EP1377147B1 - Deckeleinheit für einen Stellantrieb - Google Patents

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EP1377147B1 EP03012308A EP03012308A EP1377147B1 EP 1377147 B1 EP1377147 B1 EP 1377147B1 EP 03012308 A EP03012308 A EP 03012308A EP 03012308 A EP03012308 A EP 03012308A EP 1377147 B1 EP1377147 B1 EP 1377147B1
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lid
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Definitions

  • the invention relates to a cover unit for a Actuator, on a process of making a Cover unit for an actuator and its use the lid unit.
  • Cover units for actuators are known. They are in usually directly connected to the housing of the actuator and protect drive actuator links Dirt (see for example DE 197309726).
  • Such deck units for actuators can be found, for example, in throttle valve positioners in Motor vehicles. They are designed and consist of several parts from a lid as well as from plate-shaped parts, the part the electronic control or regulation of the actuator are.
  • the plate-shaped parts are over Screw connections connected to the respective lid, whose wall thickness is between 2 and 3 mm and, for example made of die-cast. Often it is enough for a big one Power loss of electrical components heat dissipation not over the cast cover, which is detrimental, damaging thermal effects. Suffer in particular the electronic components used in the Cover unit are arranged.
  • the invention is therefore based on the object, a To provide cover unit for an actuator in which Thermal damage is largely avoided can.
  • the invention is also based on the object, a Process for producing the cover unit and a Use of the cover unit to create.
  • a Cover unit for an actuator solved which consists of a Cover made of an aluminum alloy with a wall thickness a of 1 to 2 mm, the at least one hollow pin on a Side and a recess, in which a with Holes provided, plate-shaped plastic part with a plug which projects through the recess over the Hollow pin is connected to the lid.
  • the proportion of Aluminum in the aluminum alloy is above 95 wt .-%.
  • Of the Range of wall thickness a from 1 to 2 mm in the lid has none Validity for the at least one hollow pin whose Wall thickness is usually below.
  • the plate-shaped plastic part is at least in a plate-shaped design.
  • the plate-shaped plastic part gradually to arrange plate-shaped, or next to a partial plate-shaped form constructively different.
  • the plate-shaped plastic part can also be metal elements included, for example, the electronic supply serve the actuator. It has a plug in the rule of the power supply of the actuator and the Exchange of information, for example in case of incidents, serves.
  • the connection of the plate-shaped plastic part with the lid is made via the respective hollow pin such that this after attaching the plate-shaped Plastic part on the lid by plastic deformation be compressed and thus form a kind of projection, so that the plate-shaped plastic part no longer from the lid can be solved.
  • the hollow pins are each cylindrical designed.
  • a preferred embodiment of the invention is that three hollow pins are formed. Become three hollow pins trained, so larger forces, for example, by vibrations, on the plug without Disadvantages of the cover unit for an actuator act as the connection between the lid and the plate-shaped plastic part is then sufficiently stable.
  • the at least one hollow pin has an inner diameter d from 2 to 4 mm and a height c of 3 to 6 mm. This facilitates a plastic preforming and thus the Arrangement of the plate-shaped plastic part in the lid.
  • a further embodiment of the invention is that the at least one hollow pin, a wall thickness b of 0.4 to 0.6 mm.
  • a wall thickness b ensures a safe plastic deformation of the at least one hollow pin.
  • a plate-shaped plastic part with a plastic overmoulded punched grid arranged. It is suitable in advantageously for stabilization and thus for Improvement of the connection between the lid and the plate-shaped plastic part.
  • the object underlying the invention is further by a method for producing a lid unit for a Actuator solved, in which in a first step Cover made of an aluminum alloy with a wall thickness a of 1 to 2 mm is formed by deep drawing or extrusion, wherein at least one hollow pin is formed on one side and a recess is arranged, and wherein in a second step, a plate-shaped plastic part, the Holes for receiving the at least one hollow pin of Cover and a plug, on the at least pushed a hollow pin and with the plug through the Recess is performed, and then by plastic deformation of the at least one hollow pin with the lid is connected.
  • “deep drawing” one designates the train-pressure-forming of sheets into a hollow body.
  • the cut sheet made of an aluminum alloy is put into a recording to it.
  • a hold-down presses the sheet on the drawing die and prevents it while the deep drawing thus a wrinkling.
