DE102020202922A1 - Method for manufacturing a gear wheel for an electromechanical power steering system - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads umfassend eine Hohlwelle (4), die mit einem koaxial mit radialem Abstand umlaufenden Zahnkranz (5) über einen im Kunststoff-Spritzguss eingespritzten Verbindungskörper (6) verbunden ist, bei dem der Zahnkranz (5) und die Hohlwelle (4) im Formhohlraum (73) einer Spritzgießform (7) in einer auswerferseitigen Formhälfte (72) positioniert werden, die durch eine düsenseitige Formhälfte (71) axial geschlossen wird, und durch mindestens eine Einspritzdüse (77,79) in der düsenseitigen Formhälfte (71) schmelzflüssiger Kunststoff axial in den Zwischenraum (8) zwischen Zahnkranz (5) und Hohlwelle (4) eingespritzt wird. Um ein Verfahren anzugeben, welches weniger aufwendig ist und breitere Anwendungsmöglichkeiten bietet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei geschlossener Spritzgießform (7) eine stirnseitige axiale Öffnung (43) der Hohlwelle (4) von der düsenseitigen Formhälfte (71) geschlossen wird und zum Zwischenraum (8) abgedichtet wird.The present invention relates to a method for producing a gear wheel comprising a hollow shaft (4), which is connected to a toothed ring (5) rotating coaxially at a radial distance via a connecting body (6) injected in plastic, in which the toothed ring (5) and the hollow shaft (4) are positioned in the mold cavity (73) of an injection mold (7) in an ejector-side mold half (72) which is axially closed by a nozzle-side mold half (71), and by at least one injection nozzle (77, 79) in the On the nozzle-side mold half (71), molten plastic is injected axially into the space (8) between the ring gear (5) and the hollow shaft (4). In order to provide a method which is less complex and offers wider application possibilities, it is proposed according to the invention that, with the injection mold (7) closed, an end-side axial opening (43) of the hollow shaft (4) is closed by the nozzle-side mold half (71) and to the intermediate space ( 8) is sealed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads umfassend eine Hohlwelle, die mit einem koaxial mit radialem Abstand umlaufenden Zahnkranz über einen im Kunststoff-Spritzguss eingespritzten Verbindungskörper verbunden ist, bei dem der Zahnkranz und die Hohlwelle im Formhohlraum einer Spritzgießform in einer auswerferseitigen Formhälfte positioniert werden, die durch eine düsenseitige Formhälfte axial geschlossen wird, und durch mindestens eine Einspritzdüse in der düsenseitigen Formhälfte schmelzflüssiger Kunststoff axial in den Zwischenraum zwischen Zahnkranz und Hohlwelle eingespritzt wird. Ein nach dem Verfahren hergestelltes Schneckenrad für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.The invention relates to a method for producing a gear wheel comprising a hollow shaft which is connected to a ring gear rotating coaxially at a radial distance via a connecting body injected in plastic injection molding, in which the ring gear and the hollow shaft are positioned in the mold cavity of an injection mold in an ejector-side mold half , which is axially closed by a mold half on the nozzle side, and molten plastic is injected axially into the space between the ring gear and the hollow shaft through at least one injection nozzle in the mold half on the nozzle side. A worm wheel manufactured according to the method for an electromechanical power steering system is also the subject of the invention.

Bei elektromechanischen Hilfskraftlenkungen wird ein Hilfsdrehmoment von einem Elektromotor erzeugt, welches zur Unterstützung eines manuellen Lenkmoments über ein Getriebe in eine Lenkwelle eingekoppelt wird. Das Getriebe ist als Untersetzungsgetriebe ausgebildet und umfasst ein mit der Motorwelle gekuppeltes erstes Getriebeelement, beispielsweise eine drehfest mit der Motorwelle verbundene Schnecke, und ein damit in Getriebeeingriff stehendes Getrieberad, beispielsweise ein Schneckenrad, welches drehmomentschlüssig mit der Lenkwelle verbunden ist.In the case of electromechanical power steering systems, an auxiliary torque is generated by an electric motor, which is coupled into a steering shaft via a transmission to support a manual steering torque. The gear is designed as a reduction gear and comprises a first gear element coupled to the motor shaft, for example a worm connected in a rotationally fixed manner to the motor shaft, and a gear wheel in gear engagement therewith, for example a worm wheel, which is connected to the steering shaft in a torque-proof manner.

Das Getrieberad weist in der gattungsgemäß zugrunde gelegten Bauform eine Nabe auf, die zumindest abschnittweise als Hohlwelle ausgebildet ist, die in dem Getriebe um eine Getriebeachse drehbar gelagert und mit der Lenkwelle drehmomentschlüssig verbindbar ist. Der Zahnkranz, der beispielsweise eine Schneckenverzahnung aufweisen kann, umgibt die Hohlwelle koaxial, und ist mit dieser über einen radial dazwischen angeordneten Verbindungskörper drehfest verbunden.The gear wheel has in the generically based design a hub which is at least partially designed as a hollow shaft which is rotatably mounted in the gear about a gear axis and can be connected to the steering shaft in a torque-locking manner. The ring gear, which can have a worm toothing, for example, surrounds the hollow shaft coaxially and is connected to it in a rotationally fixed manner via a connecting body arranged radially in between.

