207 is arranged.
  • the teeth 207 have elongate teeth, which extend parallel to a thread axis G of the first thread 202 of the first adjustment part 2 .
  • the 8A shows the first adjustment part 2 with an outer element molded onto the first adjustment part body 20 .
  • the outer element 21 is preferably injection molded together with the plastic coating 210 .
  • the outer element 21 has an external toothing 211 which is designed as a helical toothing. In principle, the external toothing 211 can be of any desired design, in particular a straight toothing is also conceivable and possible.
  • the first thread 202 has a plastic coating 210 that fills two recesses 205 on the first thread 202 .
  • the plastic coating 210 supplements the interrupted threads. This is realized in that the plastic coating 210 at the Recesses 205 forms a profile that corresponds to the profile of the first thread 202 with plastic coating 210 away from the recesses 205.
  • the first thread 202 thus has a plastic coating 210 which forms a continuous thread profile, the thread profile being supported by the first thread 202 in sections.
  • the outer element 21 is arranged circumferentially on the projection 206 of the first adjustment part body 20 .
  • a toothing 207 of the projection 206 of the first adjustment part body 20 engages in the outer element 21 along a circumferential direction.
  • the teeth 207 of the projection 206 and the recesses 205 can be provided together on the first adjustment part 2 .
  • each of the features may be provided independently of the other.
  • the outer element 21 When using the first adjustment part 2 in an adjustment assembly 1 for adjusting, for example, an adjustment drive in a motor vehicle, it may be necessary to create a flow of force between the external teeth 211 and the plastic coating 210 .
  • the outer element 21 must be arranged on the adjustment part body 20 in a rotationally fixed manner. This means that the outer element 21 must take the first adjustment part body 20 with it when it is driven, for example by a drive worm.
  • the toothing 207 can be provided on the projection 206 , which establishes a form fit between the outer element 21 and the first adjustment part body 20 .
  • the outer element 21 can be formed in one piece with the plastic coating 210, so that a direct flow of forces between the plastic coating 210 and the external toothing 211 is produced.
  • the recesses 205 ensure that a flow of force between the adjusting part body 20, which is driven via the external toothing 211, and the plastic coating 210 is ensured. Due to the recesses 205, the plastic coating 210 is arranged on the first adjustment part body 20 in a rotationally fixed manner.
  • a surface of the first thread 202 can have an uneven surface topography in addition or as an alternative to the provision of recesses 205.
  • combinations of recesses 205 with different shapes are conceivable and possible.
  • Fig. 9 shows a section of a method for producing an adjustment part 3 for an adjustment assembly 1.
  • the method can in particular be a Act injection molding process with which the plastic coating 30 and optionally an outer element can be produced.
  • the adjustment part 3 has a thread 32 which is designed as an external thread.
  • the method is carried out with the receiving body 4 shown, which has a mating thread 40 for the thread 32 of the adjustment part 3 .
  • the mating thread 40 has a holding section 401 which is designed so that the thread 32 of the adjustment part 3 can engage in the mating thread 40 thereon.
  • the thread 32 and the mating thread 40 on the holding section 401 are designed to match one another.
  • the adjustment part 3 can therefore be held on the receiving body 4 without play via the counter-thread 40 by being screwed into the holding section in a block.
  • the mating thread 40 has a gap section 402 .
  • the radius R' of the gap section 402 is greater than the radius R of the holding section 401 and a flank width B' of the thread on the gap section 402 is narrower than a flank width B of the thread on the holding section 401.
  • Thread 32 and mating thread 40 therefore also fit on the gap section 402 in each other, but play with each other.
  • the holding section 401 is arranged behind the gap section 402 along a direction of screwing into the mating thread 40 . It closes the mating thread 40 in this direction to such an extent that a stop for the adjustment part 3 is formed, onto which the adjustment part 3 can be screwed as a block.
  • the receiving body 4 can be arranged in a fixed manner.
  • the receiving body 4 can be arranged on a tool for plastic injection molding.
  • the adjustment part 3 is arranged on the receiving body 4 by being screwed into the receiving body 4 .
  • it is screwed onto a block until it is fixed axially on the holding section 401 .
  • the adjustment part 3 is positioned radially symmetrically to the thread axis G of the receiving body 4 .
  • the holding section 401 In order to enable the axial fixation, the holding section 401 must have a length that corresponds at least to the distance between two crests of the thread 32 of the adjustment part 3 .
  • the holding section 401 should be designed in such a way that the adjustment part 3 has to complete at least one rotation in order to be screwed into the holding section 401 .
  • the threads of conventional threads are chamfered to allow better initial engagement with a mating thread 40 during threading. Such a chamfer can account for up to three quarters of a revolution of a thread. If the holding section 401 is chamfered, it may be advantageous to provide a holding section 401 with a length that is at least 1.5 times the distance between two crests of the thread Thread 32 of the adjustment part 3 corresponds. The fixation on the holding section 401 makes it possible to ensure that the gap S at the gap section 402 is formed radially symmetrically within the required tolerance.
  • the plastic 30 is introduced.
  • the plastic 30 can be introduced, for example, by filling the gap S with plastic melt.
  • the plastic is introduced into the gap S along the circumference of the thread 32 .
  • This is represented by the plastic mass 30 penetrating parallel to the thread axis G in the direction of the holding section 401 .
  • the plastic is introduced over the entire circumference of the thread 32 . Due to the defined formation of the gap S by fixing it to the holding section 401, it is in particular not necessary to introduce the plastic along a thread or from a narrowly defined, predetermined direction, so that a quick, simple and cost-effective production is possible.
  • the shape of the gap S can be adjusted via the design of the gap section 402, so that a plastic coating with a desired profile can be produced using the method described.
  • the method described in connection with FIG. 9 is particularly suitable for producing a plastic coating 30 on the thread 32 of a spindle.
  • FIG. 10 shows a step in a method for producing an adjustment part 2 for an adjustment assembly 1, the adjustment part 2 having a thread 202 which is designed as an internal thread.
  • the method is carried out with the receiving body 4 shown, which has a mating thread 40 for the thread 202 of the adjustment part 2, which is designed as an external thread.
  • the receiving body 4 comprises a thread core on which the external thread is arranged.
  • the mating thread 40 has a retaining portion 401 and a splitting portion 402 as defined above.
  • the radius R' of the gap section 402 is presently smaller than the radius R of the holding section 401 and a flank width B' of the thread on the gap section 402 is narrower than a flank width B of the thread on the holding section 401.
  • thread 202 and mating thread 40 fit as in connection with 9 described at the gap section 402 into one another, but have play with one another.
  • the adjusting part body 20 is arranged on the receiving body 4 by being screwed onto the receiving body 4 .
  • it is screwed onto a block until it is fixed axially on the holding section 401 .
  • the adjustment part 2 is positioned radially symmetrically to the thread axis G of the receiving body 4 as described in connection with FIG. 9 by being fixed to the holding section 401 .
  • the holding section 401 must meet the same requirements as described in connection with FIG. 9 .
  • a contact surface C is provided on the receiving body 4, which interacts with a projection 206 of the adjustment part body 20 that projects in a plane perpendicular to the thread axis G in such a way that it provides a stop against which the adjustment part body 20 strikes when it is screwed onto the receiving body 4 .
  • the adjustment part 20 is fixed axially and radially on the receiving body 4 through the interaction of the contact surface C and the projection 206 .
  • the plastic is introduced into the gap S in the same way as described in connection with FIG.
  • the outer element 21 of the adjustment part 2 shown in FIG. 10 can be formed. It engages behind the projection 206, as described in connection with FIG. 3, up to the contact surface C on which the projection 206 bears.
  • different projections can be provided on the adjustment part 2 for the interaction with the contact surface C and for the shapes of the outer element 21 .
  • the simultaneous molding of the outer element 21 makes it possible to produce the plastic coating 210 on the adjustment part 2 and the outer element 21 in one process step, whereby costs can be saved and the production efficiency can be increased. If it should be necessary, the plastic coating 210 can be produced from a first plastic and the outer element 21 from a second plastic in one process step. In the case of production in one method step, it can be ensured that the first plastic and the second plastic are bonded to one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstellbaugruppe (1) für einen Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Verstellteil (2) mit einem ersten Gewinde (202) und einem zweiten Verstellteil (3) mit einem zweiten Gewinde (32), das mit dem ersten Gewinde (202) in Eingriff steht, wobei mindestens eines der Gewinde (202, 32) eine Kunststoffbeschichtung (210, 30) aufweist. Die Kunststoffbeschichtung (210, 30) bedeckt das mindestens eine Gewinde zu mehr als 50 %. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Verstellteils (2, 3) mit einem Gewinde (202, 32) für eine Verstellbaugruppe.

Description

Verstellbaugruppe für einen Verstellantrieb
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Verstellbaugruppe für einen Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Verfahren zur Herstellung eines Verstellteils für die Verstellbaugruppe nach den Ansprüchen 19 und 20.
Eine derartige Verstellbaugruppe umfasst ein erstes Verstellteil mit einem ersten Gewinde und ein zweites Verstellteil mit einem zweiten Gewinde, das mit dem ersten Gewinde in Eingriff steht.
Üblicherweise werden Verstellantriebe in Kraftfahrzeugen, die erfindungsgemäße Verstellbaugruppe aufweisen, für eine Sitzlängsverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer gegenüber einer karosseriefesten Schiene längsverstellbaren Verstellschiene verwendet. Das erste Verstellteil wird üblicherweise über eine Außenverzahnung durch eine mit einer Antriebseinrichtung verbundene Antriebsschnecke rotatorisch angetrieben. Über den Eingriff der Gewinde des ersten und des zweiten Verstellteils wird die Antriebskraft von dem ersten Verstellteil auf das zweite Verstellteil übertragen, wodurch das zweite Verstellteil translatorisch verstellt werden kann. Die translatorische Verstellung des zweiten Verstellteils kann eine Verstellung der Verstellschiene gegenüber der karosseriefesten Schiene bewirken. Für das erste Verstellteil wird häufig eine Spindelmutter oder ein Schraubrad verwendet und für das zweite Verstellteil eine Spindel. Die Verstellbaugruppe soll im Normalbetrieb möglichst geräuscharm betrieben werden können und soll dazu ausgebildet sein, beispielsweise im Crashfall auftretende Axialkräfte aufnehmen zu können. Es ist bekannt, dass Verstellteile aus Kunststoff geräuscharm betrieben werden können. Allerdings kann Kunststoff im Crashfall verformt werden, so dass die Verstellbaugruppe nach einem Crash unter Umständen nicht mehr verwendet werden kann. Es ist auch bekannt, dass Verstellteile aus Stahl im Crashfall auftretende Axialkräfte aufnehmen können. Allerdings können derartige Verstellteile im Normalbetrieb unerwünschte Geräusche, wie zum Beispiel Quietschen, verursachen.
Bei einem aus der EP 2 396 191 B1 bekannten Spindelantrieb ist die Spindelmutter durch eine Hybridspindelmutter gebildet. Diese weist ein im Kraftfluss zwischen der Antriebsschnecke und der Spindel angeordnetes Funktionsteil aus Kunststoff und ein Festigkeitsteil aus Hartmetall auf, das dazu ausgebildet ist, Crashkräfte von der Verstellschiene in die Spindel abzuleiten. Das Funktionsteil und das Festigkeitsteil sind hierbei axial nebeneinander entlang der Gewindeachse angeordnet.
Bei einer aus der WO 2016/150790 bekannten Einstellvorrichtung ist Kunststoff zur Geräuschoptimierung in die Spindelmutter eingebracht worden. Dazu ist eine zweigängige Spindelmutter vorgeschlagen worden, deren erster Gewindegang in Stahl ausgeführt ist und deren zweiter Gewindegang aus einem Kunststoff besteht, so dass Stahl und Kunststoff axial abwechselnd nebeneinander angeordnet sind.
