DE102016122387A1 - Plastic housing for steering gear - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffgehäuses für ein Gehäuse eines Lenkgetriebes, bei dem in einem ersten Schritt ein Grundkörper und mindestens ein Verschlusselement in einem Prozess hergestellt werden und zwar derart, dass der Grundkörper und das mindestens eine Verschlusselement jeweils über einen Steg verbunden sind, und bei dem in einem weiteren Schritt eine Elastomerschicht aufgebracht wird, die den Grundkörper und das mindestens eine Verschlusselement miteinander verbindet.The invention relates to a method for producing a plastic housing for a housing of a steering gear, in which in a first step, a base body and at least one closure element are produced in a process such that the base body and the at least one closure element are each connected via a web , And in which in a further step, an elastomer layer is applied, which connects the base body and the at least one closure element with each other.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffgehäuses für ein Lenkgetriebe einer Lenkung, insbesondere einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug, ein Kunststoffgehäuse für ein Lenkgetriebe einer Lenkung und ein Verfahren zur Montage eines solchen Kunststoffgehäuses.The invention relates to a method for producing a plastic housing for a steering gear of a steering, in particular a steering for a motor vehicle, a plastic housing for a steering gear of a steering and a method for mounting such a plastic housing.
Als Lenkung wird eine Vorrichtung bezeichnet, die beispielsweise bei Kraftfahrzeugen dazu dient, die Fahrtrichtung zu beeinflussen. Dabei wird eine vom Fahrer an einem Lenkrad eingeleitete Lenkbewegung unter anderem über ein Lenkgetriebe auf angelenkte Räder übertragen. Diese Lenkbetriebe sind regelmäßig von einem Gehäuse umgeben.When steering a device is referred to, for example, in motor vehicles used to influence the direction of travel. In this case, a steering movement initiated by the driver on a steering wheel is transmitted, inter alia, via a steering gear to articulated wheels. These steering operations are regularly surrounded by a housing.
Gehäuse von Lenkungen bzw. Lenkgetrieben werden zu einem großen Teil aus Aluminium-Druckguss hergestellt, welche durch Kunststoff-Spritzgussgehäuse ergänzt werden. Die Verbindung zwischen dem Aluminiumgehäuse und dem Kunststoffgehäuse erfolgt durch Schrauben. Dabei werden die Bohrungen im Kunststoffgehäuse durch Metallhülsen verstärkt, um ein Kriechen des Kunststoffs zu verhindern und die Dehnung in der Schraube über die Lebensdauer zu gewährleisten. Zur Abdichtung des Kunststoffgehäuses zum Aluminiumgehäuse wird in vielen Fällen ein O-Ring eingesetzt, da diese Abdichtung technisch ausgereift ist. Damit die O-Ring-Abdichtung in dem fahrzeugüblichen Temperaturbereich von -40 °C bis +120 °C sicher funktioniert, muss der Kunststoff eine ähnliche Wärmedehnung haben wie das Aluminium. Der Kunststoff muss auch die Festigkeitsanforderungen der Lenkung im Fahrzeug erfüllen. Aus diesem Grund sind die Kunststoffe oft durch Füllstoffe verstärkt.Housings of steering or steering gears are to a large extent made of die-cast aluminum, which are complemented by plastic injection molded housing. The connection between the aluminum housing and the plastic housing is made by screws. The holes in the plastic housing are reinforced by metal sleeves to prevent creep of the plastic and to ensure the elongation in the screw over the life. To seal the plastic housing to the aluminum housing, an O-ring is used in many cases, since this seal is technically mature. In order for the O-ring seal to function safely in the usual vehicle temperature range of -40 ° C to +120 ° C, the plastic must have a thermal expansion similar to that of the aluminum. The plastic must also meet the strength requirements of steering in the vehicle. For this reason, the plastics are often reinforced by fillers.
