DE102012104507A1

DE102012104507A1 - Kunststoffgehäuse mit zwei Metalleinlegeteilen in einem Montageflansch

Info

Publication number: DE102012104507A1
Application number: DE201210104507
Authority: DE
Inventors: Markus Waltz; Karl-Christian Frank; Peter Beuerlein; Alexander Lang
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-11-28

Abstract

Es wird ein Kunststoffgehäuse mit einem ersten Metalleinlegeteil (1) in einem Montageflansch (3) beschrieben, wobei das erste Metalleinlegeteil (1) einen zylindrischen Grundkörper (1.3) mit einem ersten Durchmesser (Y1.3) und einen demgegenüber mit einem breiteren Durchmesser (Y1.2) ausgeführten Kopf (1.2) versehen und aus einer ersten Richtung in eine Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses eingebracht ist, wobei die Öffnung des Kunststoffgehäuses auf der der ersten Richtung entsprechenden Seite des Montageflanschs eine dem Kopf (1.2) des Metalleinlegeteils entsprechende Ausformung (3.2) aufweist. Um ein Auspressen auch die dem Kopf entgegengesetzte Richtung zu verhindern, ist ein zweites Metalleinlegeteil (2) vorgesehen, welches von der zur ersten entgegengesetzten Richtung her in die Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses eingebracht ist und ebenfalls einen zylindrischen Körper (2.3) mit dem ersten Durchmesser (Y1.3 = Y2.3) und einen demgegenüber mit einem breiteren Durchmesser (Y2.2) ausgeführten Kopf (2.2) versehen ist und die Öffnung des Kunststoffgehäuses auch auf dieser der entgegengesetzten Richtung entsprechenden Seite eine dem Kopf des zweiten Metalleinlegeteils entsprechende zweite Ausformung (3.4) aufweist. Diese im Prinzip zweiteilige Ausgestaltung des Metalleinlegeteils ermöglicht, deutlich höhere Kräfte aufzunehmen, ohne dass die Metalleinlegeteile im Kunststoffgehäuse umgespritzt werden müssten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffgehäuse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
elektronische Baugruppen werden insbesondere in der Automobilindustrie zunehmend mit Kunststoffgehäusen ausgeführt, da diese neben der relativ einfachen und kostengünstigen Herstellung insbesondere erheblich leichter sind, wodurch wiederum der Spritverbrauch sinkt. Zur Befestigung des Kunststoffgehäuses an einem Trägerkörper weist das Kunststoffgehäuse im Allgemeinen einen Montageflansch mit einer Öffnung auf. Da jedoch der Montageflansch des Kunststoffgehäuses an der Öffnung durch Montagekräfte, beispielsweise beim Verschrauben oder Vernieten, sowie im späteren Betrieb des Fahrzeugs durch Erschütterungen und dergleichen mechanisch beansprucht wird, andererseits aber nicht verformt oder gar beschädigt werden darf, wird ein Metalleinlegeteil zur Erhöhung der übertragbaren Kräfte in die Öffnungen des Montageflansch eingesetzt. Ein solches Metalleinlegeteil kann als zylindrische Hülse einfach mit einem entsprechenden Übermaß ausgeführt und in die Öffnung des Montageflanschs eingepresst werden. Die dabei aufnehmbaren Kräfte sind jedoch begrenzt, weshalb an dem Metalleinlegeteil häufig ein Kopf vorgesehen wird, welcher einen größeren Durchmesser aufweist als der Grundkörper des Metalleinlegeteils. Nachteil bei dieser Ausgestaltung ist jedoch, dass diese Verstärkung nur auf einer Seite der Hülse möglich ist. Aus diesem Grund wurden auch einteilige Metalleinlegeteile mit jeweils einem Kopf an jedem Ende der Hülse realisiert, welche jedoch dann ein ebenfalls aufwändiges Umspritzen mit dem Kunststoffmaterial des Montageflansches erfordern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Lösung für ein Kunststoffgehäuse zu schaffen, bei dem die Öffnung im Montageflansch stabil ausgeführt wird, auf ein aufwändiges Umspritzen jedoch verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass das Metalleinlegeteil nicht mehr einteilig, sondern zweiteilig ausgeführt, also zwei Metalleinlegeteile vorgesehen und von entgegengesetzten Richtungen her in die Öffnung im Montageflansch eingepresst werden. Der Gesamtaufwand dieser Lösung liegt noch unter den Kosten für das Umspritzen.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Um die Begriffe Länge, Höhe, Breite und Tiefe sowie Durchmesser in den Zeichnungen besser verständlich machen zu können, wurde ein einheitliches X-Y-Bezugssystem verwendet. Die dritte Dimension (quasi Z) wird nicht benötigt, da vorzugsweise alle wesentlichen Größen rotationssymmetrisch sind. Grundsätzlich könnte die Erfindung auch mit nicht rotationsymmetrischen Metalleinlegeteilen, bspw. rechteckigem Querschnitt realisiert werden. Grundsätzlich müssen Kopf und Grundkörper auch nicht zwingend zylindrisch ausgestaltet sein, sondern könnten beispielsweise als Zylinderstumpf ausgeführt werden und die Öffnung im Montageflansch entsprechend geformt sein, erhöht dies jedoch den Herstellungsaufwand und wird daher nachfolgend im bevorzugten Ausführungsbeispiel von einer zylindrischen Form und daher von dessen Durchmessern gesprochen.
In 1 wurde das Metalleinlegeteil 2 und in 2 die Befestigungsmittel 5.1 und 5.2 nicht geschnitten dargestellt – ansonsten sind die Figuren Schnittdarstellungen.
Es zeigen
1: Montageflansch vor dem Einpressen der beiden Metalleinlegeteile.