Dass mindestens eines des ersten und des zweiten Gewindes eine Kunststoffbeschichtung aufweist, kann eine unerwünschte Geräuschentwicklung im Betrieb der Verstellbaugruppe verringern und gleichzeitig für eine hohe Widerstandsfähigkeit des mindestens einen Gewindes im Crashfall sorgen.
Grundsätzlich besteht bei Herstellern der Wunsch, bei einer Verstellbaugruppe das Gewicht zu verringern und Bauraum einzusparen. Zudem sollte eine Verstellbaugruppe einfach und kostengünstig mit Dimensionen innerhalb der erforderlichen Toleranzen herstellbar sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verstellbaugruppe zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach bedeckt die Kunststoffbeschichtung das mindestens eine Gewinde zu mehr als 50 %.
Durch eine Bedeckung des mindestens einen Gewindes zu mehr als 50 % mit Kunststoff wird die Wahrscheinlichkeit, dass zufällige Kontakte zwischen nicht mit einer Kunststoffbeschichtung bedeckten Abschnitten der Gewinde auftreten, ausgeräumt. Solche unerwünschten Nebenkontakte können durch Verkippen der Verstellteile relativ zueinander verursacht werden, was unerwünschte Geräusche wie Quietschen erzeugen kann.
Zu tribologischen Eigenschaften zählen unter anderem die Reibung zwischen dem ersten und dem zweiten Verstellteil, der Verschleiß der Verstellbaugruppe, der Wirkungsgrad, der beim Betrieb der Verstellbaugruppe erzielt werden kann und das Ausmaß an Geräuschentwicklung, das die Verstellbaugruppe im Betrieb verursacht. Kunststoff kann eine geringere Gleitreibung und/oder Haftreibung als Metall aufweisen. Wenn die Reibung des ersten und des zweiten Verstellteils aneinander verringert wird, kann auch ein Verschleiß der Verstellbaugruppe durch lang andauernden Betrieb sinken. Eine verringerte Reibung kann auch dazu führen, dass weniger Energie für den Betrieb der Verstellbaugruppe aufgewendet werden muss, so dass ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Wenn Verstellteile aus Metall verwendet werden, kann es erforderlich sein, Schmiermittel zu verwenden, um einen geräuscharmen Betrieb zu ermöglichen. Kunststoff hingegen kann auch ohne Schmiermittel einen geräuscharmen Betrieb ermöglichen.
Es ist daher zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften vorgesehen, dass die Kunststoffbeschichtung das mindestens eine Gewinde zu einem Prozentsatz von über 50 % bedeckt. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, dass der Prozentsatz möglichst weit über 50 % liegt. Durch die Bedeckung des mindestens einen Gewindes mit der Kunststoffbeschichtung kann eine Anordnung geschaffen werden, an der radial getrennt voneinander ein Funktionselement zur Verbesserung der Funktion, nämlich die Kunststoffbeschichtung, und ein Festigkeitselement, nämlich das mindestens eine Gewinde, beispielsweise aus Stahl, zur Verbesserung der Festigkeit vorgesehen sind. Dies ist insofern eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik, als dass daraus Elemente für die Funktion und Elemente für die Festigkeit bekannt sind, die axial getrennt sind, was mit einem erhöhten Bedarf an Bauraum einhergeht. Bei einer radialen Trennung kann das Verstellteil in seiner axialen Länge deutlich kürzer ausgelegt werden. Beispielsweise ist ein als Spindelmutter ausgeführtes erstes Verstellteil denkbar und möglich, das um das 4-fache bis 5-fache kürzer ist als aus dem Stand der Technik bekannte Verstellteile.
Um eine einfache und kostengünstige Herstellung der Verstellbaugruppe mit Dimensionen innerhalb der gewünschten Toleranzen zu schaffen, kann es vorgesehen sein, dass die Kunststoffbeschichtung das mindestens eine Gewinde zu weniger als 100 % bedeckt. Dass die Kunststoffbedeckung das mindestens eine Gewinde nicht zu 100 % bedeckt, kann darauf zurückzuführen sein, dass die Verstellbaugruppe mit dem Verfahren zur Herstellung der Verstellbaugruppe gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung hergestellt wurde. Auf die Details des Verfahrens wird weiter unten eingegangen werden.
In einer Ausgestaltung bedeckt die Kunststoffbeschichtung das mindestens eine Gewinde nahezu vollständig. Insbesondere kann die Kunststoffbeschichtung das mindestens eine Gewinde bis auf eine Umdrehung, zwischen einer und zwei Umdrehungen, oder bis maximal zwei Umdrehungen des mindestens einen Gewindes bedecken. Beispielsweise kann das mindestens eine Gewinde zu mehr als 80 % mit der Kunststoffbeschichtung bedeckt sein. Eine Bedeckung des mindestens einen Gewindes durch die Kunststoffbeschichtung kann zwischen 80 % und 99 %, insbesondere zwischen 80 % und 90 % oder zwischen 80 % und 85 %, liegen. Derartige Bedeckungen können die tribologischen Eigenschaften optimieren und gleichzeitig eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglichen. Die angegebenen Prozentzahlen können sich insbesondere auf eine Länge des mindestens einen Gewindes beziehen.
Das mindestens eine Gewinde kann einen spiralförmig umlaufenden Gewindegang umfassen. Ein Umlauf um 360° entlang des spiralförmigen Gewindegangs wird in diesem Text als eine Umdrehung des Gewindegangs bezeichnet. N Umdrehungen bezeichnen folglich einen Umlauf von N mal 360° entlang des spiralförmigen Gewindegangs. Eine tiefste Stelle des Gewindegangs kann durch einen Gewindegrund gebildet sein und eine höchste Stelle des Gewindegangs durch eine Gewindespitze. Der Gewindegrund und die Gewindespitze können über Flanken verbunden sein. Eine Form des Gewindegrundes und der Gewindespitze, beispielsweise eben oder spitz zulaufend, sowie der Flanke, beispielsweise steil oder flach, können ein Profil des mindestens einen Gewindes bestimmen. Hierbei ist eine Vielzahl von Kombinationen von Gewindespitzen, -gründen und -flanken denkbar und möglich. Bekannte Beispiele für Profile sind beispielsweise ein trapezförmiges Profil, bei dem der Gewindegrund und die Gewindespitze eben ausgebildet und über schräg zulaufende, den Gewindegang in Richtung der Gewindespitze verbreiternde Flanken verbunden sind, oder ein dreieckförmiges Profil, bei dem der Gewindegrund und die Gewindespitze spitz ausgebildet und ebenfalls über schräg zulaufende, den Gewindegang in Richtung der Gewindespitze verbreiternde Flanken verbunden sind. In einer Schnittansicht des Gewindes entlang der Gewindeachse formen die zwei Flanken und die zugeordnete Gewindespitze zusammen zahnartige Vorsprünge, so dass im Folgenden auch von Gewindezähnen des mindestens einen Gewindes die Rede sein kann, um ein Profil des mindestens einen Gewindes zu charakterisieren.
Dass das mindestens eine Gewinde von der Kunststoffbeschichtung bedeckt ist, kann bedeuten, dass der Gewindegang des mindestens einen Gewindes von der Kunststoffbeschichtung bedeckt ist. Die Kunststoffbeschichtung kann also insbesondere über den Gewindegrund, die Flanken und die Gewindespitze erstreckt sein.
Das mindestens eine Gewinde weist in einer Ausgestaltung einen von der Kunststoffbeschichtung bedeckten ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, der nicht von der Kunststoffbeschichtung bedeckt ist. Insbesondere können der erste und der zweite Abschnitt jeweils zusammenhängend sein. Das mindestens eine Gewinde kann beispielsweise eine Länge von N Umdrehungen haben. Der erste Abschnitt kann dann eine Länge von N-x Umdrehungen und der zweite Abschnitt eine Länge von x Umdrehungen haben.
Die Zahl N kann Werte über zwei annehmen, also beispielsweise 2,50 oder 6,75 oder 100,00. Somit kann N über 2,00 und bis einschließlich 100,00 liegen. Höhere Werte von N sind natürlich auch denkbar und möglich. Das mindestens eine Gewinde kann hierbei eine Anzahl von vollständigen 360° Umdrehungen aufweisen und eine Anzahl von Bruchteilen von Umdrehungen kleiner als 360°, die bei dem mindestens einen Gewinde insbesondere an mindestens einem der Enden vorgesehen sein können und bei denen der Gewindegang optional angefast sein kann, um ein Eingreifen eines anderen Gewindes beispielsweise beim Ein- oder Aufdrehen zu erleichtern.
Die Zahl x kann Werte von eins oder mehr annehmen, also beispielsweise 1,00 oder 1,25 oder 1,50 oder 1,75 oder 2,00. Beispielsweise kann x unter der Bedingung x/N<0,5 zwischen 1,00 und 4,00 liegen. Höhere Werte von x sind natürlich auch denkbar und möglich, wenn x/N<0,5 erfüllt ist. Gegebenenfalls kann die Bedingung auch strenger formuliert werden, um eine einfache und kostengünstige Herstellung der Verstellbaugruppe mit Dimensionen in den gewünschten Toleranzen zu ermöglichen. Insbesondere kann die Bedingung x/N < 0,2 oderx/N < 0,15 oder x/N < 0,1 sein.
In einer Ausgestaltung weist der zweite Abschnitt eine axiale Länge auf, die mindestens einer Umdrehung des Gewindegangs, insbesondere maximal vier Umdrehungen des Gewindegangs, des mindestens einen Gewindes entspricht. Dazu äquivalent oder alternativ weist der zweite Abschnitt eine axiale Länge auf, die maximal 20%, insbesondere maximal 15%, insbesondere maximal 10%, einer Gesamtlänge des mindestens einen Gewindes beträgt. Der zweite Abschnitt kann eine axiale Länge aufweisen, die maximal dem doppelten oder mehr als dem doppelten, beispielsweise dem dreifachen oder maximal vierfachen Abstand zwischen zwei (im Schnitt nebeneinanderliegenden) Gewindespitzen des mindestens einen Gewindes entspricht. Dass der zweite Abschnitt mehr als eine Umdrehung des Gewindegangs ausmacht, kann den Vorteil haben, dass die Herstellung der Verstellbaugruppe auch dann einfach und präzise möglich ist, wenn eine Steigung des mindestens einen Gewindes sehr steil ist. Wenn die Steigung des mindestens einen Gewindes flacher ist, kann der zweite Abschnitt weniger als zwei Umdrehungen des Gewindegangs ausmachen.
Der zweite Abschnitt kann also kürzer als zwei Umdrehungen sein. Insbesondere kann der zweite Abschnitt eine axiale Länge aufweisen, die weniger als der doppelte Abstand zwischen zwei Gewindespitzen des mindestens einen Gewindes entspricht. In einer Ausgestaltung weist der zweite Abschnitt eine axiale Länge auf, die dem 1,50-fachen oder 1,75-fachen oder 3,75-fachen Abstand zwischen zwei Gewindespitzen des mindestens einen Gewindes entspricht. Bei einer axialen Länge, die dem 1,00-fachen Abstand zwischen zwei Gewindespitzen des mindestens einen Gewindes entspricht, können die tribologischen Eigenschaften des mindestens einen Gewindes unter der Bedingung einer einfacheren kostengünstigen Herstellung mit Dimensionen in den gewünschten Toleranzen maximiert werden. Bei einer axialen Länge, die dem 1,50 - fachen oder dem 1,75-fachen oder dem 3,75-fachen Abstand zwischen zwei Gewindespitzen des mindestens einen Gewindes entspricht, kann zusätzlich ein angefaster Abschnitt in dem zweiten Abschnitt enthalten sein, so dass das mindestens eine Gewinde bei der Herstellung leichter an einem Gegengewinde eines Aufnahmekörpers angeordnet werden kann. Ein angefaster Abschnitt kann einen Abschnitt bezeichnen, bei dem benachbarte Gewindespitzen unterschiedliche Höhen haben. Ein derartiger Abschnitt kann durch Anfasen des mindestens einen Gewindes hergestellt werden. Bei Verwendung eines angefasten Abschnitts kann die Herstellung unter einer zu vernachlässigenden Einschränkung der Optimierung der tribologischen Eigenschaften einfacher erfolgen.
