DE102018207926A1

DE102018207926A1 - Gear for a power steering and method of making the same

Info

Publication number: DE102018207926A1
Application number: DE102018207926.9A
Authority: DE
Inventors: Jens-Uwe Hafermalz; Dennis Fuechsel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-11-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad (100) für eine Servolenkung, das zumindest in einem Zahnfußbereich (110) ein von einem Kunststoff zumindest teilweise umspritztes Einlegeteil (104) aus einem umgeformten Faser-Matrix-Halbzeug aufweist.The present invention relates to a gear (100) for a power steering, which has at least in a Zahnfußbereich (110) at least partially encapsulated by a plastic insert (104) of a converted fiber-matrix semifinished product.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Zahnrad für eine Servolenkung und ein Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Zahnrads für eine Servolenkung.The invention relates to a fiber-reinforced gear for a power steering and a method for producing a fiber-reinforced gear for power steering.

Stand der TechnikState of the art

Ein Zahnrad ist ein im Einsatz oft hochbelastetes Bauteil. Zahnräder können Zähne aus Kunststoff aufweisen. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2012 102 776 A1 ein Schraubrad bzw. Schneckenrad für eine elektromechanische Lenkvorrichtung, insbesondere eine Servolenkung. Um ein Zahnrad aus Kunststoff belastbarer zu machen kann der Kunststoff durch Kurzfasern mit einer Länge zwischen 0,1 mm und 1 mm verstärkt werden. Damit die Kurzfasern insbesondere bei einem als Schneckenrad ausgeführten Zahnrad eine ungehärtete Schnecke nicht beschädigen, kann eine Lauffläche für die Schnecke auf einen mit Kurzfasern verstärkten Kern aufgespritzt werden.A gear wheel is a component that is often heavily loaded in use. Gears may have plastic teeth. For example, this describes DE 10 2012 102 776 A1 a worm wheel or worm wheel for an electromechanical steering device, in particular a power steering. In order to make a gear made of plastic resilient, the plastic can be reinforced by short fibers with a length between 0.1 mm and 1 mm. So that the short fibers do not damage an uncured screw, in particular in the case of a gearwheel designed as a worm wheel, a running surface for the worm can be sprayed onto a core reinforced with short fibers.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Zahnrad für eine Servolenkung und ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads für eine Servolenkung gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, a gear for a power steering and a method for producing a gear for a power steering according to the independent claims are presented with the approach presented here. Advantageous developments and improvements of the approach presented here emerge from the description and are described in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, durch Spritzgießen urgeformte Kunststoffteile durch Langfasern beziehungsweise Endlosfasern zu verstärken. Mit langen Fasern verstärkter Kunststoff ist wesentlich belastbarer, als mit Kurzfasern verstärkter Kunststoff. Insbesondere kann ein Zahnrad gemäß dem hier vorgestellten Ansatz hohe Zahnfußbiegespannungen und/oder Zahnschubspannungen tragen.Embodiments of the present invention may advantageously allow plastic parts formed by injection molding to be reinforced by long fibers or continuous fibers. Plastic reinforced with long fibers is much more resilient than plastic reinforced with short fibers. In particular, a gear can carry high Zahnfußbiegespannungen and / or Zahnschubspannungen according to the approach presented here.

Es wird ein Zahnrad Für eine Servolenkung vorgestellt, das zumindest in einem Zahnfußbereich ein von einem Kunststoff zumindest teilweise umspritztes Einlegeteil aus einem umgeformten Faser-Matrix-Halbzeug aufweist.A gearwheel for a power steering system is presented, which has at least one toothed base region of an insert, at least partially encapsulated by a plastic, of a shaped fiber-matrix semifinished product.

Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads für eine Servolenkung vorgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Faser-Matrix-Halbzeug zu einem zumindest einen Zahnfußbereich von Zähnen des Zahnrads verstärkenden Einlegeteil umgeformt wird, das Einlegeteil in einem eine Kontur des Zahnrads abbildenden Formhohlraum eines Spritzgusswerkzeugs angeordnet wird und mit einem Kunststoff zumindest teilweise umspritzt wird.Furthermore, a method for producing a gear for a power steering is presented, which is characterized in that a fiber-matrix semi-finished product is formed to at least one Zahnfußbereich of teeth of the gear reinforcing insert, the insert in a contour of the gear-forming mold cavity of a Injection molding tool is arranged and is at least partially encapsulated with a plastic.

Unter einem Zahnrad aus Kunststoff kann allgemein eine spezielle Ausgestaltung eines Kunststoffteils verstanden werden.Under a plastic gear can generally be understood a special embodiment of a plastic part.

Daher wird allgemeiner ausgedrückt ein Kunststoffteil und ein Verfahren zum Herstellen desselben vorgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Faser-Matrix-Halbzeug zu einem zumindest einen kritischen Bereich des Kunststoffteils verstärkenden Einlegeteil umgeformt wird, das Einlegeteil in einem eine Kontur des Kunststoffteils abbildenden Formhohlraum eines Spritzgusswerkzeugs angeordnet wird und mit einem Kunststoff zumindest teilweise umspritzt wird.Therefore, more generally, a plastic part and a method for producing the same is presented, which is characterized in that a fiber-matrix semifinished product is formed to at least a critical region of the plastic part reinforcing insert, the insert in a contour of the plastic part forming a mold cavity Injection molding tool is arranged and is at least partially encapsulated with a plastic.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention may be considered, inter alia, as being based on the thoughts and findings described below.

Der hier vorgestellte Ansatz kann allgemein für Kunststoffteile, insbesondere Zahnräder für Servolenkungen verwendet werden. Zahnräder können als verschiedene Zahnradtypen ausgeführt werden. Beschrieben ist der hier vorgestellte Ansatz anhand von Schraubrädern beziehungsweise Schneckenrädern.The approach presented here can be used in general for plastic parts, in particular gears for power steering systems. Gears can be designed as different gear types. Described is the approach presented here using worm wheels or worm wheels.