2: Montageflansch mit Metalleinlegeteilen montiert an einem Trägerkörper.
1 zeigt nur den Bereich des Montageflanschs (3) des Kunststoffgehäuses, wobei für die Erfindung völlig unerheblich ist an welcher Stelle des Kunststoffgehäuses der eine oder gegebenenfalls auch mehrere solche Montageflansche vorgesehen sind. Im Montageflansch ist zunächst noch wie im Stand der Technik ein erstes Metalleinlegeteil (1) vorgesehen, wobei das erste Metalleinlegeteil (1) einen zylindrischen Grundkörper (1.3) mit einem ersten Durchmesser (Y1.3) und einen demgegenüber mit einem breiteren Durchmesser (Y1.2) ausgeführten Kopf (1.2) versehen und aus einer ersten Richtung in eine Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses einzubringen ist, wie durch den Pfeil angedeutet. Die Öffnung des Kunststoffgehäuses weist auf der der ersten Richtung entsprechenden Seite des Montageflanschs (3) eine dem Kopf (1.2) des Metalleinlegeteils entsprechende Ausformung (3.2) auf.
Einziger Unterschied gegenüber den herkömmlichen Lösungen ist jedoch, dass die Länge (X1) des 1. Metalleinlegeteils (1) bereits deutlich geringer, vorzugsweise etwa die Hälfte, ist als die Dicke (X3) des Montageflansches, d.h. das 1. Metalleinlegeteil nur bis etwa in die Mitte des Montageflansches ragt.
Erfindungsgemäß ist nun aber auch ein zweites Metalleinlegeteil (2) vorgesehen, welches von der zur ersten entgegengesetzten Richtung her, in der Figur also von unten, in die Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses eingebracht wird, wie ebenfalls durch einen Pfeil skizziert.
Auch dieses 2. Metalleinlegeteil (2) weist ebenfalls einen zylindrischen Körper (2.3) mit dem ersten Durchmesser (Y1.3 = Y2.3) und einen demgegenüber mit einem breiteren Durchmesser (Y2.2) ausgeführten Kopf (2.2) auf.
Die Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses weist auch auf dieser, der entgegengesetzten Richtung entsprechenden (unteren) Seite eine dem Kopf (2.2) des zweiten Metalleinlegeteils (2) entsprechende zweite Ausformung (3.4) auf.
Die Metalleinlegeteile (1, 2) sind in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel zueinander identisch ausgestaltet d.h. fertigungsseitig Gleichteile, welche nur aus unterschiedlichen Richtungen in die Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses eingebracht werden. Da jedes der Metalleinlegeteile (1, 2) jeweils einen Kopf aufweist, welcher jeweils für eine Richtung die Kräfte aufnimmt, weist diese Lösung trotz einer im Vergleich zu einer durchgehenden einteiligen Hülse gleicher Länge (X) kürzeren Länge (X3.3) des Haftreibungsbereichs deutlich höheren Halt gegen Auspressen auf, selbst wenn man berücksichtigt, dass ja eigentlich jedes der Metalleinlegeteile für sich genommen ja nur jeweils die Länge (X2.3, X1.3) des zylindrischen Grundkörpers zur Verfügung steht. Diese Länge (X2.3, X1.3) des zylindrischen Grundkörpers (1.3, 2.3) reicht aber aus, damit jedes der Metalleinlegeteile einzeln in die Öffnung (3.1) eingepresst und das Kunststoffgehäuse nachfolgend gewendet werden kann, ohne dass das zuerst eingepresste Metalleinlegeteil wieder herausfallen würde.
Die Summe der Länge (X1 + X2) der beiden Metalleinlegeteile (1, 2) zusammen ist vorzugsweise kleiner oder maximal gleich zu der Dicke (X3) des Montageflansches (3).
Zudem ist die Tiefe (X.3.2) der Ausformungen im Montagebereich jeweils größer oder maximal gleich zu der Dicke (X2.2) des jeweiligen Kopfs des jeweiligen Metalleinlegeteils, d.h. versinkt der Kopf jeweils komplett in der Ausformung.
Insgesamt ergibt sich daraus, dass die Metalleinlegeteile beidseitig aus dem Montageflansch nicht überstehen. Es kann sogar nach dem Einpressen ein kleiner Zwischenraum zwischen den beiden Metalleinlegeteilen (1, 2) im Inneren der Öffnung 3.1 verbleiben.
Durch die Befestigung am Trägerkörper 4 wird das zum Trägerkörper 4 abgewandte Metalleinlegeteil (hier 1) durch das Befestigungsmittel 5 angezogen, während das gegenüberliegende Metalleinlegeteil 2 sich auf dem Trägerkörper 4 abstürzt, so dass der Zwischenraum zwischen den beiden Metalleinlegeteile (1, 2) dadurch noch weiter reduziert wird.
Die Ausformungen im Montageflansch weisen zur Aufnahme des Kopfs des Metalleinlegeteils jeweils einen Bund vorgegebener Breite (Y3.2, Y3.4) als Anschlag für den jeweiligen Kopf des Metalleinlegeteils auf und die Ausformung eine Tiefe (X3.2, X3.4) auf, welche größer oder maximal gleich zur Dicke (X1.2, X2.2) des jeweiligen Kopfs des Metalleinlegeteils (1, 2) ist.
Der erste Durchmesser (Y1.3, Y2.3) der Metalleinlegeteile (1, 2) weist jeweils ein vorgegebenes Übermaß gegenüber dem Durchmesser (Y3.1) der Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses auf, so dass nach dem Einpressen der Metalleinlegeteile (1, 2) diese in der Öffnung (3.1) durch Haftreibung gehalten werden.
Die Metalleinlegeteile weisen jeweils eine Öffnung (1.1, 2.1) auf und ist das Kunststoffgehäuse mittels eines durch die Öffnungen (1.1, 2.1) einführbaren Verbindungselements (5.1) an einem Trägerkörper (4) befestigbar (5.2), wie in 2 durch die Schraube 5.1 und Befestigung durch die Mutter 5.2 gezeigt wird. Alternativ dazu ist aber auch beispielsweise ein Vernieten oder ähnliche Befestigungsformen denkbar.