  • the dying Drawing punch pushes the sheet metal into the drawing die and shapes it to the desired lid.
  • Extrusion is on the other hand Cold forming process for the production of hollow or Full bodies.
  • the compact solid material is either similar as in extruding with a punch through a die pressed or the stamp is pressed into the solid material and the material flows backwards along the stamp.
  • a further embodiment of the invention is that the lid of an aluminum alloy containing at least 99 wt .-% aluminum is formed. This facilitates the manufacture of the lid by deep drawing or Extruding while allowing a very good Heat dissipation accumulated in the interior of the cover unit Warmth.
  • the invention is finally the use of Cover unit for an actuator for actuating a Valve for cooling a water cycle of a Motor vehicle.
  • the Lid unit consists of a lid 1 of a Aluminum alloy having a wall thickness a of 1 to 2 mm having.
  • the attachment of a plate-shaped plastic part 2 serve. This will be the plate-shaped plastic part 2 on the hollow pins 3a, 3b, 3c pushed, the hollow pin 3a, 3b, 3c then by plastic deformation changed so that each one plate-shaped projection is created, the removal of the plate-shaped plastic part 2 prevents.
  • the plate-shaped plastic part 2 is directly connected to the Control electronics (not shown) in Compound and can also be overmoulded as a plastic Punching grid be designed.
  • Fig. 2 is the front view of the cover unit for a Actuator shown in three dimensions.
  • the plug 2 'out which is for electrical Power supply and exchange of control or Control information is used.
  • the back of the lid 1 of the lid unit shown in three dimensions for an actuator.
  • the cover 1 has a recess 1 ' on, through which the plug of the plate-shaped Plastic part (not shown) is performed.
  • the front of the lid 1 of the cover unit for an actuator shown in three dimensions.
  • it is made of an aluminum alloy manufactured, which has a share of aluminum of at least 99 Contains percent by weight.
  • Fig. 5 is a hollow pin 3a, 3b, 3c in cross section shown. Its inner diameter d is more preferable Design in the range of 2 to 4 mm. He has one Height c of 3 to 6 mm and a wall thickness b of 0.4 to 0.6 mm.
  • the wall thickness b of the hollow pin 3a, 3b, 3c is in the Usually chosen smaller than the wall thickness a of the lid (not shown), which is in the range of 1 to 2 mm.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Deckeleinheit für einen Stellantrieb, auf ein Verfahren zur Herstellung einer Deckeleinheit für einen Stellantrieb sowie auf die Verwendung der Deckeleinheit.
Deckeleinheiten für Stellantriebe sind bekannt. Sie sind in der Regel mit dem Gehäuse des Stellantriebs direkt verbunden und schützen Getriebeglieder des Stellantriebs vor Verschmutzungen (siehe z.B. DE 197309726). Solche Deckeinheiten für Stellantriebe finden sich beispielsweise bei Drosselklappenstellern in Kraftfahrzeugen. Sie sind mehrteilig ausgebildet und bestehen aus einem Deckel sowie aus plattenförmigen Teilen, die Teil der elektronischen Steuerung oder Regelung des Stellantriebs sind. Die plattenförmigen Teile werden dabei über Schraubverbindungen mit dem jeweiligen Deckel verbunden, dessen Wanddicke zwischen 2 und 3 mm liegt und beispielsweise aus Druckguss gefertigt ist. Oftmals reicht dabei bei großer Verlustleistung der elektrischen Bauteile die Wärmeabfuhr über den Gussdeckel nicht aus, was nachteilige, schädigende thermische Auswirkungen zur Folge hat. Dabei leiden insbesondere die elektronischen Bauteile, die in der Deckeleinheit angeordnet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Deckeleinheit für einen Stellantrieb zu schaffen, bei der thermische Schädigungen weitestgehend vermieden werden können. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der Deckeleinheit sowie eine Verwendung der Deckeleinheit zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Deckeleinheit für einen Stellantrieb gelöst, die aus einem Deckel aus einer Aluminiumlegierung mit einer Wanddicke a von 1 bis 2 mm besteht, der mindestens einen Hohlzapfen auf einer Seite sowie eine Aussparung aufweist, bei der ein mit Bohrungen versehenes, plattenförmiges Kunststoffteil mit einem Stecker der durch die Aussparung hindurchragt über die Hohlzapfen mit dem Deckel verbunden ist. Der Anteil an Aluminium in der Aluminiumlegierung liegt über 95 Gew.-%. Der Bereich der Wanddicke a von 1 bis 2 mm im Deckel hat keine Gültigkeit für den mindestens einen Hohlzapfen, dessen Wanddicke in der Regel darunter liegt. Bei der Aussparung im Deckel handelt es sich um einen Durchbruch in Form eines Lochs. Das plattenförmige Kunststoffteil ist mindestens in einer Ebene plattenförmig gestaltet. Es ist jedoch auch möglich, das plattenförmige Kunststoffteil stufenweise plattenförmig anzuordnen, oder neben einer teilweisen plattenförmigen Form konstruktiv anders zu gestalten. Das plattenförmige Kunststoffteil kann auch Elemente aus Metall enthalten, die beispielsweise der elektronischen Versorgung des Stellantriebs dienen. Es weist einen Stecker auf, der in der Regel der Stromversorgung des Stellantriebs sowie dem Austausch von Informationen, beispielsweise in Störfällen, dient. Die Verbindung des plattenförmigen Kunststoffteils mit dem Deckel erfolgt über die jeweiligen Hohlzapfen derart, dass diese nach dem Aufstecken des plattenförmigen Kunststoffteils auf den Deckel durch plastische Verformung gestaucht werden und so eine Art Vorsprung bilden, so dass das plattenförmige Kunststoffteil nicht mehr vom Deckel gelöst werden kann. Die Hohlzapfen sind jeweils zylindrisch gestaltet. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich thermische Schädigungen im Stellantrieb durch die Anordnung der Deckeleinheit für einen Stellantrieb vermeiden lassen, wobei gleichzeitig eine wirkungsvolle Verbindung zwischen dem Deckel und dem plattenförmigen Kunststoffteil gewährleistet wird. Bewirkt wird dies im Wesentlichen durch die relativ geringe Wanddicke a des Deckels im Bereich von 1 bis 2 mm sowie durch die Art der Aluminiumlegierung, so dass die sich im Betrieb einstellende Wärme relativ schnell aus der Deckeleinheit abgeführt werden kann. Die Wahl dieser Wanddicke a von 1 bis 2 mm ist möglich, da die Verbindung von Deckel und dem plattenförmigen Kunststoffteil nicht über Schraubverbindungen erfolgen muss, die eine größere Wanddicke erforderlich machen würden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass drei Hohlzapfen ausgebildet sind. Werden drei Hohlzapfen ausgebildet, so können auch größere Krafteinwirkungen, beispielsweise durch Schwingungen, auf den Stecker ohne Nachteile für die Deckeleinheit für einen Stellantrieb einwirken, da die Verbindung zwischen dem Deckel und dem plattenförmigen Kunststoffteil dann ausreichend stabil ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der mindestens eine Hohlzapfen einen Innendurchmesser d von 2 bis 4 mm sowie eine Höhe c von 3 bis 6 mm auf. Dies erleichtert eine plastische Vorformung und damit die Anordnung des plattenförmigen Kunststoffteils im Deckel.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der mindestens eine Hohlzapfen, eine Wanddicke b von 0,4 bis 0,6 mm aufweisen. Eine Wanddicke b gewährleistet eine sichere plastische Verformung des mindestens einen Hohlzapfens.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als plattenförmiges Kunststoffteil ein mit Kunststoff umspritztes Stanzgitter angeordnet. Es eignet sich in vorteilhafter Weise zur Stabilisierung und damit zur Verbesserung der Verbindung zwischen Deckel und dem plattenförmigen Kunststoffteil.