Der zweite Abschnitt kann an einem der Enden des mindestens einen Gewindes angeordnet sein. In einer Ausgestaltung ist der erste Abschnitt an einem ersten Ende des mindestens einen Gewindes angeordnet. Der zweite Abschnitt kann an einem zweiten Ende des mindestens einen Gewindes, das dem ersten Ende gegenüberliegt, angeordnet sein. Dadurch kann an dem ersten Ende an die Kunststoffbeschichtung an dem ersten Abschnitt ein äußeres Element angeformt sein, das mit der Kunststoffbeschichtung einstückig ausgebildet sein kann. An dem zweiten Ende ist die Kunststoffbeschichtung in einer Ausgestaltung nicht bis zu einer Stirnseite des mindestens einen Gewindes erstreckt, so dass sich dort zwischen einem mit dem mindestens einen Gewinde in Eingriff stehenden weiteren Gewinde ein Spalt bildet, dessen Profil einem Profil der Kunststoffbeschichtung entspricht. Insbesondere kann der Spalt genauso groß sein, wie eine Dicke der Kunststoffbeschichtung. Die Dicke kann beispielsweise in einem Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm, insbesondere 0,3 mm, liegen und/oder 1 % bis 10 %, insbesondere 5 %, des Durchmessers des mindestens einen Gewindes betragen.
In einer Ausgestaltung weist die Kunststoffbeschichtung eine konstante Dicke auf. Die Kunststoffbeschichtung kann sich also hautartig an ein Profil des mindestens einen Gewindes anlegen. Insbesondere kann die Kunststoffbeschichtung einer Kontur des mindestens einen Gewindes folgen. Das kann bedeuten, dass die Kunststoffbeschichtung den umlaufenden Gewindegang und insbesondere auch die umlaufende Gewindespitze des mindestens einen Gewindes bedeckt. Es kann also das mindestens eine Gewinde zu mehr als 50 % in einem zusammenhängenden Abschnitt von der Kunststoffbeschichtung überzogen sein.
In einer Ausgestaltung formt die Kunststoffbeschichtung das Profil des mindestens einen Gewindes aus. Das kann bedeuten, dass das mindestens eine Gewinde ein Profil, beispielsweise ein trapezförmiges Profil, aufweist, das von der Kunststoffbeschichtung bedeckt ist, wobei die Kunststoffbeschichtung ein Profil ausformt, das sich von dem Profil des mindestens einen Gewindes unterscheidet. Das Profil, das die Kunststoffbeschichtung ausformt, kann beispielsweise breitere und/oder höhere Zähne als das Profil des mindestens einen Gewindes aufweisen. In einer Ausgestaltung bildet das Profil des mindestens einen Gewindes einen Gewindezahnfuß für jeden von der Kunststoffbeschichtung ausgebildeten Gewindezahn, wobei die Kunststoffbeschichtung einen auf dem Gewindezahnfuß angeformten Gewindezahnkörper bildet. Eine geometrische Form des Gewindezahnkörpers kann sich von der des Zahnfußes unterscheiden. Beispielsweise kann der Gewindezahnfuß trapezförmig ausgebildet sein und der Gewindezahnkörper kann dreieckig ausgebildet sein. Somit kann sich das Profil des mindestens einen Gewindes von dem Profil, das die Kunststoffvorrichtung ausbildet, unterscheiden, so dass das Profil des mindestens einen Gewindes durch die Kunststoffbeschichtung geprägt oder bestimmt wird.
In einer Ausgestaltung weisen das mindestens eine Gewinde und die Kunststoffbeschichtung an dem mindestens ein Gewinde identische und/oder unterschiedliche Flankenwinkel auf. Die Flankenwinkel können zur Gewindeachse bemessen sein. Durch unterschiedliche Flankenwinkel kann beispielsweise eine bessere Abstützung eines durch die Kunststoffbeschichtung ausgeformten Profils an dem mindestens einen Gewinde erzielt werden. Ebenso kann durch unterschiedliche Flankenwinkel der Verschleiß des mindestens einen Gewindes gezielter verringert werden. Wenn das mindestens einen Gewinde und die Kunststoffbeschichtung an dem mindestens einen Gewinde identische und unterschiedliche Flankenwinkel aufweisen, können die Flankenwinkel in mindestens einem Abschnitt des mindestens einen Gewindes identisch und in mindestens einem anderen Abschnitt des mindestens einen Gewindes unterschiedlich sein.
In einer Ausgestaltung variiert eine Dicke der Kunststoffbeschichtung entlang des mindestens einen Gewindes. Insbesondere kann die Dicke der Kunststoffbeschichtung periodisch variieren. Eine derartige Ausgestaltung kann sich von einer Ausgestaltung, in der die Kunststoffbeschichtung eine konstante Dicke aufweist darin unterscheiden, dass die Dicke an bestimmten, wiederkehrenden Stellen des mindestens eines Gewindes bestimmte Werte annimmt. Beispielsweise kann eine Dicke der Kunststoffbeschichtung periodisch variieren, indem sie an Gewindespitzen und/oder an Gewindegründen dicker ist als an einer Flanke des mindestens einen Gewindes. Denkbar und möglich ist es auch, dass die Dicke der Kunststoffbeschichtung zu einem Ende hin konstant zunimmt.
In einer Ausgestaltung weist die Kunststoffbeschichtung an einer einem Lastende des mindestens einen Gewindes zugewandten Gewindeflanke des mindestens einen Gewindes eine größere Dicke auf, als an einer dem Lastende des mindestens einen Gewindes abgewandten Gewindeflanke des mindestens einen Gewindes. Das kann bedeuten, dass die Kunststoffschicht an einer Flanke eines Gewindezahns dicker ist, als an der anderen Flanke des Gewindezahns. Bei dem Lastende kann es sich um eines der Enden des mindestens einen Gewindes handeln. Insbesondere ist das Lastende ein Ende des mindestens einen Gewindes, von dem eine Last auf das mindestens eine Gewinde wirkt. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Kraft handeln, die ein Heben eines Fahrzeugsitzes über das mindestens eine Gewinde in einer Verstellbaugruppe bewirkt. Eine derartige asymmetrische Dicke entlang des Gewindegangs kann ermöglichen, das mindestens eine Gewinde gezielt vor Verschleiß zu schützen.
Zusätzlich oder alternativ kann eine Dicke der Kunststoffbeschichtung periodisch variieren, indem die Kunststoffbeschichtung ein Profil ausbildet, dessen Flanken einen Steigungswinkel aufweisen, der flacher ist, als ein Steigungswinkel der Flanken des mindestens einen Gewindes. Dadurch können die tribologischen Eigenschaften des mindestens einen Gewindes durch die Kunststoffbeschichtung verbessert werden, wobei gleichzeitig eine flächige Abstützung des Kunststoffprofils über die Flanken des mindestens einen Gewindes im Crashfall oder unter einer anderen hohen Last realisiert werden kann. Eine Flächenpressung auf die Kunststoffbeschichtung kann dadurch minimiert werden, so dass das Kunststoff profil unter Last nicht auf Biegung beansprucht wird.
Einer Ausgestaltung des mindestens einen Gewindes und der Kunststoffbeschichtung, die diese Vorteile realisiert, besteht darin, wie oben beschrieben vorzusehen, dass das mindestens eine Gewinde ein Trapezgewinde ist und die Kunststoffbeschichtung an dem mindestens einen Gewinde ein Kunststoffgewinde mit einem dreieckigen Profil ausbildet.
In einer Ausgestaltung weist das mindestens eine Gewinde an einem ersten Profilabschnitt eine erste Profilform und an einem zweiten Profilabschnitt eine zweite Profilform auf, die von der ersten Profilform verschieden ist. Die unterschiedlichen Profilformen können für verschiedene Funktionen optimiert sein. Es ist beispielsweise denkbar und möglich, an dem ersten Abschnitt unterschiedliche Profilformen vorzusehen. Ebenso können sich die Profilformen des ersten und des zweiten Abschnitts des mindestens einen Gewindes unterscheiden.
In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Gewinde eingängig. Insbesondere kann das erste oder das zweite Gewinde eingängig sein. Bevorzugt ist, dass das erste und das zweite Gewinde eingängig sind, weil durch das Vorsehen von möglichst wenigen Gewindegängen Bauraum gespart werden kann. Mehrere Gewindegänge eines mehrgängigen Gewindes können aber grundsätzlich auch durch die Kunststoffbeschichtung zu mehr als 50 % und gegebenenfalls weniger als 100 % bedeckt werden bzw. bedeckt sein, wenn eine derartige Verstellbaugruppe gewünscht ist. In einer Ausgestaltung ist das erste Verstellteil eine Spindelmutter und das zweite Verstellteil eine Spindel. Die Spindelmutter kann über das erste Gewinde mit dem zweiten Gewinde der Spindel zur Verstellung der Spindel in Eingriff sein. Eine Rotation der Spindelmutter kann eine translatorische Verstellung Spindel bewirken. Im Normalbetrieb können zwischen dem ersten und dem zweiten Verstellteil rotatorische Kräfte entlang der Drehrichtung des ersten Verstellteils wirken, die durch Reibung zwischen den Gewinden verursacht werden. Die rotatorischen Kräfte können bei aus dem Stand der Technik bekannten Verstellteilen durch Verkippen relativ zueinander verstärkt werden. Außerdem kann eine Axialkraft auf das zweite Verstellteil entlang der Gewindeachse wirken, die die translatorische Verstellung des zweiten Verstellteils bewirkt. Insbesondere die rotatorischen Kräfte können eine unerwünschte Geräuschentwicklung verursachen, die durch die zwischen den Gewinden angeordnete Kunststoffbeschichtung unterdrückt werden kann. In einem Abschnitt des mindestens einen Gewindes, in dem keine Kunststoff Beschichtung angeordnet ist, können durch zufälliges Verkippen der Verstellteile zueinander unter Umständen rotatorische Kräfte auftreten, wobei eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens dadurch minimiert werden kann, dass ein von der Kunststoffbeschichtung bedeckter Abschnitt des mindestens einen Gewindes möglichst groß ist. Da die Beschichtung des mindestens einen Gewindes mit Kunststoff eine verkürzte Auslegung des Verstellteils ermöglicht, werden rotatorische Kräfte gegebenenfalls zusätzlich minimiert, weil die Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Verkippens mit abnehmender Länge des Verstellteils abnimmt. Die Auslenkkräfte müssten dann sehr groß sein, weil das Verstellteil als Hebelarm verkürzt ist. Außerdem wird durch die kürzere Auslegung auch die Wahrscheinlichkeit eines Verklemmens ersten und des zweiten Verstellteils verringert.
In einer Ausgestaltung bestehen das erste und/oder das zweite Verstellteil aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Messing. Es kann sich bei dem ersten und dem zweiten Verstellteil um eine Stahlmutter und eine Stahlspindel handeln. Grundsätzlich ist es wünschenswert, für das erste und das zweite Verstellteil ein Material vorzusehen, das dazu geeignet ist, hohe Lasten, wie Crashkräfte, aufzunehmen. Dafür kann natürlich auch ein Material aus besonders hartem Kunststoff vorgesehen sein.