Eine Kraftübertragung an einem Zahnrad beruht auf einem Formschluss zwischen zumindest einem Zahn eines Zahnrads und zumindest einem Zahn eines Gegenstücks zu dem Zahnrad. Das Gegenstück kann ebenfalls ein Zahnrad sein. Das Gegenstück kann auch eine Schnecke, ein Schraubritzel, eine Zahnstange, ein Zahnriemen oder eine Kette sein. Das Zahnrad weist eine Vielzahl von Zähnen auf, die auf einer Wirkfläche des Zahnrads regelmäßig angeordnet sind. Die Zähne sind gleichartig. Eine Zahnform der Zähne ist dabei abhängig vom Zahnradtyp. Wenn ein Zahn in einem belasteten Eingriff mit einem Zahn des Gegenstücks steht, wird ein Material des Zahns an einem Zahnfuß des Zahns durch eine resultierende Zahnfußbiegespannung und eine Zahnschubspannung belastet. Der Zahnfuß ist also ein kritischer Bereich dieses speziellen Kunststoffteils. Eine Kontaktstelle zu dem Zahn des Gegenstücks an einer Flanke des Zahns wird durch eine Flankenpressung und Reibung belastet.A power transmission to a gear is based on a positive connection between at least one tooth of a gear and at least one tooth of a counterpart to the gear. The counterpart can also be a gear. The counterpart can also be a worm, a screw pinion, a rack, a toothed belt or a chain. The gear has a plurality of teeth regularly arranged on an active surface of the gear. The teeth are similar. A tooth shape of the teeth is dependent on the gear type. When a tooth is in a loaded engagement with a tooth of the counterpart, a material of the tooth on a tooth root of the tooth is loaded by a resultant tooth flexure stress and a tooth shear stress. The tooth root is therefore a critical area of this special plastic part. A contact point to the tooth of the counterpart on a flank of the tooth is loaded by a flank compression and friction.

Durch den hier vorgestellten Ansatz können zumindest die maximal tragbare Zahnfußbiegespannung und die maximal tragbare Zahnschubspannung der Zähne des Zahnrads erhöht werden, da zumindest im Bereich des Zahnfußes lange Fasern mit einer belastungsgerechten Ausrichtung angeordnet sind. Die Fasern sind beispielsweise Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern oder Mischformen davon. Die Fasern können auch Naturfasern sein. Die langen Fasern können als Langfasern oder Endlosfasern bezeichnet werden.By the approach presented here, at least the maximum portable Zahnfußbiegespannung and the maximum portable tooth shear stress of the teeth of the gear can be increased because at least in the area of the tooth root long fibers are arranged with a load-oriented orientation. The fibers are, for example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or mixed forms thereof. The fibers can also be natural fibers. The long fibers may be referred to as long fibers or continuous fibers.

Zum Ausrichten der Fasern in der belastungsgerechten Ausrichtung wird ein Einlegeteil unter Verwendung eines Werkzeugs hergestellt. Das Werkzeug bildet die Zahnform der Zähne zumindest näherungsweise nach. Das Einlegeteil besteht aus den langen Fasern und einer Matrix aus Kunststoff, in der die Fasern gerichtet eingebettet sind. Die Fasern können in unterschiedlichen Faserrichtungen ausgerichtet sein. Die Fasern einer Faserrichtung können in der Matrix im Wesentlichen parallel verlaufen. Fasern einer anderen Faserrichtung können die Fasern der ersten Faserrichtung kreuzen. In unterschiedlichen Faserrichtungen ausgerichtete Fasern können in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein. Beispielsweise können die Fasern als Gelege, Roving, Geflecht oder Gewebe in der Matrix eingebettet sein. Zum Herstellen des Einlegeteils wird zuerst ein Rohling aus einem vorgefertigten Halbzeug ausgeschnitten oder abgeschnitten. Das Halbzeug kann beispielsweise ein Plattenmaterial, ein Rohr oder gewelltes Rohr sein. Das Halbzeug kann als Faser-Matrix-Halbzeug bezeichnet werden. Der Rohling wird in dem Werkzeug dreidimensional in Form gebracht. Die Reihenfolge kann dabei auch umgekehrt sein. Vor dem Zuschnitt sind die Fasern zumindest in einer Faserrichtung Endlosfasern, also länger als 50 Millimeter. Auch nach dem Zuschnitt sind die Fasern zumindest Langfasern mit einer Länge zwischen einem Millimeter und 50 Millimetern. Im unverformten Faser-Matrix-Halbzeug sind die Fasern einer Faserrichtung im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Durch das Umformen können die Fasern gebogen werden. Der Rohling aus dem Faser-Matrix-Halbzeug wird so in dem Werkzeug ausgerichtet, dass nach dem Umformen im Werkzeug die Fasern im Einlegeteil bestimmungsgemäß beziehungsweise belastungsgerecht ausgerichtet sind. Insbesondere wird das Faser-Matrix-Halbzeug so ausgerichtet, dass die Fasern nach dem Umformen im Wesentlichen in einer erwarteten Spannungsrichtung ausgerichtet sind.To align the fibers in the load-oriented orientation, an insert is made using a tool. The tool at least approximately follows the tooth shape of the teeth. The insert consists of the long fibers and a matrix of plastic, in which the fibers are embedded embedded. The fibers can be oriented in different directions of fiber. The fibers of a fiber direction may be substantially parallel in the matrix. Fibers of another fiber direction may cross the fibers of the first fiber direction. Fibers oriented in different fiber directions can be arranged in different planes. For example, the fibers may be embedded as a scrim, roving, braid or tissue in the matrix. To produce the insert, a blank is first cut or cut from a prefabricated semifinished product. The semifinished product can be, for example, a plate material, a tube or a corrugated tube. The semifinished product can be referred to as fiber-matrix semifinished product. The blank is shaped three-dimensionally in the tool. The order can be reversed. Before cutting, the fibers are continuous fibers, ie longer than 50 millimeters, at least in one fiber direction. Even after cutting, the fibers are at least long fibers with a length between one millimeter and 50 millimeters. In the undeformed fiber-matrix semifinished product, the fibers of one fiber direction are aligned essentially parallel to one another. By forming the fibers can be bent. The blank of the fiber-matrix semi-finished product is aligned in the tool so that after forming in the tool, the fibers are aligned in the insert as intended or load. In particular, the fiber-matrix semifinished product is aligned so that the fibers are aligned after the forming substantially in an expected direction of stress.