Kunststoffgehäuse werden auch über Schnappelemente in einer Nut im Aluminiumgehäuse befestigt. Durch die Füllstoffe im Kunststoff, welche durch die O-Ring-Abdichtung notwendig sind, ist jedoch die Dehnung des Kunststoffs reduziert. Dadurch sind die Schnappelemente entsprechend groß, um die zulässige Dehnung nicht zu überschreiten. Solche großen Schnappelemente sind oftmals im Bauraum des Fahrzeugs nicht unterzubringen. Dadurch sind die günstigen Schnapplösungen in vielen Fällen nicht einsetzbar.Plastic housings are also fastened via snap elements in a groove in the aluminum housing. Due to the fillers in the plastic, which are necessary by the O-ring seal, however, the elongation of the plastic is reduced. As a result, the snap elements are correspondingly large in order not to exceed the allowable elongation. Such large snap elements are often not accommodate in the space of the vehicle. As a result, the low priced snap solutions can not be used in many cases.
Aus der Druckschrift
Die Druckschrift
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Kunststoffgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Verfahren zur Montage eines solchen Kunststoffgehäuses gemäß Anspruch 14 vorgestellt. Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a method according to claim 1, a plastic housing with the features of claim 11 and a method for assembling such a plastic housing according to
Das vorgestellte Verfahren dient zum Herstellen eines Kunststoffgehäuses für ein Gehäuse eines Lenkgetriebes, bei dem in einem ersten Schritt ein Grundkörper und mindestens ein Verschlusselement in einem einzigen Prozess, typischerweise einem Gussprozess, wie bspw. einem Spritzgussprozess, hergestellt werden. Dieser Prozess erfolgt derart, dass der Grundkörper und das mindestens eine Verschlusselement jeweils über zumindest einen Steg miteinander verbunden sind. Dieser Steg, der auch als Angusssteg bezeichnet wird, kann einen runden oder rechteckigen Querschnitt haben. Bei einem runden Querschnitt beträgt der Durchmesser bspw. 1 mm. Bei einem rechteckigen Querschnitt kann die Querschnittsfläche 1 mm2 betragen.The presented method is used to produce a plastic housing for a housing of a steering gear in which, in a first step, a base body and at least one closure element are produced in a single process, typically a casting process, such as an injection molding process. This process takes place in such a way that the base body and the at least one closure element are each connected to one another via at least one web. This bar, which is also known as a sprue bar, can have a round or rectangular cross-section. For a round cross-section, the diameter is, for example, 1 mm. For a rectangular cross-section, the cross-sectional area may be 1 mm 2 .
Bei dem vorgestellten Verfahren ist vorgesehen, dass in einem weiteren Schritt eine Elastomerschicht aufgebracht wird, die den Grundkörper und das mindestens eine Verschlusselement miteinander verbindet. Für diese Elastomerschicht kann bspw. ein Elastomer aus einem thermoplastischen Elastomer oder ein Silikonwerkstoff verwendet werden.In the presented method it is provided that in a further step, an elastomer layer is applied, which connects the base body and the at least one closure element with each other. For example, an elastomer of a thermoplastic elastomer or a silicone material can be used for this elastomer layer.
In einer Ausführung wird die Elastomerschicht über mindestens einen Angusspunkt in einem Angussprozess aufgebracht. In Ausführung wird die Elastomerschicht über genau einen Angusspunkt aufgebracht. Dies kann bspw. durch einen Schirmanguss oder einen Stangenanguss erfolgen. In Ausführung wird die Elastomerschicht durchgängig über den gesamten Umfang des Grundkörpers auf- bzw. angebracht. Alternativ kann die Elastomerschicht nur in Bereichen von Verschlusselementen vorgesehen sein. Das mindestens eine Verschlusselement kann als Schnappelement oder auch als Verriegelungselement ausgebildet sein.In one embodiment, the elastomeric layer is applied over at least one gate point in a casting process. In practice, the elastomer layer is applied over exactly one gate point. This can be done, for example, by a Schirmanguss or a bar gate. In execution, the elastomer layer is continuously applied over the entire circumference of the body or attached. Alternatively, the elastomer layer may be provided only in areas of closure elements. The at least one closure element can be designed as a snap element or as a locking element.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Steg durch eine Relativbewegung zwischen dem Grundkörper und dem mindestens einen Verschlusselement gebrochen wird. Diese Relativbewegung bewirkt ein Scheren und somit ein Brechen des mindestens einen Stegs, der eine Sollbruchstelle darstellt.In a further embodiment it is provided that the at least one web is broken by a relative movement between the base body and the at least one closure element. This relative movement causes a shearing and thus breaking the at least one web, which represents a predetermined breaking point.