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung einer Deckeleinheit für einen Stellantrieb gelöst, bei dem in einem ersten Schritt ein Deckel aus einer Aluminiumlegierung mit einer Wanddicke a von 1 bis 2 mm durch Tiefziehen oder Fließpressen gebildet wird, wobei mindestens ein Hohlzapfen auf einer Seite gebildet wird und eine Aussparung angeordnet wird, und bei dem in einem zweiten Schritt ein plattenförmiges Kunststoffteil, das Bohrungen zur Aufnahme des mindestens einen Hohlzapfens des Deckels sowie einen Stecker aufweist, auf den mindestens einen Hohlzapfen aufgeschoben und mit dem Stecker durch die Aussparung durchgeführt wird, und anschließend durch plastische Verformung des mindestens einen Hohlzapfens mit dem Deckel verbunden wird. Mit "Tiefziehen" bezeichnet man das Zug-Druck-Umformen von Blechen zu einem Hohlkörper. Das zugeschnittene Blech, das aus einer Aluminiumlegierung besteht, wird dazu in eine Aufnahme gelegt. Ein Niederhalter drückt das Blech auf die Ziehmatrize und verhindert während des Tiefziehens damit eine Faltenbildung. Der niedergehende Ziehstempel drückt das Blech in die Ziehmatrize und formt es damit zu dem gewünschten Deckel. Fließpressen ist dagegen ein Kaltumformverfahren zur Herstellung von Hohl- oder Vollkörpern. Das kompakte Vollmaterial wird entweder ähnlich wie beim Strangpressen mit einem Stempel durch eine Matrize gepresst oder der Stempel wird in das Vollmaterial gepresst und das Material fließt rückwärts am Stempel entlang. Um die plastische Verformung des mindestens einen Hohlzapfens zu erreichen, lässt man Kräfte an dem jeweiligen äußeren Ende der Hohlzapfen, die eine zylinderförmige Form aufweisen, einwirken, so dass ein plattenförmiger Vorsprung gebildet wird, der ein Zurückgleiten des plattenförmigen Kunststoffteils verhindert. Dabei ist vorteilhaft, dass die Verbindung zwischen dem Deckel und dem plattenförmigen Kunststoffteil ohne die Anordnung einer Schraubverbindung sicher gestaltet sein kann, was die Wahl einer geringen Wanddicke a von 1 bis 2 mm des Deckel zulässt. Diese Verbindung hält auch noch nach längeren Betriebszeiten und größeren Krafteinwirkungen auf den Stecker, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass die sich anstauende Wärme im Innern der Deckeleinheit relativ schnell aus der Deckeleinheit an die Umgebung abgeführt werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Deckel aus einer Aluminiumlegierung mit einem Gehalt von mindestens 99 Gew.-% Aluminium gebildet wird. Dies erleichtert die Herstellung des Deckels durch Tiefziehen oder Fließpressen und ermöglicht gleichzeitig ein sehr gute Wärmeabfuhr der im Inneren der Deckeleinheit angestauten Wärme.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung der Deckeleinheit für ein Stellantrieb zur Betätigung eines Ventils zur Kühlung eines Wasserkreislaufes eines Kraftfahrzeuges. Bei diesen Stellantrieben kommt es bereits nach relativ kurzen Betriebszeiten zu einer nachteiligen Wärmebildung, der mit der Deckeleinheit für einen Stellantrieb wirkungsvoll und schnell entgegengesteuert werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1 bis Fig. 5) näher und beispielhaft erläutert.
Fig. 1
zeigt die Rückseite der Deckeleinheit für einen Stellantrieb in dreidimensionaler Darstellung,
Fig. 2
zeigt die Vorderansicht des Deckels der Deckeleinheit für einen Stellantrieb in dreidimensionaler Darstellung,
Fig. 3
zeigt die Rückseite des Deckels der Deckeleinheit für einen Stellantrieb in dreidimensionaler Form,
Fig. 4
zeigt die Vorderansicht des Deckels der Deckeleinheit für einen Stellantrieb in dreidimensionaler Form,
Fig. 5
zeigt einen Hohlzapfen im Querschnitt.
In Fig. 1 ist die Rückseite der Deckeleinheit für einen Stellantrieb in dreidimensionaler Form dargestellt. Die Deckeleinheit besteht aus einem Deckel 1 aus einer Aluminiumlegierung, der eine Wanddicke a von 1 bis 2 mm aufweist. An einer Seite ist der Deckel 1 mit drei Hohlzapfen 3a, 3b, 3c ausgebildet, die der Befestigung eines plattenförmigen Kunststoffteils 2 dienen. Dazu wird das plattenförmige Kunststoffteil 2 auf die Hohlzapfen 3a, 3b, 3c aufgeschoben, die Hohlzapfen 3a, 3b, 3c anschließend durch plastische Verformung derart verändert, so dass jeweils ein plattenförmiger Vorsprung entsteht, der ein Abziehen des plattenförmigen Kunststoffteils 2 verhindert. Das plattenförmige Kunststoffteil 2 steht direkt mit der Steuerungs- oder Regelungselektronik (nicht dargestellt) in Verbindung und kann auch als ein mit Kunststoff umspritztes Stanzgitter gestaltet sein.