Das Einlegeteil wird an einer in einem Formhohlraum eines Spritzgusswerkzeugs abgebildeten Kontur ausgerichtet und in das Spritzgusswerkzeug eingelegt. Anschließend wird das Spritzgusswerkzeug geschlossen und fließfähiger Kunststoff eingespritzt. Der Kunststoff kann unverstärkt beziehungsweise ohne verstärkende Fasern oder ein mit Kurzfasern verstärkter Kunststoff sein. Der Kunststoff füllt den Formhohlraum aus, bildet diesen bildet ab und wird beim Erstarren zu dem Zahnrad urgeformt. Der Kunststoff umschließt dabei zumindest die Bereiche des Einlegeteils, die im Formhohlraum angeordnet sind. Wenn der Kunststoff erstarrt ist, wird das Spritzgusswerkzeug geöffnet und das fertige faserverstärkte Zahnrad aus dem Formhohlraum entfernt. Nachdem das Zahnrad aus dem Formhohlraum entfernt worden ist, kann eine weitere Zeitdauer zum endgültigen Aushärten des Kunststoffs erforderlich sein.The insert is aligned with a contour imaged in a mold cavity of an injection molding tool and inserted into the injection molding tool. Subsequently, the injection mold is closed and injected flowable plastic. The plastic may be unreinforced or without reinforcing fibers or plastic reinforced with short fibers. The plastic fills the mold cavity, forms this forms and is urgeformt when solidifying to the gear. The plastic encloses at least the areas of the insert, which are arranged in the mold cavity. When the plastic has solidified, the injection mold is opened and the finished fiber reinforced gear is removed from the mold cavity. After the gear has been removed from the mold cavity, a further period of time may be required for final curing of the plastic.

Das Einlegeteil kann ferner im Bereich einer Zahnradscheibe des Zahnrads angeordnet sein. Das Faser-Matrix-Halbzeug kann zu einem ferner eine Zahnradscheibe des Zahnrads verstärkenden Einlegeteil umgeformt werden. Eine Zahnscheibe kann im Wesentlichen radial zu einer Rotationsachse des Zahnrads ausgerichtet sein. Die Zahnradscheibe verbindet die Wirkfläche mit einer Welle oder Nabe des Zahnrads. Das Einlegeteil überträgt durch die langen Fasern insbesondere Zugkräfte innerhalb der Zahnradscheibe besonders gut. The insert can also be arranged in the region of a toothed wheel of the toothed wheel. The fiber matrix semifinished product can be converted into a further gearwheel reinforcing insert of the gearwheel. A toothed disc may be aligned substantially radially to a rotational axis of the gear. The gear disc connects the active surface with a shaft or hub of the gear. The insert transmits particularly well by the long fibers, in particular tensile forces within the gear wheel.

Das Einlegeteil kann aus zumindest zwei getrennten Einzelteilen bestehen, die durch den Kunststoff miteinander verbunden sind. Das Einlegeteil kann als zumindest zwei getrennte Einzelteile umgeformt werden. Die Einzelteile können zusammen im Formhohlraum angeordnet werden und beim Umspritzen durch den Kunststoff miteinander verbunden werden. Durch ein Herstellen des Einlegeteils in Einzelteilen können Werkzeuge mit einer vereinfachten Kontur verwendet werden. Durch die Einzelteile ist eine belastungsgerechte Ausrichtung der Fasern in jedem Einzelteil möglich. Kompromisse bei der Ausrichtung der Fasern können so vermieden werden. Die Einzelteile können formschlüssig zueinander ausgeführt sein.The insert may consist of at least two separate items which are interconnected by the plastic. The insert can be reshaped as at least two separate items. The individual parts can be arranged together in the mold cavity and be connected to each other during encapsulation by the plastic. By manufacturing the insert in parts, tools with a simplified contour can be used. Due to the individual parts a load-oriented alignment of the fibers in each item is possible. Compromises in the orientation of the fibers can be avoided. The items can be executed positively to each other.

Das Einlegeteil kann aus zwei gleichen Einzelteilen bestehen, die entgegengesetzt ausgerichtet sind. Die Einzelteile können als Gleichteile hergestellt werden. Die Einzelteile können entgegengesetzt ausgerichtet im Formhohlraum angeordnet werden. Durch Gleichteile kann das gleiche Werkzeug zum Umformen der beiden Einzelteile verwendet werden. Die Gleichteile können Rücken an Rücken in dem Formhohlraum angeordnet werden. Insbesondere können die Zahnradscheibe verstärkende Bereiche der Gleichteile benachbart zueinander angeordnet sein.The insert may consist of two identical parts, which are aligned opposite. The items can be made as equal parts. The items can be arranged oppositely aligned in the mold cavity. By identical parts, the same tool can be used for forming the two items. The common parts can be arranged back to back in the mold cavity. In particular, the toothed wheel reinforcing regions of the common parts may be arranged adjacent to each other.

Das Zahnrad kann eine Welle oder Nabe aufweisen, die durch den Kunststoff mit dem Einlegeteil verbunden ist. In dem Formhohlraum kann ferner eine Welle oder Nabe des Zahnrads angeordnet werden, die beim Umspritzen durch den Kunststoff mit dem Einlegeteil verbunden wird. Die Welle oder Nabe kann aus einem Metallwerkstoff sein. Die Welle oder Nabe kann eine Verzahnung zum Herstellen eines Formschlusses mit dem Kunststoff und/oder dem Einlegeteil aufweisen. Bei einer Nabe kann ein Innenraum der Nabe beim Umspritzen frei von dem Kunststoff bleiben.The gear may have a shaft or hub which is connected by the plastic with the insert. In the mold cavity, a shaft or hub of the gear can also be arranged, which is connected to the insert during encapsulation by the plastic. The shaft or hub may be made of a metal material. The shaft or hub may have a toothing for producing a positive connection with the plastic and / or the insert. For a hub, a Interior of the hub during encapsulation remain free of the plastic.