Claims

Kunststoffgehäuse mit einem ersten Metalleinlegeteil (1) in einem Montageflansch (3), wobei das erste Metalleinlegeteil (1) einen Grundkörper (1.3) mit einem ersten Breite (Y1.3) und einen demgegenüber mit einem breiteren Breite (Y1.2) ausgeführten Kopf (1.2) versehen und aus einer ersten Richtung in eine Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses eingebracht ist, wobei die Öffnung des Kunststoffgehäuses auf der der ersten Richtung entsprechenden Seite des Montageflanschs eine dem Kopf (1.2) des Metalleinlegeteils entsprechende Ausformung (3.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Metalleinlegeteil (2) vorgesehen ist, welches von der zur ersten entgegengesetzten Richtung her in die Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses eingebracht ist und ebenfalls einen Grundkörper (2.3) mit der ersten Breite (Y1.3 = Y2.3) und einen demgegenüber mit einer breiteren Breite (Y2.2) ausgeführten Kopf (2.2) versehen ist und die Öffnung des Kunststoffgehäuses auch auf dieser der entgegengesetzten Richtung entsprechenden Seite eine dem Kopf des zweiten Metalleinlegeteils entsprechende zweite Ausformung (3.4) aufweist.
Kunststoffgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Länge (X1 + X2) der beiden Metalleinlegeteile (1, 2) zusammen kleiner oder maximal gleich zu der Dicke (X3) des Montageflansches (3) ist.
Kunststoffgehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen im Montageflansch zur Aufnahme des Kopfs des Metalleinlegeteils jeweils einen Bund vorgegebener Breite (Y3.2, Y3.4) als Anschlag für den jeweiligen Kopf des Metalleinlegeteils aufweisen und die Ausformung eine Tiefe (X3.2, X3.4) aufweisen, welche größer oder maximal gleich zur Dicke (X1.2, X2.2) des jeweiligen Kopfs des Metalleinlegeteils (1, 2) ist.
Kunststoffgehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Breite (Y1.3, Y2.3) der Metalleinlegeteile jeweils ein vorgegebenes Übermaß gegenüber der Breite (Y3.1) der Öffnung (3.1) des Kunststoffgehäuses aufweist, so dass nach dem Einpressen der Metalleinlegeteile (1, 2) diese in der Öffnung (3.1) durch Haftreibung gehalten werden.
Kunststoffgehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlegeteile jeweils eine Öffnung (1.1, 2.1) aufweisen und das Kunststoffgehäuse mittels eines durch die Öffnungen (1.1, 2.1) einführbaren Verbindungselements (5.1) an einem Trägerkörper (4) befestigbar (5.2) ist.
Kunststoffgehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlegeteile (1, 2) zueinander identisch ausgestaltet sind.