In einer Ausgestaltung weist das mindestens eine Gewinde mindestens eine Aussparung auf. Die mindestens eine Aussparung kann entlang einer Gewindeachse des mindestens einen Gewindes längserstreckt sein. Die mindestens eine Aussparung kann eine entlang einer Gewindeachse erstreckte Schneise durch den umlaufenden Gewindegang des mindestens einen Gewindes bilden. An der mindestens einen Aussparung kann der Gewindegang des mindestens einen Gewindes unterbrochen sein. Das heißt, dass das mindestens eine Gewinde unvollständig sein kann, um die mindestens eine Aussparung zu verwirklichen. Die mindestens eine Aussparung kann ebenso durch beliebig geformte Fehlstellen in dem mindestens einen Gewinde gebildet sein, die dazu ausgelegt sind, dass Kunststoffschmelze in sie eindringen kann. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens eine Aussparung vorgesehen sein, die radial zu der Gewindeachse in dem mindestens einen Gewinde erstreckt ist. Denkbar und möglich ist beispielsweise, dass die mindestens eine Aussparung durch eine radial zur Gewindeachse gebildete Vertiefung in dem mindestens einen Gewinde ausgebildet ist.
Die mindestens eine Aussparung kann mit Kunststoff ausgefüllt sein. Zur Ausfüllung der mindestens einen Aussparung kann derselbe Kunststoff genutzt worden sein, der zur Herstellung der Kunststoffbeschichtung verwendet worden ist. Mit anderen Worten können die Kunststoffbeschichtung und die Füllung der mindestens einen Aussparung einstückig ausgebildet sein. Der die mindestens eine Aussparung ausfüllende Abschnitt der Kunststoffbeschichtung kann ein an die Kunststoffbeschichtung angeformtes Halteelement bilden, über das die Kunststoffbeschichtung formschlüssig an dem mindestens einen Gewinde gehalten ist. Dies kann es der Kunststoffbeschichtung ermöglichen Verdrehkräften, die eine Verdrehung relativ zu dem mindestens einen Gewinde herbeiführen könnten, im Betrieb der Verstellbaugruppe besser zu widerstehen, so dass die Kunststoffbeschichtung verdrehsicher an dem mindestens einen Gewinde gehalten ist. Es kann vorteilhaft sein, mehrere, gegebenenfalls verschieden geformte, Aussparungen vorzusehen, die optional in einem regelmäßigen Abstand umfänglich an dem mindestens einen Gewinde angeordnet sind, so dass die auf die Kunststoffbeschichtung einwirkenden Kräfte optimal abgeleitet werden können.
Zusätzlich oder alternativ kann das mindestens eine Gewinde eine ungleichmäßige Oberflächentopographie, insbesondere Fehlstellen und/oder Rauigkeiten, aufweisen, so dass zwischen dem mindestens einen Gewinde und der Kunststoffbeschichtung wenigstens teilweise ein Formschluss besteht. Die Kunststoffbeschichtung kann durch die ungleichmäßige Oberflächentopographie besser einen zumindest teilweisen Formschluss mit dem mindestens einen Gewinde eingehen, weil die für die Herstellung der Kunststoffbeschichtung verwendete Kunststoffschmelze in Mikrovertiefungen oder Fehlstellen der Oberfläche eindringen kann. Zum Erreichen einer ungleichmäßigen Oberflächentopographie kann die Oberfläche des mindestens einen Gewindes aufgeraut werden. Zum Aufrauen der Oberfläche kann diese beispielsweise mit Laserstrukturierung behandelt werden. Es ist ebenso denkbar und möglich, dass die Oberfläche zusätzlich oder alternativ mit einem Plasma oder mit einem Primer aktiviert wird, um einen Stoffschluss mit der Kunststoffbeschichtung zu ermöglichen. Zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem mindestens einen Gewinde und der Kunststoffbeschichtung kann sowohl mindestens eine Aussparung vorgesehen sein, als auch eine aufgeraute Oberfläche.
In einer Ausgestaltung weist zumindest eines der Verstellteile ein äußeres Element auf, das mit der Kunststoffbeschichtung des mindestens einen Gewindes einstückig ausgebildet ist. Insbesondere kann das erste Verstellteil ein derartiges äußeres Element aufweisen. Wenn das erste Verstellteil beispielsweise eine Spindelmutter ist, kann ein Verstellteilkörper des ersten Verstellteils ein Stahleinleger sein und das äußere Element eine Kunststoffumspritzung des Stahleinlegers.
Das äußere Element kann an die Kunststoffbeschichtung angeformt sein. Hierfür kann das äußere Element an einer Stirnseite des mindestens einen Gewindes angeordnet sein. Zwischen der Kunststoffbeschichtung und dem äußeren Element kann ein nahtloser Übergang vorhanden sein.
In einer Ausgestaltung ist das äußere Element aus einem anderen Material gebildet als die Kunststoffbeschichtung. Die Kunststoffbeschichtung kann dann mit dem äußeren Element stoffschlüssig verbunden sein. Beispielsweise kann der Kunststoff der Kunststoffbeschichtung fließend in einen Kunststoff des äußeren Elements übergehen. Ebenso ist zwischen der Kunststoffbeschichtung und dem äußeren Element ein Mischabschnitt denkbar und möglich, an dem der Kunststoff der Kunststoffbeschichtung und der Kunststoff des äußeren Elements abschnittsweise miteinander vermischt sind.
In einer Ausgestaltung sind die Kunststoffbeschichtung und das äußere Element aus demselben Material gebildet. Für die Kunststoffbeschichtung kann beispielsweise Polyoxymethlyen (POM) vorgesehen sein, so dass es vorteilhaft sein kann, das äußere Element ebenfalls aus POM zu formen. Alternativ kann für die Kunststoffbeschichtung ebenso Polyamid (PA) vorgesehen sein.
Unabhängig davon, ob für das äußere Element und die Kunststoffbeschichtung dasselbe oder unterschiedliche Kunststoffmaterialien verwendet werden, können das äußere Element und die Kunststoffbeschichtung mit einem Spritzgussverfahren in einem Schritt zusammen gespritzt werden. Das kann die Herstellung des zumindest eines Verstellteils einfacher und kostengünstiger machen und gleichzeitig für einen nahtlosen Übergang des äußeren Element in die Kunststoffbeschichtung sorgen.
An dem äußeren Element kann eine mechanische Schnittstelle ausgebildet sein, die beispielsweise zum Einleiten einer Verstellkraft in das zumindest eine Verstellteil nutzbar sein kann. Im Falle des ersten Verstellteils kann beispielsweise an dem äußeren Element eine Außenverzahnung ausgebildet sein. Außerdem kann das äußere Element zusätzlich genutzt werden, um einen Formschluss zwischen dem Verstellteilkörper und einem Kunststoff körper, der durch das äußere Element und die Kunststoffbeschichtung zusammen gebildet ist, herzustellen. Dazu kann das äußere Element beispielsweise mit einem Vorsprung des Verstellteilkörpers formschlüssig verbunden sein. Dies kann beispielsweise durch Hintergreifen des Vorsprungs und/oder durch eine an dem Vorsprung angeordnete umlaufende Verzahnung bewirkt werden, mit der das äußere Element in Eingriff steht.
Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Verstellteils für eine Verstellbaugruppe gelöst. Bei der Verstellbaugruppe kann es sich insbesondere um eine Verstellbaugruppe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung handeln. Die Durchführung des Verfahrens umfasst die folgenden Schritte.
In einem ersten Schritt wird das Verstellteil mit einem Gewinde bereitgestellt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Spindelmutter mit einem Innengewinde oder um eine Spindel mit einem Außengewinde handeln.
In einem zweiten Schritt wird ein Aufnahmekörper bereitgestellt. Der Aufnahmekörper weist ein Gegengewinde auf. Das Gegengewinde weist einen Halteabschnitt auf, der dazu ausgebildet ist, dass das Gewinde daran in das Gegengewinde eingreifen kann. Das Gegengewinde und insbesondere sein Halteabschnitt können also dazu geeignet sein, das Verstellteil über das Gewinde an dem Aufnahmekörper zu halten. Zum Halten des Verstellteils an dem Aufnahmekörper kann der Halteabschnitt so ausgebildet sein, dass kein Spiel zwischen dem Gegengewinde und dem Gewinde besteht. Das Gewinde kann also vorzugsweise an dem Halteabschnitt fest in einer definierten Position gehalten werden. Für die Länge des Halteabschnitts gilt das oben im Zusammenhang mit einer Länge des zweiten Abschnitts des mindestens einen Gewindes Gesagte. Insbesondere kann der Halteabschnitt eine axiale Länge aufweisen, die mindestens einer Umdrehung des Gewindegangs, insbesondere maximal vier Umdrehungen des Gewindegangs, des mindestens einen Gewindes entspricht. Der Halteabschnitt kann äquivalent dazu oder alternativ eine axiale Länge aufweisen, die maximal 20%, insbesondere maximal 15%, insbesondere maximal 10%, einer Gesamtlänge des Gegengewindes beträgt. Der Halteabschnitt kann auch kürzer als zwei Umdrehungen sein und insbesondere eine Länge haben, die dem Abstand zwischen zwei Gewindespitzen des Gegengewindes entspricht. Für das Halten in einer definierten Position kann es von besonderer Bedeutung sein, dass der Halteabschnitt so ausgelegt ist, dass sichergestellt ist, dass das Verstellteil fest am Aufnahmekörper gehalten ist. Beispielsweise bei einer steilen Gewindesteigung des Gegengewindes kann der Halteabschnitt mehrere Umdrehungen lang sein.
Das Gegengewinde weist außerdem einen Spaltabschnitt auf, dessen Radius verschieden ist von dem Radius des Halteabschnitts. Insbesondere kann der Radius des Spaltabschnitts im Falle eines Außengewindes als Gegengewinde kleiner und im Falle eines Innengewindes als Gegengewinde größer sein als der Radius des Halteabschnitts. Zusätzlich oder alternativ kann dessen Flankenbreite verschieden von einer Flankenbreite des Halteabschnitts sein. Insbesondere kann die Flankenbreite des Spaltabschnitts schmaler als die Flankenbreite des Halteabschnitts sein. Mit anderen Worten kann sich der Spaltabschnitt von dem Halteabschnitt dadurch unterscheiden, dass er relativ zu dem Halteabschnitt in das Gegengewinde zurückgezogen ist, so dass das Verstellteil über das Gewinde an dem Spaltabschnitt des Aufnahmekörpers nur mit einem gewissen Spiel gehalten werden kann. Das Gegengewinde kann also an dem Spaltabschnitt dazu ausgebildet sein, das Verstellteil lose zu halten, oder dazu ausgebildet sein, dass das Verstellteil lose daran anordbar ist.
In einem dritten Schritt wird das Verstellteil an dem Aufnahmekörper angeordnet, so dass das Verstellteil an dem Halteabschnitt gehalten wird und an dem Spaltabschnitt ein Spalt ausgebildet wird. Der Spalt kann dadurch ausgebildet werden, dass der Radius des Spaltabschnitts verschieden von dem Radius des Halteabschnitts ist. Zum Anordnen an dem Aufnahmekörper kann das Verstellteil auf oder in den Aufnahmekörper geschraubt werden, bis das Verstellteil eine Endposition beispielsweise an einem Anschlag oder eine Anlagefläche des Aufnahmekörpers erreicht. Es kann dadurch fest ein- oder aufgedreht sein. Der Halteabschnitt kann entlang einer Anordnungsrichtung des Verstellteils an dem Aufnahmekörper dem Spaltabschnitt nachgelagert angeordnet sein. Der Aufnahmekörper kann drehfest angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Aufnahmekörper, insbesondere lösbarer, Bestandteil eines Werkzeugs zur Herstellung eines Verstellteils. Er kann feststehend montiert sein. Das Anordnen des Verstellteils kann beispielsweise durch ein Drehen des Verstellteils in den Aufnahmekörper erfolgen. Ein Anordnen durch Eindrehen kann sich für einen Aufnahmekörper mit einem Innengewinde und einem Verstellteil mit einem Außengewinde, wie einer Spindel, eignen. Alternativ kann das Anordnen des Verstellteils durch Aufdrehen des Verstellteils auf den Aufnahmekörper erfolgen. Ein Anordnen durch ein Aufdrehen kann sich für einen Aufnahmekörper mit einem Außengewinde eignen. Beispielsweise kann ein derartiger Aufnahmekörper einen freistehenden Gewindekern aufweisen, auf den das Verstellteil, insbesondere eine Spindelmutter, aufgedreht wird.
