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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung
zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil, bei dem:
- – im
ersten Teil eine Gusssenke mit einer sich in seitliche Richtung
erstreckenden und zur Öffnung der
Gusssenke hin überdeckten
Ausnehmung ausgebildet wird,
- – ein
am zweiten Teil ausgebildetes Verankerungsteil mit einer sich in
seitliche Richtung erstreckenden und zur Gusssenke hin überdeckten Ausnehmung
in eine Montagerichtung in die Gusssenke eingebracht wird,
- – die
Gusssenke mit Hilfe eines Vergussmittels vergossen wird und
- – das
Vergussmittel ausgehärtet
wird.
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Ein
derartiges Verfahren ist aus der
DE 37 29 104 A1 bekannt. Mit dem bekannten
Verfahren wird eine Verbindung zwischen einem Rahmen einer Scheibenwischeranlage
und einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs hergestellt. Zu diesem
Zweck wird am Rahmen der Scheibenwischeranlage ein Hohlraum ausgebildet,
in den ein Steckteil der Karosserie eingeführt und dort mit Hilfe eines
aushärtbaren
Werkstoffs vergossen wird. Das Steckteil und der Hohlraum weisen
jeweils Hinterschneidungen auf, so dass der Rahmen der Scheibenwischeranlage
und die Karosserie nach dem Aushärten
des aushärtbaren
Werkstoffs formschlüssig
verbunden sind.
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Ferner
ist aus der
DE 40 41
018 C1 ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem eine formschlüssige Verbindung
zwischen einer Blende und einem weiteren Körper hergestellt wird. Zur
Herstellung der Verbindung wird auf der Rückseite der Blende ein umlaufender
Flanschbereich aufgelötet,
der eine Gussenke bildet. Anschließend wird der Kopf eines Schraubenbolzens
in den Flanschbereich eingebracht. Zur Befestigung des Schrau benkopfs
im umlaufenden Flanschbereich dient Weichlot, das im erstarrten
Zustand den umlaufenden Flanschbereich vollständig füllt. Da der Rand des Flanschbereichs
etwas nach innen gebogen ist, entsteht dadurch eine formschlüssige Verbindung
zwischen Schraubenbolzen und Blende.
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Ein
Nachteil der bekannten Verfahren ist, dass die Gusssenke nur schwer
herstellbar ist. Denn wenn die Gusssenke im ersten zu verbindenden
Teil durch einen Gießprozess
hergestellt wird, muss das erste Teil mehrstückig ausgeführt werden. Eine einstückige Fertigung
der Gusssenke ist zwar möglich, aber
nicht unproblematisch. So ist eine Herstellung einer Hinterschneidung
durch Fräsen
sehr aufwändig.
Ein Tiefziehen mit nachfolgendem Stauchen ist nur bei verhältnismäßig dünnwandigen
Körpern
möglich.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren anzugeben, mit dem sich eine formschlüssige Verbindung
auf einfache Weise zuverlässig
herstellen lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den im unabhängigen
Anspruch angegebenen Merkmalen gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
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Bei
dem Verfahren wird zunächst
im ersten zu verbindenden Teil eine Gusssenke ausgebildet, die eine
sich in seitliche Richtung erstreckende und zur Öffnung der Gusssenke hin überdeckte
Ausnehmung aufweist. Diese Ausnehmung ist erfindungsgemäß eine Durchführung, die
in einem aus der Wand der Gussenke herausragenden Steg ausgebildet
ist. Anschließend
wird ein an dem zweiten zu verbindenden Teil ausgebildetes Verankerungsteil
mit einer sich in seitliche Richtung erstreckenden und zur Gusssenke
hin überdeckten
Ausnehmung in die Gusssenke eingebracht und diese mit Hilfe eines Vergussmittels
vergossen. Nach dem Aushärten
des Vergussmittels sind das erste und das zweite Teil formschlüssig miteinander
verbunden, da das Vergussmittel jeweils in die sich in seitliche
Richtung erstreckenden, überdeckten
Ausnehmungen eingreift, so dass das vom ausgehärteten Vergussmittel gebildete
Verbindungselement jeweils mit dem ersten und dem zweiten Teil formschlüssig verbunden
ist. Folglich ist auch das erste Teil mit dem zweiten Teil über das
vom ausgehärteten
Vergussmittel gebildete Verbindungselement formschlüssig verbunden.