Das Einlegeteil kann mit dem gleichen Kunststoff umspritzt sein, aus dem die Matrix des Faser-Matrix-Halbzeugs besteht. Das Einlegeteil kann mit dem gleichen Kunststoff umspritzt werden, aus dem die Matrix des Faser-Matrix-Halbzeugs besteht. Der Kunststoff und die Matrix können so vollständig einstückig miteinander verbunden werden. Durch eine stoffgleiche Verbindung können hohe Festigkeitswerte erreicht werden. Die Matrix kann beim Umspritzen zumindest teilweise verflüssigt werden und sich mit dem flüssigen, Kunststoff zumindest in einem Randbereich vermischen.The insert may be encapsulated with the same plastic material that makes up the matrix of the fiber-matrix semifinished product. The insert can be overmolded with the same plastic material that makes up the matrix of the fiber-matrix semifinished product. The plastic and the matrix can be so completely integral with each other. By a fabric-like compound high strength values can be achieved. The matrix can be at least partially liquefied during encapsulation and mix with the liquid, plastic at least in one edge region.

Der Kunststoff kann zumindest teilweise durch das Einlegeteil gespritzt sein. Der Kunststoff kann beim Umspritzen zumindest teilweise durch das Einlegeteil dringen. Die Matrix des Einlegeteils kann soweit verflüssigt werden, dass die Fasern zumindest bereichsweise durchlässig für den flüssigen Kunststoff werden. Dann kann der Kunststoff der Matrix teilweise verdrängt werden und durch eingespritzten Kunststoff ersetzt werden. Die Fasern können dabei durch eine Strömung des Kunststoffs gestreckt und/oder teilweise an der Kontur des Spritzgusswerkzeugs ausgerichtet werden. Durch das Umspritzen durch das Einlegeteil hindurch kann eine Kontaktfläche zum Gegenstück des Zahnrads frei von verstärkenden Fasern ausgeführt sein.The plastic may be at least partially injected through the insert. The plastic can at least partially penetrate through the insert during encapsulation. The matrix of the insert can be liquefied so far that the fibers are at least partially permeable to the liquid plastic. Then the plastic of the matrix can be partially displaced and replaced by injected plastic. The fibers can be stretched by a flow of the plastic and / or partially aligned with the contour of the injection molding tool. By encapsulation through the insert, a contact surface to the counterpart of the gear can be made free of reinforcing fibers.

Das Einlegeteil kann mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt sein. Das Einlegeteil kann mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt werden. Ein thermoplastischer Kunststoff wird durch ein Erhitzen flüssig beziehungsweise pastös. Dadurch kann er in den Formhohlraum injiziert werden. Im Formhohlraum erkaltet der Kunststoff zumindest soweit, dass er nicht mehr flüssig oder pastös ist. Auch die Matrix des Einlegeteils kann aus dem thermoplastischen Kunststoff bestehen.The insert can be encapsulated with a thermoplastic material. The insert can be encapsulated with a thermoplastic material. A thermoplastic material becomes liquid or pasty when heated. This allows it to be injected into the mold cavity. In the mold cavity, the plastic cools at least to the extent that it is no longer liquid or pasty. The matrix of the insert may consist of the thermoplastic material.

Das Einlegeteil kann ein Tiefziehteil aus dem Faser-Matrix-Halbzeug sein. Das Faser-Matrix-Halbzeug kann durch Tiefziehen unter Wärmeeinfluss umgeformt werden. Der thermoplastische Kunststoff der Matrix kann zum Umformen dabei soweit erwärmt werden, dass er zumindest weich wird, Dadurch kann der Rohling mit geringen Kräften umgeformt werden.The insert may be a deep-drawn part of the fiber-matrix semifinished product. The fiber-matrix semifinished product can be formed by deep drawing under the influence of heat. The thermoplastic material of the matrix can be heated to the extent that it is at least soft, thereby the blank can be formed with small forces.

Das Einlegeteil kann aus einem im Wesentlichen rohrförmigen Faser-Matrix-Halbzeug umgeformt sein. Ein im Wesentlichen rohrförmiges Faser-Matrix-Halbzeug kann zu dem Einlegeteil umgeformt werden. Bei einem Zahnrad kann die Wirkfläche insbesondere zylindrisch geformt sein. Der rohrförmige Rohling erfordert nur eine geringe Umformung, um den Bereich der Zahnfüße anforderungsgemäß abzubilden. Durch ein rohrförmiges Faser-Matrix-Halbzeug kann ein besonders vorteilhafter Verlauf der langen Fasern im Bereich der Zahnfüße erreicht werden. Insbesondere können die Fasern im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen.The insert may be formed from a substantially tubular fiber-matrix semifinished product. A substantially tubular fiber-matrix semifinished product can be formed into the insert. In the case of a toothed wheel, the active surface can in particular be cylindrically shaped. The tubular blank requires only a small deformation in order to map the area of the tooth feet as required. By means of a tubular fiber-matrix semifinished product, a particularly advantageous course of the long fibers in the area of the tooth roots can be achieved. In particular, the fibers may extend substantially in the circumferential direction.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale des Zahnrads und des Verfahrens in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.It should be understood that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments. One skilled in the art will recognize that the features of the gear and the method may be suitably combined, adapted or replaced in order to obtain further embodiments of the invention.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

Die 1, 3, 5 und 7 zeigen Schnittdarstellungen von faserverstärkten Zahnrädern gemäß Ausführungsbeispielen; und
Die 2, 4 und 6 zeigen Darstellungen von Einlegeteilen zum Herstellen von faserverstärkten Zahnrädern gemäß Ausführungsbeispielen.

Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, wherein neither the drawings nor the description are to be construed as limiting the invention.

The 1 . 3 . 5 and 7 show sectional views of fiber-reinforced gears according to embodiments; and
The 2 . 4 and 6 show representations of inserts for producing fiber-reinforced gears according to embodiments.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are only schematic and not to scale. Like reference numerals designate the same or equivalent features in the figures.

Der hier vorgestellte Ansatz bezieht sich auf ein Zahnrad, welches beispielsweise in einer Servolenkung eingesetzt wird.The approach presented here relates to a gear, which is used for example in a power steering.

Ein derartiges Zahnrad kann beispielsweise aus einem Guss-Polyamid-Ring bestehen, welcher mit einer Metallnabe verklebt wird. Anschließend kann eine Verzahnung durch Fräsen in den Gusspolyamidring eingebracht werden.Such a gear, for example, consist of a cast polyamide ring, which is glued to a metal hub. Subsequently, a toothing can be introduced by milling in the Gusspolyamidring.

So ein Zahnrad kann auch aus mehreren Teilen bestehen. Die Teile des Zahnrads können durch Verbindungselemente form- und kraftschlüssig miteinander verbunden werden, um das Drehmoment vom Zahnkranz auf die Welle zu übertragen.Such a gear can also consist of several parts. The parts of the gear can be positively and non-positively connected by connecting elements to transmit the torque from the ring gear to the shaft.

Ebenso kann ein Außenteil mit einer Verzahnung durch ein Verbindungsteil mittels eines Schirmangusses mit einem Einlegeteil als Nabe verbunden werden.Likewise, an outer part can be connected to a toothing by a connecting part by means of a Schirmangusses with an insert as a hub.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Durch den hier vorgestellten Ansatz wird ein mehrteiliges Kunststoffschraubrad mit kleinem Außendurchmesser für große Drehmomente gestaltet. Das Schraubrad besteht aus einem Innenteil, welches eine Nabe oder eine Welle darstellt und üblicherweise aus einem Stahlwerkstoff besteht. Das Schraubrad besteht aus mindestens einem eingelegten thermoplastischen Faser-Matrix-Halbzeug, welches mit einem thermoplastischem Kunststoff umspritzt wird. Der thermoplastische Kunststoff kann beispielsweise Polyamid sein. Das thermoplastische Faser-Matrix-Halbzeug weist eine thermoplastische Matrix und Verstärkungsfasern auf. Das thermoplastische Faser-Matrix-Halbzeug kann als Organoblech oder Composit-Werkstoff bezeichnet werden. Als Verstärkungsfasern können Glas.-, Kohle.-, Aramid.- und Hybridfasern eingesetzt werden. Hybridfasern bestehen aus mindestens zwei Fasern, wie zum Beispiel Glas/Aramid-Fasern oder Kohle/Aramid-Fasern. Das thermoplastische Faser-Matrix-Halbzeug weist bereits vor dem Umspritzen annähernd die Form des Schraubrads auf. Mit dem thermoplastischen Werkstoff wird dann das Halbzeug zum endgültigen Schraubrad ausgefüllt. Durch die hohen Faseranteile und die große Faserlänge im Halbzeug entsteht ein Schraubrad, welches eine große Festigkeit in der Verzahnung aufweist. Damit kann bei einem kleinen Außendurchmesser ein großes Drehmoment übertragen werden.Through the approach presented here is a multi-part Kunststoffschraubrad with small Outer diameter designed for high torques. The helical gear consists of an inner part, which represents a hub or a shaft and usually consists of a steel material. The helical gear consists of at least one inserted thermoplastic fiber matrix semifinished product, which is encapsulated with a thermoplastic material. The thermoplastic material may be, for example, polyamide. The thermoplastic fiber-matrix semifinished product has a thermoplastic matrix and reinforcing fibers. The thermoplastic fiber matrix semifinished product can be referred to as an organic sheet or composite material. As reinforcing fibers Glas.-, Kohle.-, Aramid.- and hybrid fibers can be used. Hybrid fibers consist of at least two fibers, such as glass / aramid fibers or carbon / aramid fibers. The thermoplastic fiber-matrix semi-finished product already has approximately the shape of the helical gear before the extrusion coating. With the thermoplastic material, the semi-finished product is then filled to the final helical gear. Due to the high fiber content and the large fiber length in the semi-finished creates a helical gear, which has a high strength in the toothing. This can be transmitted with a small outer diameter, a large torque.

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines faserverstärkten Zahnrads 100 für eine Servolenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Zahnrad 100 ist ein Kunststoffteil mit einer umspritzten Nabe 102 aus Metall und einem umspritzten Einlegeteil 104 aus in einer Matrix aus Kunststoff eingebetteten, gerichteten langen Fasern. Die Nabe 102 kann genauso als Welle ausgebildet sein. Das Zahnrad 100 ist hier als Schraubrad beziehungsweise Schneckenrad ausgeführt. Zähne 106 des Zahnrads bilden einen ringförmigen Zahnkranz 108 des Zahnrads 100 aus. Der Zahnkranz 108 ist ein Wirkbereich des Zahnrads 100. Der Wirkbereich ist entsprechend eines Zahnradtyps des Zahnrads 100 geformt. Das Einlegeteil 104 ist im Bereich des Wirkbereichs beziehungsweise des Zahnkranzes 108 angeordnet und bildet näherungsweise einen Zahnfußbereich 110 und die Zähne 106 ab. Eine Oberfläche der Zähne 106 ist durch Kunststoff ausgebildet. Der Kunststoff kann unverstärkt sein oder kurzfaserverstärkt sein. 1 shows a sectional view of a fiber-reinforced gear 100 for a power steering according to an embodiment. The gear 100 is a plastic part with an overmolded hub 102 made of metal and an overmoulded insert 104 made of plastic embedded in a matrix, directed long fibers. The hub 102 can also be designed as a wave. The gear 100 is designed here as a helical gear or worm wheel. teeth 106 of the gear form an annular ring gear 108 of the gear 100 out. The sprocket 108 is an effective range of the gear 100 , The effective range is according to a gear type of the gear 100 shaped. The insert 104 is in the range of the effective range or the sprocket 108 arranged and forms approximately a Zahnfußbereich 110 and the teeth 106 from. A surface of the teeth 106 is formed by plastic. The plastic may be unreinforced or short fiber reinforced.