Durch das Halten des Verstellteils an dem Halteabschnitt in einer definierten Position kann der Spalt, der sich aus dem Spiel zwischen dem Verstellteil und dem Gegengewinde am Spaltabschnitt ergeben kann, wohl definiert sein. Insbesondere kann der Spalt rotationsymmetrisch zu einer Gewindeachse des Verstellteils sein.
In einem vierten Schritt wird Kunststoff in den Spalt eingebracht. Der Kunststoff kann hierbei so eingebracht werden, dass der Spalt vollständig mit Kunststoff ausgefüllt wird. Mindestens eine an dem Gewinde des Verstellteils eventuell vorhandene Aussparung kann dabei auch ausgefüllt werden. Ebenso werden alle Gewindegänge des Gewindes, die an dem Spaltabschnitt des Gegengewindes angeordnet sind, mit Kunststoff bedeckt. Ein an dem Spaltabschnitt angeordneter Abschnitt des Gewindes des Verstellteils kann einen oben beschriebenen ersten Abschnitt bilden. Da das Verstellteil über einen anderen, oben beschriebenen zweiten Abschnitt des Gewindes an dem Halteabschnitt des Gegengewindes ohne Spiel gehalten ist, kann der zweite Abschnitt nicht mit Kunststoff bedeckt werden, so dass die Kunststoffbeschichtung das Gewinde zwar zu mehr als 50 % aber weniger als 100 % bedeckt. Der zweite Abschnitt kann nach dem Entfernen des Verstellteils von dem Aufnahmekörper von dem Verstellteil beispielsweise durch Abschleifen entfernt werden.
Das Halten des Verstellteils an dem Halteabschnitt des Gegengewindes ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des Verstellteils für die Verstellbaugruppe, wobei insbesondere auch durch den wohl definierten Spalt die gewünschten Dimensionen der Kunststoffbeschichtung innerhalb der erforderlichen Toleranzen erreicht werden können. Die Herstellung des Verstellteils unter Zuhilfenahme des Aufnahmekörpers ermöglicht es insbesondere auch, eine gewünschte Form der Kunststoffbeschichtung auf einfache Weise durch die Ausbildung des Profils des Gegengewindes zu erreichen. Denn durch das Profil des Gegengewindes kann es möglich sein, eine Form des Spalts und somit der Kunststoffbeschichtung beliebig zu konfigurieren.
Zusätzlich kann gleichzeitig mit dem Einbringen des Kunststoffs in den Spalt ein äußeres Element des Verstellteils gegebenenfalls mit einer Außenverzahnung geformt werden. Besonders geeignet für das Einbringen von Kunststoff in den Spalt kann eine Kunststoffschmelze sein. Die Kunststoffschmelze kann genutzt werden, um den Spalt auszufüllen. Dabei kann der flüssige Kunststoff das Gewinde umfließen und auch in mindestens eine eventuell vorhandene Aussparung hineinfließen.
Der Kunststoff kann entlang einer Richtung parallel zu einer Gewindeachse des Gewindes in den Spalt eingebracht werden. Das kann bedeuten, dass der Kunststoff beispielsweise entlang des Gewindeganges des Gewindes, aber auch über die Gewindespitzen hinüber in den Spalt eingebracht wird. Der Kunststoff, insbesondere die Kunststoffschmelze kann frei sein, sich entlang einer Mantelfläche des Gewindes in dem Spalt auszubreiten.
In einer Ausgestaltung wird der Kunststoff über den kompletten Umfang des Gewindes in den Spalt eingebracht. Mit anderen Worten kann der Kunststoff aus jeder beliebigen Richtung in den Spalt eingebracht werden. Vorzugsweise wird der Kunststoff aus allen Richtungen, über den kompletten Umfang des Gewindes in den Spalt eingebracht, weil so die Herstellung besonders schnell erfolgen kann.
Besonders geeignet für ein derartiges Verfahren kann ein Spritzgussverfahren sein.
In einer Ausgestaltung wird das Verstellteil beim Anordnen an dem Aufnahmekörper über eine Anlagefläche des Aufnahmekörpers axial und/oder über die Flankenbreite rotatorisch ausgerichtet. Die axiale Ausrichtung des Verstellteils kann eine axiale Ein oder Aufschraubtiefe des Verstellteils umfassen. Grundsätzlich kann die axiale Ausrichtung über einen (inneren) Anschlag durch das Gewinde selbst sichergestellt sein, indem das Verstellteil bis zu einem Ende des Gewindes auf den Aufnahmekörper aufgeschraubt oder in den Aufnahmekörper eingeschraubt wird. Die axiale Ausrichtung des Verstellteils kann aber auch über die Anlagefläche des Aufnahmekörpers definiert werden. Das Verstellteil kann dazu einen in einer Ebene senkrecht zur Gewindeachse vorspringenden Vorsprung aufweisen. Die Anlagefläche kann dazu ausgebildet sein, dass der Vorsprung beim Anordnen des Verstellteils an dem Aufnahmekörper daran anschlägt. Zusätzlich zu der dadurch bedingten zwangsläufigen axialen Ausrichtung des Verstellteils kann über die Anlagefläche auch eine radiale Ausrichtung des Verstellteils ermöglicht werden. Es ist daher auch denkbar und möglich, dass das Verstellteil an dem Aufnahmekörper auch mit Spiel an dem Halteabschnitt gehalten wird, weil die radiale Ausrichtung allein schon durch das Zusammenwirken des Vorsprungs mit der Anlagefläche hergestellt wird. Natürlich kann das Verstellteil ebenso auch ohne Spiel an dem Halteabschnitt gehalten werden, um die radiale Ausrichtung zu verbessern.
Die rotatorische Ausrichtung des Verstellteils kann durch eine vorbestimmte Anzahl von Rotationen ermöglicht werden, die erforderlich sind, um das Verstellteil an dem Aufnahmekörper in der gewünschten Position anzuordnen. Dies kann dadurch verwirklicht werden, dass die Flankenbreite dazu ausgebildet ist, den Gewindegang so zu verengen, dass das Verstellteil auf Block mit dem Aufnahmekörper verschraubt werden kann.
Das Verfahren kann zur Herstellung eines Verstellteils für eine Verstellbaugruppe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verwendet werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Verstellteils mit einem
Verstellteilkörper aus Stahl;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Verstellteils mit einem Verstellteilkörper aus Stahl und einem äußeren Gewinde aus Kunststoff;
Fig. 3 eine Schnittansicht einer Verstellbaugruppe mit einer Kunststoffbeschichtung; Fig. 4 eine Schnittansicht einer Verstellbaugruppe mit einem ersten Verstellteil mit einem ersten Gewinde, das einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufweist;
Fig. 5 eine Detailansicht einer Verstellbaugruppe mit einer
Kunststoffbeschichtung und einem äußeren Element;
Fig. 6 eine Schnittansicht eines Gewindes mit einer Kunststoffbeschichtung;
Fig. 7 ein erstes Verstellteil mit einem ersten Gewinde mit drei Aussparungen;
Fig. 8A eine Seitenansicht eines ersten Verstellteils mit einer Außenverzahnung;
Fig. 8B eine Schnittansicht des ersten Verstellteils entlang der Schnittebene in Fig. 8A;
Fig. 9 einen Schnitt eines Verfahrens zur Herstellung eines Verstellteils mit einem Außengewinde; und
Fig. 10 einen Schnitt eines Verfahrens zur Herstellung eines Verstellteils mit einem Innengewinde.
Fig. 1 zeigt ein herkömmliches erstes Verstellteil 2, das als eine Spindelmutter ausgebildet ist. Das erste Verstellteil 2 umfasst einen ersten Verstellteilkörper 20, der als Festigkeitsteil ausgebildet ist. Das Festigkeitsteil ist vorliegend eine Metallmutter mit einem Metallgewinde als erstes Gewinde 202. Das erste Gewinde 202 ist ein Innengewinde, das dazu ausgebildet ist, mit dem Außengewinde eines zweiten Verstellteils 3, beispielsweise einer Spindel, in Eingriff zu stehen. An den ersten Verstellteilkörper 20 ist ein äußeres Element 21 angespritzt, das aus Kunststoff besteht. Das äußere Element 21 weist eine Außenverzahnung 211 auf. Die Außenverzahnung 211 ist dazu ausgebildet, mit einer Antriebsschnecke in Eingriff zu stehen. Das Metallgewinde eines derartigen ersten Verstellteils 2 kann zwar hohe Axialkräfte aufnehmen, wie sie beispielsweise im Crashfall auftreten können, weil das Metallgewinde ausreichende Festigkeit zur Verfügung stellt, jedoch können im Normalbetrieb unerwünschte Geräusche, wie zum Beispiel Quietschen, auftreten, wenn das Metallgewinde beispielsweise unzureichend geschmiert ist. Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen ersten Verstellteils 2. Das erste Verstellteil 2 umfasst einen ersten Verstellteilkörper 20, ein erstes Gewinde 202, das aus Metall besteht und dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten Gewinde eines zweiten Verstellteil 3 in Eingriff zu stehen, und ein äußeres Element 21, das an den ersten Verstellteilkörper 20 angespritzt ist. Das äußere Element 21 umfasst zusätzlich zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein äußeres Gewinde 212, das als Innengewinde ausgebildet ist und ebenfalls dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten Verstellteil 3 in Eingriff zu stehen. Das erste und das äußere Gewinde 202, 212 sind entlang einer gemeinsamen Gewindeachse G nebeneinander angeordnet. Ein Radius des ersten Gewindes 202 ist größer als ein Radius des äußeren Gewindes 212, so dass im Normalbetrieb das zweite Verstellteil 3 Spiel zu dem ersten Gewinde 202 hat. Im Normalbetrieb können dadurch unter Umständen unerwünschte Geräusche vermieden werden, wenn das erste Verstellteil 2 nicht zu dem zweiten Verstellteil 3 zu sehr verkippt. Das zweite Verstellteil 3 steht im Normalbetrieb mit dem äußeren Gewinde 212 in Eingriff. Es hat also zum äußeren Gewinde 212 kein Spiel. Das äußere Gewinde 212 ist aus Kunststoff ausgebildet. Daher kann das zweite Verstellteil 3 mit geringerer Reibung und dadurch geringerem Verschleiß, höherem Wirkungsgrad und mit einer höheren Laufruhe verstellt werden. Unter Last und insbesondere im Crashfall wirkt entlang der Gewindeachse G eine Axialkraft auf das zweite Verstellteil 3, was dazu führt, dass das äußere Gewinde 212 verformt wird und das zweite Verstellteil 3 mit dem ersten Gewinde 202 in Eingriff kommt. Somit stützt das erste Gewinde 202 das zweite Verstellteil 3 ab.
Ein derartiges erstes Verstellteil 2 kann die tribologischen Eigenschaften verbessern, hat jedoch unter Umständen den Nachteil, dass entlang der Gewindeachse G ein relativ großer Bauraum durch die nebeneinander angeordneten Gewinde 202, 212 beansprucht wird. Es besteht zudem die Möglichkeit von zufälligen Kontakten zwischen dem zweiten Verstellteil 2 und dem ersten Gewinde 202 im Normalbetrieb, so dass unerwünschte Geräusche nicht mit vollkommener Sicherheit ausgeschlossen werden können.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verstellbaugruppe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Verstellbaugruppe 1 umfasst ein erstes Verstellteil 2 mit einem ersten Gewinde 202 und ein zweites Verstellteil 3 mit einem zweiten Gewinde 32. Das zweite Gewinde 32 steht mit dem ersten Gewinde 202 in Eingriff. Das erste Verstellteil 2 ist vorliegend eine eingängige Spindelmutter, die einen ersten Verstellteilkörper 20 aufweist, der aus Metall, insbesondere Stahl, besteht. Grundsätzlich kann das erste Verstellteil 2 natürlich auch mehrgängig ausgebildet sein und/oder aus einem anderen Material bestehen, das eine ausreichende Festigkeit zur Verfügung stellt. Das erste Gewinde 202 ist trapezförmig ausgelegt, was den Vorteil einer hohen Festigkeit gegenüber im Crashfall auftretenden Kräften hat, wobei natürlich auch andere Formen denkbar und möglich sind. Das erste Gewinde 202 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Innengewinde der Spindelmutter.