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Ein
Vorteil dieser Art von formschlüssiger Verbindung
ist, dass es nicht auf die Adhäsion
des Vergussmittels an den Wänden
der Gusssenke oder des Verankerungsteils ankommt. Die formschlüssige Verbindung
hängt allein
von der mechanischen Festigkeit des ausgehärteten Vergussmittels ab. Daher sind
bei dieser Art von formschlüssigen
Verbindungen nicht, wie beim Stand der Technik, irgendwelche speziellen
Prozesse zur Behandlung der Oberflächen erforderlich.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass sich die formschlüssige Verbindung durch einfaches
Eingießen des
Vergussmittels in die Gusssenke bewerkstelligen lässt. Es
ist somit kein aufwändiger
Schraub- oder Nietvorgang erforderlich.
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Ferner
zeichnet sich eine mit dem Verfahren hergestellte formschlüssige Verbindung
durch eine weitgehende Unabhängigkeit
von Fertigungstoleranzen aus. Eine feste formschlüssige Verbindung kommt
auch dann zustande, wenn die Toleranzen bei der Fertigung der Gusssenke
und des Verankerungsteils großzügig bemessen
sind.
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Dementsprechend
ist auch bei der Montage kein Anpassen oder Einpassen des ersten
oder zweiten Teils erforderlich.
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Ein
weiterer Vorteil einer mit dem Verfahren hergestellten formschlüssigen Verbindung
ist, dass in einem Verfahrensschritt eine Vielzahl von formschlüssigen Verbindungen
an verschiedenen Stellen hergestellt werden kann.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Ausnehmungen in der Gusssenke
Durchführungen,
die sich quer zur Einführrichtung
des Verankerungsteils erstrecken. Derartige Ausnehmungen lassen
sich auf einfache Weise herstellen, indem beispiels- weise ein Stanzgitter
an einem Wandbereich der Gusssenke befestigt wird. Ein derartiges
Stanzgitter kann auch in die Wand der Gusssenke eingespritzt werden.
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Diese
Ausführungsform
ist einfach herstellbar und bewerkstelligt eine formschlüssige Verbindung
mit ausreichender Festigkeit.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das in die Gusssenke einzubringende Verankerungsteil haken-
oder ankerförmig
ausgebildet.
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Eine
derartige Formgebung des Verankerungsteils gewährleistet die Blasenfreiheit
während des
Vergussvorgangs, da die in der Gusssenke vorhandene Luft beim Einfüllen des
Vergussmittels nicht gefangen ist und dadurch leicht entweichen
kann. Somit ergibt sich eine zuverlässige Benetzung des Verankerungsteils
durch das Vergussmittel.
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Nachfolgend
wird die Erfindung im Einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines in einem
Getriebegehäuse angeordneten
Getriebekörpers;
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2 eine
weitere perspektivische Ansicht, die einen vergrößerten Ausschnitt aus der Anordnung
aus 1 zeigt; und
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3 eine
aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer formschlüssigen
Verbindung.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht ein teilweise geschnittenes Getriebegehäuse 1,
in das ein Getriebekörper 2 eingebracht
ist. Im Getriebegehäuse 1 ist
eine Gusssenke 3 ausgebildet, in der zwei Stanzgitter 4 mit
Durchführungen 5 angeordnet sind.
Bei dem Stanzgitter 4 kann es sich beispielsweise um Metallbleche
handeln, die in das aus Kunststoff hergestellte Getriebegehäuse 1 eingespritzt sind.