Eine radial zur Nabe 102 ausgerichtete Zahnradscheibe 112 des Zahnrads 100 verbindet den Zahnkranz 108 mit der Nabe 102. Die Zahnradscheibe 112 ist in axialer Richtung symmetrisch zum Zahnkranz 108 angeordnet und beidseitig axial durch radiale Rippen 114 aus dem Kunststoff versteift.A radial to the hub 102 aligned gear wheel 112 of the gear 100 connects the sprocket 108 with the hub 102 , The gear wheel 112 is symmetrical in the axial direction to the sprocket 108 arranged and on both sides axially by radial ribs 114 stiffened from the plastic.

Die Nabe 102 oder Welle ist durch eine an die Zahnradscheibe 112 anschließende, näherungsweise hohlzylinderförmige Hülle 116 aus dem Kunststoff umspritzt. Die Hülle 116 ist über eine Außenverzahnung der Nabe 102 oder Welle formschlüssig mit der Nabe 102 oder Welle verbunden. Die Außenverzahnung stellt auch einen axialen Formschluss zwischen der Hülle 116 und der Nabe 102 oder Welle sicher. Die Rippen 114 verbinden die Hülle 116 mit dem Zahnkranz 108. Die Hülle 116 und die Nabe 102 sind hier in axialer Richtung geringfügig versetzt zu der Zahnradscheibe 112 angeordnet.The hub 102 or shaft is through a to the gear wheel 112 subsequent, approximately hollow cylindrical shell 116 molded from the plastic. The case 116 is about an external toothing of the hub 102 or shaft form-fitting with the hub 102 or wave connected. The external toothing also provides an axial positive engagement between the shell 116 and the hub 102 or wave sure. Ribs 114 connect the shell 116 with the sprocket 108 , The case 116 and the hub 102 Here are slightly offset in the axial direction to the gear wheel 112 arranged.

2 zeigt eine Darstellung eines Einlegeteils 104 zum Herstellen eines faserverstärkten Zahnrads für eine Servolenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Einlegeteil 104 entspricht im Wesentlichen dem in 1 umspritzt dargestellten Einlegeteil. Das Einlegeteil 104 bildet eine vereinfachte Geometrie der Zahnfußbereiche 110 und der Zähne 106 des Zahnrads ab. Das Einlegeteil 104 ist durch Umformen eines hohlzylinderförmigen Rohlings aus einem Faser-Matrix-Halbzeug in einem Umformwerkzeug hergestellt worden. Zum Umformen ist der Kunststoff der Matrix erhitzt worden und mit den eingebetteten Fasern im Umformwerkzeug in Form gepresst beziehungsweise gezogen worden. Anschließend ist der Kunststoff der Matrix in der Form abgekühlt und dabei in der belastungsgerechten Form erstarrt. Die Ausrichtung der Fasern bleibt dabei erhalten. 2 shows a representation of an insert 104 for producing a fiber-reinforced gear for a power steering according to an embodiment. The insert 104 is essentially the same as in 1 encapsulated insert shown. The insert 104 forms a simplified geometry of the Zahnfußbereiche 110 and the teeth 106 of the gear. The insert 104 has been produced by forming a hollow cylindrical blank of a fiber-matrix semi-finished in a forming tool. For forming, the plastic of the matrix has been heated and pressed or pulled into shape with the embedded fibers in the forming tool. Subsequently, the plastic of the matrix is cooled in the mold and thereby solidified in the load-appropriate form. The alignment of the fibers is retained.

Mit anderen Worten zeigt 2 ein Faser-Matrix-Halbzeug, welches als rohrförmiges gewelltes Halbzeug die Verzahnung ausbildet. Dieses Faser-Matrix-Halbzeug wird im thermoplastischen Spritzgussprozess zum vollständigen Zahnrad mit der Nabe verbunden. Beim Spritzgussprozess wird das Schraubrad durch Rippen ausgesteift und die vollständige Verzahnung wird ausgebildet.In other words shows 2 a fiber-matrix semi-finished product which forms the toothing as a tubular corrugated semi-finished product. This fiber matrix semifinished product is connected to the complete gear wheel with the hub in the thermoplastic injection molding process. In the injection molding process, the helical gear is stiffened by ribs and the complete toothing is formed.

3 zeigt eine Schnittdarstellung eines faserverstärkten Zahnrads 100 für eine Servolenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Zahnrad entspricht im Wesentlichen dem Zahnrad in 1. Zusätzlich dazu ist hier die Zahnradscheibe 112 durch ein weiteres faserverstärktes Einlegeteil 300 verstärkt. Das weitere Einlegeteil 300 ist im Wesentlichen scheibenförmig und radial zur Nabe 102 ausgerichtet. Die beiden Einlegeteile 104, 300 sind im Bereich des Zahnkranzes 108 durch den Kunststoff miteinander verbunden. 3 shows a sectional view of a fiber-reinforced gear 100 for a power steering according to an embodiment. The gear substantially corresponds to the gear in 1 , In addition, here is the gear wheel 112 through another fiber-reinforced insert 300 strengthened. The additional insert 300 is essentially disc-shaped and radial to the hub 102 aligned. The two inserts 104 . 300 are in the area of the sprocket 108 connected by the plastic.