Es kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Steg vor dem weiteren Schritt des Aufbringens der Elastomerschicht, typischerweise in dem Gusswerkzeug, bspw. dem Spritzgusswerkzeug, mit dem der erste Prozess durchgeführt wird, bspw. mit einem Werkzeug gebrochen wird. Es kann somit das Brechen des mindestens einen Stegs bewirkt werden, bevor die Elastomerschicht aufgebracht wird.It can be provided that the at least one web is broken, for example with a tool, before the further step of applying the elastomer layer, typically in the casting tool, for example the injection molding tool with which the first process is carried out. Thus, the breaking of the at least one web can be effected before the elastomer layer is applied.
In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Steg nach dem weiteren Schritt des Aufbringens der Elastomerschicht gebrochen wird. Dies kann bspw. in einem Gusswerkzeug oder auch im Rahmen der Montage erfolgen, bei der das Kunststoffgehäuse an bzw. in dem Gehäuse des Lenkgetriebes angebracht wird. Hierbei wird eine Relativbewegung zwischen dem Grundkörper, der typischerweise aus Kunststoff gefertigt ist, und dem mindestens einen Verschlusselement, das bspw. als Schnappelement oder Verriegelungselement ausgebildet ist, bewirkt, die das Scheren bzw. Brechen des mindestens einen Stegs verursacht.In an alternative embodiment, it is provided that the at least one web is broken after the further step of applying the elastomer layer. This can be done, for example, in a casting tool or in the context of assembly, in which the plastic housing is attached to or in the housing of the steering gear. In this case, a relative movement between the base body, which is typically made of plastic, and the at least one closure element, which is designed, for example, as a snap element or locking element, causes the shearing or breaking of the at least one web.
Das Brechen des Stegs kann, wann immer dies durchgeführt wird, durch ein Abheben des zugeordneten Verschlusselements weg von dem Grundkörper oder auch durch ein Bewegen des Verschlusselements radial nach innen, insbesondere bei der Montage, erfolgen.The breakage of the web can, whenever this is done, take place by lifting off the associated closure element away from the base body or else by moving the closure element radially inwards, in particular during assembly.
Es wird außerdem ein Kunststoffgehäuse für ein Gehäuse eines Lenkgetriebes vorgestellt, das einen Grundkörper, typischerweise einen Kunststoffgrundkörper, und mindestens ein Verschlusselement aufweist, die jeweils über einen Steg verbunden sind, und wobei das Kunststoffgehäuse eine Elastomerschicht aufweist, die den Grundkörper und das mindestens eine Verschlusselement miteinander verbindet. Dieses Kunststoffgehäuse wird insbesondere durch ein vorstehend beschriebenes Verfahren hergestellt.It is also a plastic housing for a housing of a steering gear presented, which has a base body, typically a plastic body, and at least one closure element, which are each connected via a web, and wherein the plastic housing has an elastomer layer, the main body and the at least one closure element connects with each other. This plastic housing is produced in particular by a method described above.
Bei diesem Kunststoffgehäuse kann das mindestens eine Verschlusselement als Schnappelement oder als Verriegelungselement ausgebildet sein. Es sind aber auch andere Verschlusselemente denkbar.In this plastic housing, the at least one closure element may be formed as a snap element or as a locking element. But there are also other closure elements conceivable.