Daneben ist es auch möglich,
die Stanzgitter 4 während
der Herstellung des Getriebegehäuses 1 zu umspritzen,
so dass die Stanzgitter 4 von Kunststoff umhüllt sind.
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Der
Getriebekörper 2 ist
mit einem Henkel 6 versehen, der eine Öffnung 7 aufweist.
Der Henkel 6 ist so bemessen, dass er, wie in 1 dargestellt,
in die Gusssenke 3 des Getriebegehäuses 1 eintaucht.
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Die
formschlüssige
Verbindung kann nun auf verschieden Art und Weise hergestellt werden.
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Zur
Herstellung einer formschlüssigen
Verbindung kann zunächst
der Getriebekörper 2 entsprechend
einer Montagerichtung 8 in das Getriebegehäuse 1 eingebracht
werden. Dieser vormontierte Zustand ist in 1 dargestellt.
Wie bereits erwähnt taucht
der Henkel 6 dabei in den Bereich der Gusssenke 3 ein.
Anschließend
wird die Gusssenke 3, wie in 2 dargestellt,
mit Hilfe eines Vergussmittels 9 vergossen. Der Füllstand
des Vergussmittels 9 wird so gewählt, dass die Stanzgitter 4 und
der Henkel 6 vom Vergussmittel 9 benetzt werden.
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Wenn
der Getriebekörper 2 nicht
durch das Getriebegehäuse 1 in
eine Richtung quer zur Montagerichtung 8 gehalten ist und
durch die formschlüssige
Verbindung fixiert werden muss, sollte der Henkel 6 so
weit in das Vergussmittel 9 eintauchen, dass eine vordere
Seitenfläche 10 und
eine hintere Seitenfläche 11 vom
Vergussmittel 9 benetzt sind.
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Ferner
sollte das Vergussmittel 9 für einen festen Sitz des Getriebekörpers 2 im
ausgehärteten Vergussmittel 9 auch
wenigstens teilweise eine Innenfläche 12 des Henkels 6 benetzen.
Dadurch ist sichergestellt, dass der Henkel 6 in jede Richtung
fest im Vergussmittel 9 verankert ist.
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Bei
einem weiteren Verfahren zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung
wird zunächst die
Gusssenke 3 mit dem Vergussmittel 9 gefüllt und dann
der Getriebekörper 2 in
Montagerichtung in das Getriebegehäuse 1 eingebracht,
wobei der Henkel 6 in das Vergussmittel 9 eintaucht.
Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, da die Gusssenke 3 vor
dem Einbringen des Getriebekörpers 2 frei
zugänglich
ist.
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Um
den Einschluss von Blasen beim Eingießen des Vergussmittels 9 zu
verhindern, ist die Längsachse
des langgestreckten Henkels 6 aus den 1 und 2 während des
Einfüllens
und Aushärtens
des Vergussmittels 9 gegenüber einer Oberfläche 13 des
Vergussmittels 9 geneigt. Dadurch werden Flächen, die
im rechten Winkel zur Schwerkraft verlaufen, vermieden, so dass
im Vergussmittel 9 keine Luftblasen eingeschlossen werden.
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Auch
die Längsachsen
der Durchführungen 5 in
den Stanzgittern 4 können
gegenüber
der Oberfläche 13 des
Vergussmittels 9 geneigt sein, um eine Blasenbildung während des
Eingießens
des Vergussmittels 9 zu verhindern.
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In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Getriebekörpers 2 dargestellt.
Dieses Ausführungsbeispiel
des Getriebekörpers 2 ist
mit einem Anker 14 versehen, der einen langgestreckten
Mittelsteg 15 aufweist, an dessen unterem, der Gusssenke 3 zugewandten
Ende in seitliche Richtung Hakenleisten 16 angesetzt sind.