Das zweite Verstellteil 3 ist eine Spindel. Das zweite Verstellteil umfasst ein zweites Gewinde 32 in Form eines beispielhaft dargestellten trapezförmigen Außengewindes. Das zweite Verstellteil 3 ist koaxial zu dem ersten Verstellteil 2 angeordnet und beispielsweise durch eine Rotation des (beispielsweise feststehenden) ersten Verstellteils 2 entlang der gemeinsamen Gewindeachse G längs verstellbar.
Außerdem weist das erste Gewinde 202 eine Kunststoffbeschichtung 210 auf. Die Kunststoffbeschichtung 210 bedeckt den dargestellten Ausschnitt des ersten Gewindes 202 vollständig. Sie formt eine hautartige Schicht mit einer konstanten Dicke D, mit der das erste Gewinde 202 überzogen ist. Grundsätzlich kann natürlich auch das zweite Gewinde 32 zusätzlich oder alternativ mit Kunststoff beschichtet sein. Durch die Anordnung einer Kunststoffbeschichtung 210, 30 zwischen dem ersten und dem zweiten Gewinde 202, 32 werden die tribologischen Eigenschaften im Normalbetrieb verbessert. Die Kunststoffbeschichtung 210 ist durch das unterliegende erste Gewinde 202 abgestützt. Dadurch resultiert bei hoher Last, wenn das zweite Verstellteil 3 entlang der gemeinsamen Gewindeachse G gegen das erstes Verstellteil 2 belastet wird, keine Biegebeanspruchung auf den Kunststoff. Die Kunststoffschicht muss lediglich Druckkräfte übertragen, wobei die Flächenpressung über die Gewindegeometrie, die Gewinde- Zahnhöhe, den Durchmesser und die Gewindelänge beeinflusst wird.
Das erste Verstellteil 2 weist außerdem ein äußeres Element 21 auf, das mit der Kunststoffbeschichtung 210 des ersten Gewindes 202 einstückig ausgebildet ist. Das äußere Element 21 und die Kunststoffbeschichtung 210 bilden einen zusammenhängenden Kunststoffkörper, der das erste Gewinde 202 nahezu vollständig bedeckt und zusätzlich über einen Außenbereich des ersten Verstellteils 2 erstreckt ist. An dem äußeren Element 21 ist zudem eine Außenverzahnung 211 ausgebildet. Die Außenverzahnung 211 ist dazu ausgelegt, dass eine Antriebsschnecke eines Verstellgetriebes für die Verstellung des zweiten Verstellteils 3 über das erste Verstellteil 2 in die Außenverzahnung 211 eingreifen kann. Das äußere Element 21 hintergreift einen ringförmigen Vorsprung 206 des ersten Verstellteils 2. Dadurch ist die Kunststoffbeschichtung 210 über das äußere Element 21 formschlüssig an dem ersten Verstellteil 2 gehalten. Ein derartiger Formschluss kann zusätzlich oder alternativ zu der unten beschriebenen mindestens einen Aussparung 205 oder einer aufgerauten Oberfläche des mindestens einen Gewindes 202, 32 vorgesehen sein.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verstellbaugruppe 1 mit einem ersten Verstellteil 2 mit einem ersten Gewinde 202 und einem zweiten Verstellteil 3 mit einem zweiten Gewinde 32, das mit dem ersten Gewinde 202 in Eingriff steht. Das erste Gewinde 202 weist eine Kunststoffbeschichtung 210 auf, die das erste Gewinde 202 nahezu vollständig bedeckt. Das heißt, dass das erste Gewinde 202 zu mehr als 50 % und weniger als 100 % bedeckt ist. Konkret ist das erste Gewinde 202 zwischen 80 % und 85 % mit Kunststoff bedeckt. Der Gewindegang umfasst sechs Umdrehungen, von denen fünf mit Kunststoff bedeckt sind, so dass die Bedeckung ca. 83,3 % entspricht. Das erste Gewinde 202 weist einen von der Kunststoffbeschichtung 210 bedeckten ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, der nicht von der Kunststoffbeschichtung 210 bedeckt ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten Verstellteil 2, 3 ist an dem ersten Abschnitt die Kunststoffbeschichtung 210 angeordnet, so dass an dem ersten Abschnitt das erste und das zweite Gewinde 202, 32 ohne Spiel miteinander in Eingriff stehen. An dem zweiten Abschnitt ist ein Spalt S‘ ausgebildet. Über den Spalt S‘ ist das erste Gewinde 202 zu dem zweiten Gewinde 32 beabstandet. Daher haben das erste und das zweite Gewinde 202, 32 an dem zweiten Abschnitt Spiel zueinander. Das Entstehen von unerwünschten Geräuschen kann trotzdem mit hoher Sicherheit ausgeschlossen werden, weil das zweite Verstellteil 3 an dem ersten Abschnitt kippsicher gehalten ist und weil der zweite Abschnitt relativ zu dem ersten Abschnitt sehr kurz ist. Konkret beträgt das Längenverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 5 zu 1.
Der zweite Abschnitt hat eine Länge entlang der Gewindeachse G, die dem Abstand A zwischen zwei benachbarten Gewindespitzen 203, 203‘ entspricht. Das entspricht einem Abschnitt eines Gewindegangs 204 des ersten Gewindes 202, der mindestens 360°, also einmal einen vollen Umfang des ersten Gewindes 202, überstreicht. Das ist eine Umdrehung des ersten Gewindes 202. Grundsätzlich kann der zweite Abschnitt länger als der Abstand A zwischen zwei benachbarten Gewindespitzen 203, 203‘ sein. Der erste Abschnitt hingegen hat eine Länge, die mehr als dem vierfachen Abstand A von zwei benachbarten Gewindespitzen 203, 203‘ entspricht. Konkret beträgt die Länge des ersten Abschnitt das Fünffache von A. Grundsätzlich kann der erste Abschnitt kürzer oder länger als der vierfache Abstand A von zwei Gewindespitzen 203, 203‘ sein. Insbesondere ist die Länge des ersten Abschnitts unabhängig von einer Länge des zweiten Abschnitts, solange der zweite Abschnitt bei einer Anzahl von N Umdrehungen des ersten Gewindes 202 eine Länge von x Windungen aufweist und die Bedingung x/N<0,5 erfüllt ist. Der erste Abschnitt bildet einen zusammenhängenden Abschnitt des ersten Gewindes 202, über den die Kunststoffbeschichtung 210 erstreckt ist.
Der erste Abschnitt ist an einem Ende des ersten Gewindes 202 angeordnet und der zweite Abschnitt ist an dem anderen Ende des ersten Gewindes 202 angeordnet. An den ersten Abschnitt ist ein äußeres Element 21 angeformt. Das äußere Element 21 bildet mit der Kunststoffbeschichtung 210 einen durchgehenden Kunststoff körper, wie er im Zusammenhang mit Fig. 3 bereits beschrieben wurde.
Fig. 5 zeigt eine Detailansicht einer Verstellbaugruppe 1. Daraus ist ersichtlich, dass die Kunststoffbeschichtung 210 eine konstante Dicke D aufweist. Insbesondere ist die Dicke D der Kunststoffbeschichtung 210 an einer Gewindespitze des ersten Gewindes 202 genauso groß wie an einem Gewindegrund des ersten Gewindes 202. Somit bildet die Kunststoffbeschichtung 210 das Profil des ersten Gewindes 202 nach. Das erste Gewinde 202 ist trapezförmig ausgebildet, so dass die Kunststoffbeschichtung 210 ebenfalls ein trapezförmiges Profil aufweist. Allerdings ist das Profil, das die Kunststoffbeschichtung 210 ausbildet, breiter und höher als das Profil des ersten Gewindes 202. Somit ist im Endeffekt das Profil des ersten Gewindes 202 durch die Kunststoffbeschichtung 210 des ersten Gewindes 202 ausgeformt, auch wenn die Kunststoffbeschichtung 210 das Profil des ersten Gewindes 202 nachbildet.
Die Kunststoffbeschichtung 210 kann dazu genutzt werden, das Profil des ersten (oder auch des zweiten) Gewindes 202, 32 mit einem beliebigen Profil zu überdecken und so auszuformen. Dadurch kann die Kunststoffbeschichtung 210 das Profil des Gewindes 202, 32 prägen. Eine beispielhafte Ausführungsvariante für das Gewinde 202 ist in Fig. 6 dargestellt. Gleichermaßen gilt sie beispielhaft für das Gewinde 32. In Fig. 6 ist ein Gewinde 202 mit einer Kunststoffbeschichtung 210 dargestellt, deren Dicke D entlang einer axialen Richtung des Gewindes 202 periodisch variiert. Das Gewinde 202 hat ein trapezförmiges Profil, dessen Gewindeflanken Winkel b1 und b2 zur Gewindeachse G einschließen. Das Profil des Gewindes 202 ist durch die Kunststoffbeschichtung 210 überdeckt, die dreieckig ausgebildet ist und deren Gewinde Flankenwinkel a1 und a2 zur Gewindeachse G einschließen. Der erste Flankenwinkel a1 der Kunststoffbeschichtung 210 ist identisch zu dem zweiten Flankenwinkel a2 Kunststoffbeschichtung 210. Der erste Flankenwinkel b1 des Gewindes 202 ist identisch zu dem zweiten Flankenwinkel b2 des Gewindes 202. Die identischen Flankenwinkel a1 und a2 der Kunststoffbeschichtung 210 sind unterschiedlich von den identischen Flankenwinkeln b1 und b2 des Gewindes 202, nämlich größer (a1, a2 > b1, b2). Grundsätzlich können die Flankenwinkel a1, a2, b1, b2 ebenso identisch sein (a1, a2 = b1, b2). Die Funktion des trapezförmigen Profils des Gewindes 202 kann hierbei darin gesehen werden, dass dessen Flanken die Kunststoffbeschichtung 210 im Crashfall abstützen. Dadurch kann verhindert werden, dass das Kunststoffgewinde den Crashkräften nachgibt und/oder plastisch verformt wird und nach dem Crash nicht mehr lauffähig ist. Mit einem derartigen Gewinde 202 können die Vorteile eines Festigkeit verleihenden Metallgewindes mit einem Kunststoffgewinde kombiniert werden, das gute tribologische Eigenschaften aufweist.
Das trapezförmige Profil ist lediglich beispielhaft dargestellt. Grundsätzlich können der erste und der zweite Flankenwinkel a1, a2 der Kunststoffbeschichtung 210 unterschiedlich sein (a1 <> a2). Beispielsweise kann der erste Flankenwinkel a1 steiler sein als der zweite Flankenwinkel a2, um beispielsweise einseitig einen besseren Verschleißschutz zu ermöglichen. Ebenso können der erste und der zweite Flankenwinkel b1, b2 des ersten (oder auch des zweiten) Gewindes 202, 32 unterschiedlich sein (b1 <> b2), um eine bessere Abstützung der Kunststoffbeschichtung 210 zu ermöglichen. Es lassen sich also über die Auswahl der Flankenwinkel asymmetrische Gewindezahnformen sowohl für die Kunststoffbeschichtung 210 als auch für das erste und/oder das zweite Gewinde 202, 32 verwirklichen.