Das vorgestellte Verfahren zur Montage eines Kunststoffgehäuses an einem Gehäuse eines Lenkgetriebes verwendet ein Kunststoffgehäuse der zuvor beschriebenen Art und somit ein Kunststoffgehäuse, das einen Grundkörper, typischerweise einen Kunststoffgrundkörper, und mindestens ein Verschlusselement aufweist, die jeweils über einen Steg verbunden sind, und wobei das Kunststoffgehäuse eine Elastomerschicht aufweist, die den Grundkörper und das mindestens eine Verschlusselement miteinander verbindet. Bei der Montage des Kunststoffgehäuses an bzw. in dem Gehäuse eines Lenkgetriebes wird der mindestens eine Steg durch eine Relativbewegung zwischen dem Grundkörper und dem mindestens einen Verschlusselement gebrochen. Diese Relativbewegung kann durch die Abläufe bei der Montage selbst, mit der Hand oder auch durch ein Werkzeug erfolgen.The proposed method for mounting a plastic housing to a housing of a steering gear uses a plastic housing of the type described above and thus a plastic housing having a base body, typically a plastic body, and at least one closure element, each connected via a web, and wherein the plastic housing an elastomer layer which connects the base body and the at least one closure element with each other. When mounting the plastic housing to or in the housing of a steering gear, the at least one web is broken by a relative movement between the base body and the at least one closure element. This relative movement can be done by the processes during assembly itself, by hand or by a tool.
Es wird bei dem Verfahren zur Herstellung zwischen dem Grundkörper und dem Schnappelement eine Elastomerschicht angebracht, welche in einem kleinen Bauraum die zulässige Dehnung gewährleistet. Um diesen Aufbau kostengünstig herstellen zu können, werden in Ausgestaltung der Grundkörper und die Schnappelemente in einem ersten Prozess, bspw. einem Spritzgussprozess, gefertigt bzw. gespritzt und in einem weiteren Prozess, bspw. einem Spritzgussprozess, wird das Elastomer zwischen dem Grundkörper und dem Schnappelement gespritzt. Dadurch befindet sich zwischen dem Grundkörper und dem Schnappelement ein dünner Angusssteg aus dem spröden füllstoffverstärkten Kunststoff. Dies ist für einen ggf. vorgesehenen O-Ring erforderlich, der eine ähnliche Wärmedehnung hat.It is in the method of manufacture between the base body and the snap element attached an elastomer layer, which ensures the allowable elongation in a small space. In order to be able to manufacture this structure cost-effectively, the main body and the snap elements are manufactured or injected in a first process, for example an injection molding process, and in a further process, for example an injection molding process, the elastomer is interposed between the main body and the snap element injected. As a result, is located between the body and the snap element, a thin sprue from the brittle filler-reinforced plastic. This is necessary for a possibly provided O-ring, which has a similar thermal expansion.
Bei der Montage des Kunststoffgehäuses in das Aluminiumgehäuse bricht in einer Ausführungsform dieser Steg bzw. Angusssteg, die zulässige Dehnung wird überschritten. Die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem mindestens einen Schnappelement wird über die Elastomerschicht gewährleistet. Der Bruch des Stegs zum Schnappelement wird in diesem Fall durch den Stoffschluss der Elastomerschicht zwischen dem Grundkörper und dem Schnappelement ausgeglichen. Dadurch kann in einem einfachen Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren das Kunststoffgehäuse mit einem füllstoffverstärkten Kunststoffgrundkörper einschließlich Verschlusselemente, bspw. Schnappelemente, und der Elastomerschicht ohne Montageprozess hergestellt werden. When mounting the plastic housing in the aluminum housing breaks in one embodiment, this web or sprue web, the allowable elongation is exceeded. The strength of the connection between the base body and the at least one snap element is ensured by the elastomer layer. The breakage of the web to the snap element is compensated in this case by the material bond of the elastomer layer between the base body and the snap element. As a result, in a simple two-component injection molding process, the plastic housing can be produced with a filler-reinforced plastic base body including closure elements, for example snap-in elements, and the elastomer layer without an assembly process.
Durch eine Herstellung im Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren ist die Temperatur von füllstoffverstärktem Kunststoff beim Einspritzen des Elastomers hoch, wodurch ein guter Stoffschluss zwischen den Kunststoffen gewährleistet ist.Manufactured in a two-component injection molding process, the temperature of filler-reinforced plastic when injecting the elastomer is high, which ensures a good material bond between the plastics.