In Fig. 2 ist die Vorderansicht der Deckeleinheit für einen Stellantrieb dreidimensional dargestellt. Durch den Deckel 1 ist der Stecker 2' geführt, der zur elektrischen Stromversorgung sowie zum Austausch von Steuer- oder Regelungsinformationen dient.
In Fig. 3 ist die Rückseite des Deckels 1 der Deckeleinheit für einen Stellantrieb dreidimensional dargestellt. Neben den Hohlzapfen 3a, 3b, 3c weist der Deckel 1 eine Aussparung 1' auf, durch die der Stecker des plattenförmigen Kunststoffteils (nicht dargestellt) durchgeführt wird.
In Fig. 4 die Vorderseite des Deckels 1 der Deckeleinheit für einen Stellantrieb dreidimensional dargestellt. In besonders vorteilhafter Weise ist er aus einer Aluminiumlegierung gefertigt, die einen Anteil an Aluminium von mindestens 99 Gewichtsprozent enthält.
In Fig. 5 ist ein Hohlzapfen 3a, 3b, 3c im Querschnitt dargestellt. Sein Innendurchmesser d liegt in bevorzugter Ausgestaltung im Bereich von 2 bis 4 mm. Er hat dabei eine Höhe c von 3 bis 6 mm sowie eine Wanddicke b von 0,4 bis 0,6 mm. Die Wanddicke b des Hohlzapfens 3a, 3b, 3c wird in der Regel somit kleiner gewählt als die Wanddicke a des Deckels (nicht dargestellt), die im Bereich von 1 bis 2 mm liegt.

Claims (8)

  1. Deckeleinheit für einen Stellantrieb, die aus einem Deckel (1) aus einer Aluminiumlegierung mit einer Wanddicke a von 1 bis 2 mm besteht, der mindestens einem Hohlzapfen (3a, 3b, 3c) auf einer Seite sowie eine Aussparung (1') aufweist, bei der ein mit Bohrungen versehenes, plattenförmiges Kunststoffteil (2) mit einem Stecker (2'), der durch die Aussparung (1') hindurchragt, über die Hohlzapfen (3a, 3b, 3c) mit dem Deckel (1) verbunden ist.
  2. Deckeleinheit nach Anspruch 1, bei der drei Hohlzapfen (3a, 3b, 3c) ausgebildet sind.
  3. Deckeleinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der der mindestens eine Hohlzapfen (3a, 3b, 3c) einen Innendurchmesser d von 2 bis 4 mm sowie eine Höhe c von 3 bis 6 mm aufweisen
  4. Deckeleinheit nach Anspruch 3, bei der der mindestens eine Hohlzapfen (3a, 3b, 3c) eine Wanddicke b von 0,4 bis 0,6 mm aufweisen.
  5. Deckeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der als plattenförmiges Kunststoffteil (2) ein mit Kunststoff umspritztes Stanzgitter angeordnet ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Deckeleinheit für einen Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in einem ersten Schritt ein Deckel (1) aus einer Aluminiumlegierung mit einer Wanddicke a von 1 bis 2 mm durch Tiefziehen oder Fließpressen gebildet wird, wobei mindestens ein Hohlzapfen (3a, 3b, 3c) auf einer Seite gebildet wird und eine Aussparung (1') angeordnet wird, und bei dem in einem zweiten Schritt ein plattenförmiges Kunststoffteil (2), das Bohrungen zur Aufnahme des mindestens einen Hohlzapfens (3a, 3b, 3c) des Deckels (1) sowie einen Stecker (2') aufweist, auf den mindestens einen Hohlzapfen (3a, 3b, 3c) aufgeschoben und mit dem Stecker (2') durch die Aussparung (1') durchgeführt wird und anschließend durch plastische Verformung des mindestens einen Hohlzapfens (3a, 3b, 3c) mit dem Deckel (1) verbunden wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Deckel (1) aus einer Aluminiumlegierung mit einem Gehalt von mindestens 99 Gew.-% Aluminium gebildet wird.
  8. Verwendung der Deckeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für einen Stellantrieb zur Betätigung eines Ventils zur Kühlung eines Wasserkreislaufes eines Kraftfahrzeuges.
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