Grundsätzlich kann eine beliebig geformte Kunststoffbeschichtung 210 an beliebigen Profilformen des Gewindes 202 angeordnet sein. Insbesondere ist es auch denkbar und möglich, das das Gewinde 202 an einem ersten Profilabschnitt eine erste Profilform und an einem zweiten Profilabschnitt eine zweite Profilform aufweist, die von der ersten Profilform verschieden ist. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Flankenformen realisiert werden, wobei beispielsweise eine erste Flankenform für den Normalbetrieb und eine zweite Flankenform für die Abstützung des Kunststoffgewindes im Crashfall optimiert ist. Die Kunststoffbeschichtung 210 kann ein Profil ausformen, was symmetrisch oder asymmetrisch an den Gewindezähnen des unterliegenden Gewindes 202, 32 ist. Ein asymmetrisches Profil kann genutzt werden, um bei richtungsabhängigen Lasten einen besseren Schutz vor Verschleiß zu ermöglichen. Fig. 7 zeigt ein erstes Verstellteil 2 mit einem ersten Verstellteilkörper 20. Der erste Verstellteilkörper 20 weist ein erstes Gewinde 202 auf, das als ein Innengewinde ausgebildet ist. Das Gewinde 202 weist drei Aussparungen 205 auf, die dazu vorgesehen sind, mit Kunststoff ausgefüllt zu sein. Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl von Aussparungen 205 vorgesehen sein. Die Aussparungen 205 sind schneisenartig entlang einer Gewindeachse G des ersten Gewindes 202 von einem Ende des Gewindes 202 zu dem anderen Ende des Gewindes 202 erstreckt. Die Aussparungen 205 bilden dabei Unterbrechungen der Gewindegänge. Dies wird dadurch realisiert, dass die Gewindespitzen 203, 203‘ bis zum Grund des Gewindegangs abgetragen sind. Eine Breite der Aussparungen 205 entspricht jeweils 10° des Gewindeumfangs. Die Aussparungen 205 sind entlang des Umfangs des ersten Gewindes 202 gleichverteilt. Grundsätzlich ist eine Vielzahl von Aussparungen 205 denkbar und möglich, die jeweils Breiten aufweisen können, die Winkelsegmenten des Gewindeumfangs zwischen 1° und 30° entsprechen. Ebenso sind andere Anordnungen und Formen von Aussparungen 205 denkbar und möglich, wie zum Beispiel eine Aussparung 205, die radial zu der Gewindeachse G in das erste Gewinde 202 hinein erstreckt ist.
Der erste Verstellteilkörper 20 weist einen daran angeformten, ringförmigen Vorsprung 206 auf. Der ringförmige Vorsprung 206 weist eine einen Mantel bildende Umfangsfläche auf, an der eine Verzahnung 207 angeordnet ist. Die Verzahnung 207 weist längserstreckte Zähne auf, die parallel zu einer Gewindeachse G des ersten Gewindes 202 des ersten Verstellteils 2 erstreckt sind.
Fig. 8A zeigt das erste Verstellteil 2 mit einem an den ersten Verstellteilkörper 20 angeformten äußeren Element. Vorzugsweise wird das äußere Element 21 zusammen mit der Kunststoffbeschichtung 210 angespritzt. Das äußere Element 21 weist eine Außenverzahnung 211 auf, die als eine Schrägverzahnung ausgebildet ist. Grundsätzlich kann die Außenverzahnung 211 beliebig ausgebildet sein, insbesondere ist auch eine Geradverzahnung denkbar und möglich.
Fig. 8B zeigt einen Schnitt durch das in Fig. 8A dargestellte erste Verstellteil 2 entlang der darin eingezeichneten Schnittebene E. Die Zähne der Außenverzahnung 211 sind zur Gewindeachse G schräg in einer Tangentialrichtung im Uhrzeigersinn um die Gewindeachse G erstreckt. Das erste Gewinde 202 weist eine Kunststoffbeschichtung 210 auf, die zwei Aussparungen 205 an dem ersten Gewinde 202 ausfüllt. An der Stelle der Aussparungen 205 ergänzt die Kunststoffbeschichtung 210 die unterbrochenen Gewindegänge. Das wird dadurch realisiert, dass die Kunststoffbeschichtung 210 an den Aussparungen 205 ein Profil ausbildet, das dem Profil des ersten Gewindes 202 mit Kunststoffbeschichtung 210 abseits der Aussparungen 205 entspricht. Somit weist das erste Gewinde 202 eine Kunststoffbeschichtung 210 auf, die ein durchgängiges Gewindeprofil bildet, wobei das Gewindeprofil abschnittweise von dem ersten Gewinde 202 abgestützt ist.
Das äußere Element 21 ist umfänglich an dem Vorsprung 206 des ersten Verstellteilkörpers 20 angeordnet. Eine Verzahnung 207 des Vorsprungs 206 des ersten Verstellteilkörper 20 greift entlang einer Umfangsrichtung in das äußere Element 21 ein. Die Verzahnung 207 des Vorsprungs 206 und die Aussparungen 205 können zusammen an dem ersten Verstellteil 2 vorgesehen sein. Jedoch kann auch jedes der Merkmale unabhängig von dem anderen vorgesehen sein.
Bei der Verwendung des ersten Verstellteils 2 in einer Verstellbaugruppe 1 zur Verstellung beispielsweise eines Verstellantriebs in einem Kraftfahrzeug, kann es erforderlich sein, einen Kraftfluss zwischen der Außenverzahnung 211 und der Kunststoffbeschichtung 210 herzustellen. Dazu muss das äußere Element 21 drehfest an dem Verstellteilkörper 20 angeordnet sein. Das heißt, das äußere Element 21 muss beim Antrieb beispielsweise durch eine Antriebsschnecke den ersten Verstellteilkörper 20 mitnehmen. Dafür kann unter anderem die Verzahnung 207 an dem Vorsprung 206 vorgesehen sein, die einen Formschluss zwischen dem äußeren Element 21 und dem ersten Verstellteilkörper 20 herstellt. Zudem kann das äußere Element 21 einstückig mit der Kunststoffbeschichtung 210 ausgebildet sein, so dass auch ein direkter Kraftfluss zwischen der Kunststoffbeschichtung 210 und der Außenverzahnung 211 hergestellt ist. Weiterhin sorgen die Aussparungen 205 dafür, dass ein Kraftfluss zwischen dem Verstellteilkörper 20, der über die Außenverzahnung 211 angetrieben wird, und der Kunststoffbeschichtung 210 sichergestellt ist. Aufgrund der Aussparungen 205 ist die Kunststoffbeschichtung 210 drehfest an dem ersten Verstellteilkörper 20 angeordnet.
Zur Sicherstellung eines Formschlusses zwischen dem ersten Gewinde 202 und der Kunststoffbeschichtung 210 kann zusätzlich oder alternativ zum Vorsehen von Aussparungen 205 eine Oberfläche des ersten Gewindes 202 eine ungleichmäßige Oberflächentopographie aufweisen. Ebenso sind Kombinationen von Aussparungen 205 mit unterschiedlichen Formen denkbar und möglich.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt eines Verfahrens zur Herstellung eines Verstellteils 3 für eine Verstellbaugruppe 1. Bei dem Verfahren kann es sich insbesondere um ein Spritzgussverfahren handeln, mit dem die Kunststoffbeschichtung 30 und gegebenenfalls ein äußeres Element erzeugt werden können. Das Verstellteil 3 weist ein Gewinde 32 auf, das als Außengewinde ausgebildet ist. Das Verfahren wird mit dem dargestellten Aufnahmekörper 4 durchgeführt, der ein Gegengewinde 40 zu dem Gewinde 32 des Verstellteils 3 aufweist. Das Gegengewinde 40 weist einen Halteabschnitt 401 auf, der dazu ausgebildet ist, dass das Gewinde 32 des Verstellteils 3 daran in das Gegengewinde 40 eingreifen kann. Dabei sind das Gewinde 32 und das Gegengewinde 40 an dem Halteabschnitt 401 zueinander passend ausgebildet. Das Verstellteil 3 kann daher an dem Aufnahmekörper 4 ohne Spiel über das Gegengewinde 40 gehalten werden, indem es auf Block in den Halteabschnitt eingeschraubt wird.
Außerdem weist das Gegengewinde 40 einen Spaltabschnitt 402 auf. Der Radius R‘ des Spaltabschnitts 402 ist vorliegend größer als der Radius R des Halteabschnitts 401 und eine Flankenbreite B‘ des Gewindeganges am Spaltabschnitt 402 ist schmaler als eine Flankenbreite B des Gewindeganges am Halteabschnitt 401. Gewinde 32 und Gegengewinde 40 passen am Spaltabschnitt 402 also auch ineinander, haben aber Spiel zueinander. Der Halteabschnitt 401 ist entlang einer Einschraubrichtung in das Gegengewinde 40 hinter dem Spaltabschnitt 402 angeordnet. Er schließt das Gegengewinde 40 in diese Richtung soweit ab, dass ein Anschlag für das Verstellteil 3 ausgebildet ist, an den das Verstellteil 3 auf Block eingeschraubt werden kann.
Der Aufnahmekörper 4 kann feststehend angeordnet sein. Beispielsweise kann der Aufnahmekörper 4 an einem Werkzeug für Kunststoffspritzguss angeordnet sein. Das Verstellteil 3 wird an dem Aufnahmekörper 4 angeordnet, indem es in den Aufnahmekörper 4 eingedreht wird. Es wird dafür auf Block geschraubt, bis es axial an dem Halteabschnitt 401 fixiert ist. Durch die Fixierung an dem Halteabschnitt 401 ist das Verstellteil 3 radialsymmetrisch zur Gewindeachse G des Aufnahmekörpers 4 positioniert. Um die axiale Fixierung zu ermöglichen, muss der Halteabschnitt 401 eine Länge haben, die mindestens dem Abstand zwischen zwei Gewindespitzen des Gewindes 32 des Verstellteils 3 entspricht. Mit anderen Worten sollte der Halteabschnitt 401 dazu ausgebildet sein, dass das Verstellteil 3 mindestens eine Umdrehung vollziehen muss, um in den Halteabschnitt 401 eingeschraubt zu werden. Die Gewindegänge herkömmlicher Gewinde sind angefast, um beim Einschrauben ein besseres anfängliches Eingreifen in ein Gegengewinde 40 zu ermöglichen. Eine derartige Fase kann bis zu drei Viertel einer Umdrehung eines Gewindegangs ausmachen. Wenn der Halteabschnitt 401 angefast ist, kann es vorteilhaft sein, einen Halteabschnitt 401 mit einer Länge vorzusehen, die mindestens dem 1,5-fachen Abstand zwischen zwei Gewindespitzen des Gewindes 32 des Verstellteils 3 entspricht. Die Fixierung an dem Halteabschnitt 401 ermöglicht es, zu gewährleisten, dass der Spalt S am Spaltabschnitt 402 innerhalb der erforderlichen Toleranz radialsymmetrisch ausgebildet ist.
Dann wird in den Spalt S Kunststoff 30 eingebracht. Das Einbringen des Kunststoffs 30 kann beispielsweise durch Ausfüllen des Spaltes S mit Kunststoffschmelze geschehen. Der Kunststoff wird entlang des Umfangs des Gewindes 32 in den Spalt S eingebracht. Dies ist durch die parallel zur Gewindeachse G in Richtung des Halteabschnitts 401 eindringende Kunststoffmasse 30 dargestellt. Dabei wird der Kunststoff über den kompletten Umfang des Gewindes 32 eingebracht. Es ist aufgrund der definierten Ausbildung des Spaltes S durch die Fixierung am Halteabschnitt 401 insbesondere nicht erforderlich, den Kunststoff entlang eines Gewindeganges oder aus einer eng begrenzten, vorherbestimmten Richtung einzubringen, so dass eine schnelle, einfache und kostengünstige Herstellung möglich ist.