Mit anderen Worten bildet wie in 2 ein Faser-Matrix-Halbzeug als rohrförmiges gewelltes Halbzeug die Verzahnung aus. Ein weiteres Faser-Matrix-Halbzeug bildet eine Scheibe aus, die der Zahnradscheibe 112 entspricht. Diese beiden Faser-Matrix-Halbzeuge werden im thermoplastischen Spritzgussprozess zum vollständigen Zahnrad 100 mit der Nabe 102 verbunden. Beim Spritzgussprozess wird das Schraubrad durch Rippen 114 ausgesteift und die vollständige Verzahnung wird ausgebildet.In other words, forms like in 2 a fiber-matrix semi-finished as a tubular corrugated semi-finished the teeth. Another fiber-matrix semi-finished forms a disc, that of the gear disc 112 equivalent. These two fiber-matrix semi-finished products become a complete gear in the thermoplastic injection molding process 100 with the hub 102 connected. In the injection molding process, the helical gear is driven by ribs 114 stiffened and the complete gearing is formed.

4 zeigt eine Darstellung eines Einlegeteils 104 zum Herstellen eines faserverstärkten Zahnrads für eine Servolenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Einlegeteil 104 weist wie das Einlegeteil in 2 einen die vereinfachte Geometrie der Zahnfußbereiche 110 abbildenden Zahnkranzverstärkungsbereich 400 für den Zahnkranz 108 auf. Zusätzlich dazu weist das Einlegeteil 104 einen Zahnradscheibenverstärkungsbereich 402 für die Zahnradscheibe 112 und einen Hüllenverstärkungsbereich 404 für die Hülle 116 auf. 4 shows a representation of an insert 104 for producing a fiber-reinforced gear for a power steering according to an embodiment. The insert 104 points like the insert in 2 one the simplified geometry of the Zahnfußbereiche 110 imaging sprocket reinforcement area 400 for the sprocket 108 on. In addition, the insert has 104 a gear disk reinforcement section 402 for the gear wheel 112 and a shell reinforcement region 404 for the shell 116 on.

Der Zahnkranzverstärkungsbereich 400 ist wie in 2 im Wesentlichen rohrförmig. Der Zahnradscheibenverstärkungsbereich 402 ist im Wesentlichen kreisringförmig. Der Zahnradscheibenverstärkungsbereich 402 ist quer zu dem Zahnkranzverstärkungsbereich 400 ausgerichtet. Eine äußere Kante des Zahnradscheibenverstärkungsbereichs 402 ist mit einer seitlichen Kante des Zahnkranzverstärkungsbereichs 400 verbunden. Der Hüllenverstärkungsbereich 404 ist im Wesentlichen rohrförmig. Der Hüllenverstärkungsbereich 404 ist im Wesentlichen parallel zu dem Zahnkranzverstärkungsbereich 400 ausgerichtet. Eine Kante des Hüllenverstärkungsbereichs 404 schließt an eine innere Kante des Zahnradscheibenverstärkungsbereichs 402 an. Das Einlegeteil 104 weist also eine ringförmig umlaufende U-förmige Querschnittsfläche auf.The sprocket reinforcement area 400 is like in 2 essentially tubular. The gear disk reinforcement area 402 is essentially circular. The gear disk reinforcement area 402 is transverse to the sprocket reinforcement area 400 aligned. An outer edge of the gear disk reinforcement region 402 is with a lateral edge of the sprocket reinforcement area 400 connected. The shell reinforcement area 404 is substantially tubular. The shell reinforcement area 404 is substantially parallel to the sprocket reinforcement area 400 aligned. An edge of the sheath reinforcing area 404 closes to an inner edge of the gear disk reinforcement region 402 on. The insert 104 thus has an annular circumferential U-shaped cross-sectional area.

Das hier dargestellte Einlegeteil 104 kann beispielsweise durch ein wärmeunterstütztes Tiefziehen hergestellt werden. Dabei kann ein aufgewärmtes, ebenes Plattenmaterial aus dem Faser-Matrix-Halbzeug durch einen Prägestempel, ein Ziehwerkzeug und einen Niederhalter zu dem Einlegeteil 104 umgeformt werden.The insert shown here 104 can be made for example by a heat-assisted deep drawing. In this case, a warmed, flat plate material from the fiber-matrix semifinished product by an embossing die, a drawing tool and a hold-down to the insert 104 be transformed.

Mit anderen Worten zeigt 4 ein Faser-Matrix-Halbzeug, welches die Verzahnung und die Zahnradscheibe 112 ausbildet. Die Verzahnung des Halbzeugs kann etwas kleiner sein als beim endgültigen Zahnrad. Es sind der Zahnkopf, die Zahnflanke und der Zahnfuß reduziert ausgebildet. Im thermoplastischen Spritzgussprozess wird dieses Halbzeug mit Rippen ausgesteift, die vollständige Verzahnung ausgebildet und die Verbindung zur Nabe hergestellt.In other words shows 4 a fiber-matrix semi-finished, which the teeth and the gear wheel 112 formed. The teeth of the semi-finished product may be slightly smaller than the final gear. There are reduced the tooth head, the tooth flank and the tooth root. In the thermoplastic injection molding process, this semifinished product is stiffened with ribs, formed the complete toothing and made the connection to the hub.

5 zeigt eine Schnittdarstellung eines faserverstärkten Zahnrads 100 für eine Servolenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Zahnrad 100 entspricht im Wesentlichen dem Zahnrad in den 1 und 3. Im Gegensatz dazu ist die Zahnradscheibe 112 hier seitlich versetzt zu dem Zahnkranz 108 und der Nabe 102 angeordnet. Von dem Kunststoff des Zahnkranzes 108, der Zahnradscheibe 112 und der Hülle 116 ist ein faserverstärktes Einlegeteil 104 umspritzt, wie, es in 4 dargestellt ist. Die Rippen 114 sind hier nur in einem Innenraum zwischen dem Zahnkranz 108, der Zahnradscheibe 112 und der Hülle 116 angeordnet. 5 shows a sectional view of a fiber-reinforced gear 100 for a power steering according to an embodiment. The gear 100 essentially corresponds to the gear in the 1 and 3 , In contrast, the gear wheel is 112 here laterally offset to the sprocket 108 and the hub 102 arranged. From the plastic of the sprocket 108 , the gear disc 112 and the shell 116 is a fiber-reinforced insert 104 splashed, like, it in 4 is shown. Ribs 114 are here only in an interior space between the sprocket 108 , the gear disc 112 and the shell 116 arranged.