Es werden somit, zumindest in einigen der Ausführungen, zwei Vorteile erreicht. So ist es möglich, kostengünstig ein Bauteil, das Kunststoffgehäuse, herzustellen. Außerdem ist eine gute Festigkeit in der Verbindung zwischen den Kunststoffbauteilen gegeben.Thus, at least in some of the embodiments, two advantages are achieved. It is thus possible to inexpensively manufacture a component, the plastic housing. In addition, a good strength in the connection between the plastic components is given.
In einer Ausführungsform werden das mindestens eine Verschlusselement und der Grundkörper in einem Durchgang gespritzt, wobei ein dünner Angusssteg zwischen beiden Bauteilen besteht. Dann wird das Elastomer auf das noch gut temperierte Bauteil gespritzt, wodurch ein guter Stoffschluss gewährleistet ist. Der Angusssteg wird bei der Montage des Bauteils in das Gehäuse Aluminium oder in oder an das Gehäuse, das aus Aluminium, Kunststoff, Stahl usw. gefertigt sein kann, durch die Bewegung des Verschlusselements relativ zu dem Grundkörper gebrochen, da die zulässige Dehnung überschritten wird. Der Stoffschluss zwischen dem Elastomer und dem Grundkörper und dem Schnappelement sichert die Festigkeit der Baugruppe.In one embodiment, the at least one closure element and the Body sprayed in one pass, with a thin sprue web between two components. Then the elastomer is sprayed on the still well tempered component, whereby a good adhesion is guaranteed. The sprue bar is broken during assembly of the component into the housing aluminum or in or on the housing, which may be made of aluminum, plastic, steel, etc., by the movement of the closure member relative to the body, since the allowable elongation is exceeded. The material bond between the elastomer and the main body and the snap element ensures the strength of the assembly.
Es kann zusätzlich im Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren auch ein Formschluss durch das Einspritzen des Elastomers zwischen dem Verschlusselement, dem Elastomer und dem Grundkörper hergestellt werden. Dies wird beispielsweise durch eine konische Bohrung im Grundkörper und/oder im Schnappelement erreicht, welche durch das Elastomer ausgefüllt werden. Die Festigkeit des Bauteils kommt jedoch vornehmlich aus dem Stoffschluss aus Elastomer und Kunststoff.In addition, in the two-component injection molding process, a positive connection can also be produced by injecting the elastomer between the closure element, the elastomer and the base body. This is achieved for example by a conical bore in the base body and / or in the snap element, which are filled by the elastomer. However, the strength of the component mainly comes from the material connection of elastomer and plastic.
Es können zusätzlich auf dem Grundkörper Rippen angebracht werden, welche die Zentrierung des Deckels beim Fügen in das Gehäuse verbessern.It can additionally be mounted on the base ribs, which improve the centering of the lid when joining in the housing.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsform/en in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführung des Kunststoffgehäuses. -
2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Ausführung des Kunststoffgehäuses. -
3 zeigt das Kunststoffgehäuse aus1 in einer anderen Ansicht. -
4 zeigt einen Schnitt durch das Kunststoffgehäuse aus1 . -
5 zeigt einen Schnitt durch das Kunststoffgehäuse aus2 . -
6 zeigt einen Ausschnitt aus5 .
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1 shows a perspective view of an embodiment of the plastic housing. -
2 shows in a perspective view of another embodiment of the plastic housing. -
3 shows the plastic case1 in a different view. -
4 shows a section through the plastic housing1 , -
5 shows a section through the plastic housing2 , -
6 shows a section5 ,
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Dieser Prozess erfolgt derart bzw. dass für den Prozess verwendete Gusswerkzeug ist derart beschaffen, dass zwischen jedem der Verschlusselemente
Zu beachten ist, dass das gezeigte Kunststoffgehäuse
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012110363 A1 [0005]DE 102012110363 A1 [0005]
- DE 102012110373 A1 [0006]DE 102012110373 A1 [0006]
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DE102016122387.5A DE102016122387A1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Plastic housing for steering gear |
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2016
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