Eine Unterseite 17 des Ankers 14 ist vollständig verrundet,
dass sich dort keine Blasen festsetzen können. Im Übrigen weist der Anker 14 auch
keinen Innenraum auf, in dem sich Luftblasen festsetzen könnten. Das
in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeichnet sich
daher durch eine besonders zuverlässige Benetzung des Ankers 14 aus.
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Um
einen sicheren Halt des Ankers 14 im ausgehärteten Vergussmittel 9 zu
gewährleisten, sollte
der Füllstand
des Vergussmittels 9 so gewählt werden, dass eine vordere
Seitenfläche 18 und
eine hintere Seitenfläche 19 benetzt
werden. Außerdem sollten
sich zwischen dem Mittelsteg 15 und den Hakenleisten 16 erstreckende
Ankersenken 20 wenigstens teilweise vom Vergussmittel 9 bedeckt
werden, um den Anker 14 im Vergussmittel 9 zu
halten.
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Wenn
der Getriebekörper 2 in
Richtung quer zur Montagerichtung 8 durch das Getriebegehäuse 1 gehalten
ist, kann auf die Benetzung der vorderen Seitenfläche 18 oder
der hinteren Seitenfläche 19 verzichtet
werden.
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Nach
dem Aushärten
des Vergussmittels 9 wirkt das Vergussmittel 9 bei
den in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispielen
als Verbindungselemente zwischen dem Getriebegehäuse 1 und dem Gehäusekörper 2.
Die Durchführungen 5 in
den Stanzgittern 4, die Öffnung 7 im Henkel 6 und die
Ankersenken 20 des Ankers 14 wirken dabei als Hinterschneidungen,
durch die eine formschlüssige Verbindung
zwischen dem Getriebegehäuse 1 und dem
ausgehärteten
Vergussmittel 9 und zwischen dem ausgehärteten Vergussmittel 9 und
dem Henkel 6 oder dem Anker 14 bewirkt wird.
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Eine
derartige formschlüssige
Verbindung hat eine Reihe von Vorteilen. Zum Einen ist die formschlüssige Verbindung
unabhängig
von den Toleranzen bei der Fertigung des Getriebegehäuses 1 und des
Getriebekörpers 2.
Folglich sind keine gesonderten Verfahrensschritte zum Anpassen
und Einpassen der an der Montage beteiligten Teile nötig. Weiterhin sind
zur Aufrechterhaltung der formschlüssigen Verbindung keine dauerhaften
Druck- oder Zugspannungen erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist,
dass eine Vielzahl von formschlüssigen
Verbindungen in einem einzigen Montageschritt, nämlich durch Einfüllen von flüssigem Vergussmittel 9 in
entsprechende Gusssenken 3, herstellbar sind.
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Es
sei angemerkt, dass neben dem langgestreckten Henkel 6,
und den Stanzgittern 4 weitere Halteelemente zur Fixierung
des Getriebegehäuses 1 und
des Getriebekörpers 2 verwendet
werden können.
Wesentlich ist lediglich, dass die Halteelemente sich in seitliche
Richtung erstreckende Ausnehmungen aufweisen, die quer zur Montagerichtung 8 verlaufen.
Derartige Ausnehmungen sind dann in oder entgegen der Montagerichtung 8 von
Wandabschnitten überdeckt,
so dass ein ausgehärtetes
Vergussmittel mit den Halteelementen formschlüssig verbunden ist. Eine entgegen
der Montagerichtung 8 wirkende Zugkraft kann dann von dem
ausgehärteten
Vergussmittel 9 aufgenommen werden.
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Ferner
sei darauf hingewiesen, dass mit Hilfe einer Gusssenke auch mehr
als zwei Teile formschlüssig
miteinander verbunden werden können.
So ist es möglich,
mehr als ein Teil in die Gussenke einzubringen und durch ein Aushärten des
Vergussmittels für
eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem die Gusssenke bereitstellendem Teil und
den weiteren Teilen zu sorgen.