6 zeigt eine Darstellung eines Einlegeteils 104 zum Herstellen eines faserverstärkten Zahnrads für eine Servolenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Einlegeteil 104 entspricht dabei im Wesentlichen dem Einlegeteil in 4. Im Gegensatz dazu sind der Zahnkranzverstärkungsbereich 400 und der Hüllenverstärkungsbereich 404 mit einer wesentlich geringeren Breite ausgeführt. Insbesondere ist der Zahnkranzverstärkungsbereich 400 hier kleiner gleich halb so breit, wie eine bestimmungsgemäße Breite des Zahnkranzes 108. Der Hüllenverstärkungsbereich 404 ist insbesondere kleiner gleich halb so breit, wie eine bestimmungsgemäße Breite der Hülle 116. 6 shows a representation of an insert 104 for producing a fiber-reinforced gear for a power steering according to an embodiment. The insert 104 corresponds essentially to the insert in 4 , In contrast, the sprocket reinforcement area 400 and the sheath reinforcing area 404 designed with a much smaller width. In particular, the sprocket reinforcement area is 400 here smaller than half as wide as a proper width of the sprocket 108 , The shell reinforcement area 404 is in particular less than or equal to half as wide as a proper width of the shell 116 ,

7 zeigt eine Schnittdarstellung eines faserverstärkten Zahnrads 100 für eine Servolenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Zahnrad 100 entspricht im Wesentlichen dem Zahnrad in den 1 und 3. Im Gegensatz dazu ist die Zahnradscheibe 112 durch die Zahnradscheibenverstärkungsbereiche 402 von zwei separaten Einlegeteilen 104 faserverstärkt. Die Einlegeteile 104 entsprechen dabei im Wesentlichen dem in 6 dargestellten Einlegeteil. Die Einlegeteile 104 sind vor dem Umspritzen Rücken an Rücken in den Formhohlraum des Spritzgusswerkzeugs eingelegt worden. Dabei kann ein Einlegeteil 104 um einen Winkel gegenüber dem anderen Einlegeteil 104 verdreht ausgerichtet sein, damit im Bereich der Zahnradscheibe 112 in dem Winkel versetzt zueinander ausgerichtete lange Fasern angeordnet sind. 7 shows a sectional view of a fiber-reinforced gear 100 for a power steering according to an embodiment. The gear 100 essentially corresponds to the gear in the 1 and 3 , In contrast, the gear wheel is 112 through the gear disk reinforcement regions 402 of two separate inserts 104 fiber-reinforced. The inserts 104 are essentially the same as in 6 illustrated insert. The inserts 104 have been inserted back-to-back in the mold cavity of the injection molding tool prior to encapsulation. This can be an insert 104 at an angle to the other insert 104 be aligned twisted, so in the field of gear wheel 112 in the angle offset from each other aligned long fibers are arranged.

Mit anderen Worten zeigt 7 ein Zahnrad 100 mit zwei Faser-Matrix-Halbzeugen, welche einen Spalt im Bereich der Zahnradscheibe 112 bilden. Die Faser-Matrix-Halbzeuge bilden die Verzahnung oder annähernd die Verzahnung aus der jeweiligen Zahnradscheibe 112 in entgegengesetzte axiale Richtungen aus. Im thermoplastischen Spritzgussprozess wird der Spalt im Bereich der Zahnradscheiben 112 gefüllt und mit Rippen 114 ausgesteift. Die vollständige Verzahnung wird ausgebildet und die Verbindung zur Nabe 102 wird hergestellt.In other words shows 7 a gear 100 with two fiber-matrix semi-finished products, which has a gap in the region of the toothed wheel disk 112 form. The fiber-matrix semi-finished products form the toothing or approximately the toothing of the respective toothed wheel disk 112 in opposite axial directions. In the thermoplastic injection molding process, the gap in the area of the gear wheels 112 filled and with ribs 114 stiffened. The complete gearing is formed and the connection to the hub 102 is produced.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.Finally, it should be noted that terms such as "comprising," "comprising," etc., do not exclude other elements or steps, and terms such as "a" or "an" do not exclude a multitude. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012102776 A1 [0002]

Claims

Gear wheel (100) for a power steering, which has, at least in one tooth root region (110), an insert part (104), at least partially encapsulated by a plastic, of a shaped fiber matrix semifinished product.

Gear (100) according to Claim 1 in which the insert (104) is further arranged in the region of a toothed wheel (112) of the toothed wheel (100).

Gear (100) according to one of the preceding claims, wherein the insert part (104) consists of at least two separate individual parts, which are interconnected by the plastic.

Gear (100) according to Claim 3 in which the insert part (104) consists of two identical individual parts which are oriented in the opposite direction.

Gear (100) according to one of the preceding claims, comprising a shaft or hub (102) which is connected by the plastic with the insert (104).

Gear (100) according to one of the preceding claims, in which the insert part (104) is encapsulated with the same plastic material that makes up the matrix of the fiber matrix semifinished product.

Gear (100) according to one of the preceding claims, wherein the plastic is at least partially injected through the insert (104).

Gear (100) according to one of the preceding claims, wherein the insert (104) is encapsulated with a thermoplastic material.

Gear (100) according to one of the preceding claims, wherein the insert (104) is a deep-drawn part of the fiber matrix semifinished product.

Gear (100) according to one of the preceding claims, wherein the insert (104) is formed from a substantially tubular fiber-matrix semifinished product.

A method for producing a gear (100) for a power steering, characterized in that a fiber-matrix semi-finished to a at least one Zahnfußbereich (110) of teeth (106) of the gear (100) reinforcing insert (104) is formed, the insert (104) is arranged in a contour of the gear (100) imaging mold cavity of an injection mold and is at least partially encapsulated with a plastic.