Die Form des Spalts S kann über die Ausbildung des Spaltabschnitts 402 angepasst werden, so dass eine Kunststoffbeschichtung mit einem gewünschten Profil mit dem beschriebenen Verfahren erzeugt werden kann.
Das im Zusammenhang mit Fig. 9 beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung einer Kunststoffbeschichtung 30 an dem Gewinde 32 einer Spindel.
Fig. 10 zeigt einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Verstellteils 2 für eine Verstellbaugruppe 1, wobei das Verstellteil 2 ein Gewinde 202 aufweist, das als Innengewinde ausgebildet ist. Das Verfahren wird mit dem dargestellten Aufnahmekörper 4 durchgeführt, der ein Gegengewinde 40 zu dem Gewinde 202 des Verstellteils 2 aufweist, das als Außengewinde ausgebildet ist. Insbesondere umfasst der Aufnahmekörper 4 einen Gewindekern, an dem das Außengewinde angeordnet ist. Das Gegengewinde 40 weist einen Halteabschnitt 401 und einen Spaltabschnitt 402 auf, wie sie oben definiert wurden. Der Radius R‘ des Spaltabschnitt 402 ist vorliegend kleiner als der Radius R des Halteabschnitts 401 und eine Flankenbreite B‘ des Gewindegangs am Spaltabschnitt 402 ist schmaler als eine Flankenbreite B des Gewindegangs am Halteabschnitt 401. Daher passen Gewinde 202 und Gegengewinde 40 wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben am Spaltabschnitt 402 ineinander, haben aber Spiel zueinander. Der Verstellteilkörper 20 wird an dem Aufnahmekörper 4 angeordnet, indem er auf den Aufnahmekörper 4 aufgedreht wird. Er wird dafür auf Block geschraubt bis er axial an dem Halteabschnitt 401 fixiert ist. Auch hier ist das Verstellteil 2 wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben durch die Fixierung an dem Halteabschnitt 401 radialsymmetrisch zur Gewindeachse G des Aufnahmekörpers 4 positioniert. Der Halteabschnitt 401 muss dieselben Voraussetzungen erfüllen, wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben. Zusätzlich ist an dem Aufnahmekörper 4 eine Anlagefläche C vorgesehen, die mit einem in einer Ebene senkrecht zur Gewindeachse G vorspringenden Vorsprung 206 des Verstellteilkörper 20 dahingehend zusammenwirkt, dass sie einen Anschlag zur Verfügung stellt, an dem der Verstellteilkörper 20 beim Aufschrauben auf den Aufnahmekörper 4 anschlägt. Durch das Zusammenwirken von Anlagefläche C und Vorsprung 206 wird das Verstellteil 20 am Aufnahmekörper 4 axial und radial fixiert.
Das Einbringen des Kunststoffs erfolgt ebenso wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben in den Spalt S, wobei der Kunststoff auch über den kompletten Umfang des Gewindes 202 eingebracht werden kann.
Gleichzeitig mit dem Einbringen des Kunststoffs in den Spalt S kann das in Fig. 10 dargestellte äußere Element 21 des Verstellteils 2 geformt werden. Es hintergreift den Vorsprung 206, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, bis an die Anlagefläche C, an der der Vorsprung 206 anliegt. Grundsätzlich können für das Zusammenwirken mit der Anlagefläche C und für das an Formen des äußeren Elements 21 unterschiedliche Vorsprünge an dem Verstellteil 2 vorgesehen sein. Das gleichzeitige Formen des äußeren Elements 21 ermöglicht es, die Kunststoffbeschichtung 210 an dem Verstellteil 2 und das äußere Element 21 in einem Verfahrensschritt herzustellen, wodurch Kosten gespart werden können und die Effizienz der Herstellung erhöht werden kann. Falls es erforderlich sein sollte, kann die Kunststoffbeschichtung 210 aus einem ersten Kunststoff und das äußere Element 21 aus einem zweiten Kunststoff in einem Verfahrensschritt hergestellt werden. Bei der Herstellung in einem Verfahrensschritt kann gewährleistet werden, dass der erste Kunststoff und der zweite Kunststoff stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Das im Zusammenhang mit Fig. 10 beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung einer Kunststoffbeschichtung 210 an dem Gewinde 202 einer Spindelmutter. Bezugszeichenliste
1 Verstellbaugruppe
2 erstes Verstellteil
20 erster Verstellteilkörper
202 erstes Gewinde
203, 203‘ Gewindespitzen
204 Gewindegang
205 Aussparung
206 Vorsprung 207 Verzahnung 21 äußeres Element 210 Kunststoffbeschichtung 211 Außenverzahnung 212 äußeres Gewinde
3 zweites Verstellteil
30 Kunststoffbeschichtung
31 zweiter Verstellteilkörper
32 zweites Gewinde
4 Aufnahmekörper
40 Gegengewinde
401 Halteabschnitt
402 Spaltabschnitt
A Abstand
B, B‘ Flankenbreite
C Anlagefläche
D Dicke
E Schnittebene
G Gewindeachse
R, R‘ Radius
S, S‘ Spalt a1, a2, b1, b2 Flankenwinkel

Claims

Ansprüche
1. Verstellbaugruppe (1) für einen Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit
- einem ersten Verstellteil (2) mit einem ersten Gewinde (202) und
- einem zweiten Verstellteil (3) mit einem zweiten Gewinde (32) , das mit dem ersten Gewinde (202) in Eingriff steht, wobei
- mindestens eines der Gewinde (202, 32) eine Kunststoffbeschichtung (210, 30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffbeschichtung (210, 30) das mindestens eine Gewinde (202, 32) zu mehr als 50 % bedeckt.
2. Verstellbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Gewinde (202, 32) eingängig ist.
3. Verstellbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Verstellteil (2, 3) aus Metall besteht.
4. Verstellbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verstellteil (2) eine Spindelmutter und das zweite Verstellteil (3) eine Spindel ist.
5. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffbeschichtung (210, 30) das mindestens eine Gewinde (202, 32) zu weniger als 100 % bedeckt.
6. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gewinde (202, 32) einen von der Kunststoffbeschichtung (210, 30) bedeckten ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, der nicht von der Kunststoffbeschichtung (210, 30) bedeckt ist.
7. Verstellbaugruppe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt eine axiale Länge aufweist, die mindestens einer Umdrehung des Gewindegangs, insbesondere maximal vier Umdrehungen des Gewindegangs, des mindestens einen Gewindes (202, 32) entspricht und/oder dass der zweite Abschnitt eine axiale Länge aufweist, die maximal 20%, insbesondere maximal 15%, insbesondere maximal 10%, einer Gesamtlänge des mindestens einen Gewindes (202, 32) beträgt..
8. Verstellbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt an einem der Enden des mindestens einen Gewindes (202, 32) angeordnet ist.
9. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffbeschichtung (210, 30) an einer einem Lastende des mindestens einen Gewindes (202, 32) zugewandten Gewindeflanke des mindestens einen Gewindes (202, 32) eine größere Dicke (D) aufweist als an einer dem Lastende des mindestens einen Gewindes (202, 32) abgewandten Gewindeflanke des mindestens einen Gewindes (202, 32).
10. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (D) der Kunststoffbeschichtung (210, 30) entlang des mindestens einen Gewindes (202) periodisch variiert.
11. Verstellbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffbeschichtung (210, 30) eine konstante Dicke (D) aufweist.
12. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffbeschichtung (210, 30) ein Profil des mindestens einen Gewindes (202, 32) ausformt.
13. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gewinde (202, 32) an einem ersten Profilabschnitt eine erste Profilform und an einem zweiten Profilabschnitt eine zweite Profilform aufweist, die von der ersten Profilform verschieden ist.
14. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gewinde (202, 32) und die
Kunststoffbeschichtung (210, 30) an dem mindestens einen Gewinde (202, 32) identische und/oder unterschiedliche Flankenwinkel (a1, a2, b1, b2) aufweisen.
15. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gewinde (202, 32) mindestens eine Aussparung (205) aufweist, die mit Kunststoff gefüllt ist und/oder eine ungleichmäßige Oberflächentopographie, insbesondere Fehlstellen und/oder Rauigkeiten, aufweist, so dass zwischen dem mindestens einen Gewinde (202, 32) und der Kunststoffbeschichtung (210, 30) wenigstens teilweise ein Formschluss besteht.
16. Verstellbaugruppe (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aussparung (205) entlang einer Gewindeachse (G) des mindestens einen Gewindes (202, 32) längserstreckt ist und/oder die mindestens eine Aussparung (205) radial zu der Gewindeachse (G) in dem mindestens einen Gewinde (202, 32) erstreckt ist.
17. Verstellbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Verstellteile (2, 3) ein äußeres Element (21) aufweist, das mit der Kunststoffbeschichtung (210, 30) einstückig ausgebildet ist.
18. Verstellbaugruppe (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Element (21) und die Kunststoffbeschichtung (210, 30) mit einem
Spritzgussverfahren in einem Schritt zusammen gespritzt wurden, so dass das äußere Element (23) nahtlos in die Kunststoffbeschichtung (210, 30) übergeht.
19. Verfahren zur Herstellung eines Verstellteils (2, 3) mit einem Gewinde (202, 32) für eine Verstellbaugruppe (1), umfassend die Schritte:
- Bereitstellen des Verstellteils (2, 3) mit dem Gewinde (202, 32),
- Bereitstellen eines Aufnahmekörpers (4) mit einem Gegengewinde (40), das einen Halteabschnitt (401), der dazu ausgebildet ist, dass das Gewinde (202, 32) daran in das Gegengewinde (40) eingreifen kann, und einen Spaltabschnitt (402) aufweist, dessen Radius (R‘) verschieden ist von dem Radius (R) des Halteabschnitts (401), und
- Anordnen des Verstellteils (2, 3) an dem Aufnahmekörper (4), so dass das Verstellteil (2, 3) an dem Halteabschnitt (401) gehalten wird und an dem Spaltabschnitt (402) ein Spalt (S) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoff in den Spalt (S) eingebracht wird.
20. Verfahren zur Herstellung eines Verstellteils (2, 3) mit einem Gewinde (202, 32) für eine Verstellbaugruppe (1), insbesondere nach Anspruch 19, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen des Verstellteils (2, 3) mit dem Gewinde (202, 32),
- Bereitstellen eines Aufnahmekörpers (4) mit einem Gegengewinde (40), das einen Halteabschnitt (401), der dazu ausgebildet ist, dass das Gewinde (202, 32) daran in das Gegengewinde (40) eingreifen kann, und einen Spaltabschnitt (402) aufweist, dessen Flankenbreite (B‘) verschieden ist von der Flankenbreite (B) des Halteabschnitts (401), und
- Anordnen des Verstellteils (2, 3) an dem Aufnahmekörper (4), so dass das Verstellteil (2, 3) an dem Halteabschnitt (401) gehalten wird und an dem Spaltabschnitt (402) ein Spalt (S) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoff in den Spalt (S) eingebracht wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff entlang einer Richtung parallel zu einer Gewindeachse (G) des Gewindes (202, 32) in den Spalt (S) eingebracht wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff über den kompletten Umfang des Gewindes (202, 32) in den Spalt (S) eingebracht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Kunststoffs durch Ausfüllen des Spaltes (S) mit Kunststoffschmelze erfolgt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen des Verstellteils (2, 3) an dem Aufnahmekörper (4) durch Ein- oder Aufdrehen des Verstellteils (2, 3) erfolgt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem Einbringen des Kunststoffs in den Spalt (S) ein äußeres Element (21) des Verstellteils (2, 3) geformt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellteil (2, 3) beim Anordnen an dem Aufnahmekörper (4) über eine Anlagefläche (C) des Aufnahmekörper (4) axial ausgerichtet wird und/oder dass das Verstellteil (2, 3) beim Anordnen an dem Aufnahmekörper (4) über die Flankenbreite (B) rotatorisch ausgerichtet wird.
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