Zur Optimierung der Betriebseigenschaften ist es bekannt, die Hohlwelle und den Zahnkranz aus unterschiedlichen, für die jeweiligen Beanspruchungen angepassten Materialien auszubilden, beispielsweise die Hohlwelle aus Stahl, und den Zahnkranz aus Kunststoff oder Buntmetall, und drehfest miteinander zu verbinden. Hierzu ist es beispielsweise aus der EP 1 777 439 A1 bekannt, im Kunststoff-Spritzgussverfahren einen schmelzflüssigen thermoplastischen Kunststoff zwischen Hohlwelle und Zahnkranz einzuspritzen, der nach dem Erstarren einen mit Hohlwelle und Zahnkranz bevorzugt stoff- und formschlüssig verbundenen Verbindungskörper bildet.To optimize the operating properties, it is known to form the hollow shaft and the ring gear from different materials adapted for the respective loads, for example the hollow shaft made of steel and the ring gear made of plastic or non-ferrous metal, and to connect them to one another in a rotationally fixed manner. For this it is for example from the EP 1 777 439 A1 known to inject a molten thermoplastic material between the hollow shaft and the toothed ring in the plastic injection molding process, which after solidification forms a connection body, preferably materially and positively connected to the hollow shaft and toothed ring.

In der EP 1 777 439 A1 wird ein Spritzgießverfahren vorgeschlagen, bei dem die Nabe und der Zahnkranz im Formhohlraum einer zweiteiligen Spritzgießform in einer auswerferseitigen Formhälfte positioniert werden, die durch die düsenseitige Formhälfte geschlossen wird, und den Verbindungskörper im Schirmanguss zu erzeugen. Dabei wird der Zwischenraum durch eine ringförmig koaxial zur Getriebeachse umlaufende Einspritzdüse in der düsenseitigen Formhälfte mit der Kunststoffschmelze gefüllt. Infolge dessen entsteht ein kegelmantelförmiger Anguss, der von dem fertig erstarrten Verbindungskörper durch Nachbearbeitung, beispielsweise spanend entfernt werden muss, was fertigungstechnisch aufwendig ist. Weiterhin ist es erforderlich, beim Spritzgießvorgang ein Eindringen von Kunststoffschmelze in die stirnseitige Öffnung der Hohlwelle zu vermeiden. Hierzu wird vorgeschlagen, einen Kern von der auswerferseitigen Formhälfte durch die Öffnung hindurchzutauchen, um diese auszufüllen und zu schließen. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die Öffnung glatt und mit gleichbleibendem Querschnitt durch die Nabe axial durchgeht, und keine Querschnittsänderungen oder Hinterschnitte aufweist, die eine Entformung der auswerferseitigen Formhälfte unmöglich machen würden. Dadurch wird die Anwendung prinzipiell auf eine einfache Nabengeometrie eingeschränkt.In the EP 1 777 439 A1 an injection molding process is proposed in which the hub and the ring gear are positioned in the mold cavity of a two-part injection mold in an ejector-side mold half, which is closed by the nozzle-side mold half, and to produce the connecting body in the shield connection. The intermediate space is filled with the plastic melt in the mold half on the nozzle side by means of an injection nozzle that rotates annularly coaxially to the gear axis. As a result, a cone-shaped sprue is created, which has to be removed from the fully solidified connecting body by post-processing, for example by cutting, which is complex in terms of production technology. Furthermore, it is necessary to prevent plastic melt from penetrating into the opening on the end face of the hollow shaft during the injection molding process. For this purpose, it is proposed to dip a core from the ejector-side mold half through the opening in order to fill it in and close it. However, this is only possible if the opening passes axially through the hub smoothly and with a constant cross-section, and has no changes in cross-section or undercuts that would make it impossible to remove the mold half on the ejector side. This basically restricts the application to a simple hub geometry.

Außerdem ist eine toleranzarme Einpassung des Kerns erforderlich, um Eindringen von Kunststoff in den Spalt zwischen Kern und Öffnung zu vermeiden, was ebenfalls aufwendig ist. Zudem lässt sich auch durch den durchgesteckten Kern nicht verhindern, dass die Hohlwelle düsenseitig außen zumindest teilweise mit Kunststoff in Kontakt kommt, der nachträglich entfernt werden muss.In addition, a low-tolerance fit of the core is necessary in order to avoid the penetration of plastic into the gap between the core and the opening, which is also expensive. In addition, the inserted core cannot prevent the hollow shaft from coming into contact with plastic on the outside, at least partially, which has to be removed afterwards.

Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads mit einem eingespritzten Verbindungskörper anzugeben, welches weniger aufwendig ist und breitere Anwendungsmöglichkeiten bietet.In view of the problems explained above, it is an object of the present invention to specify a method for producing a gear wheel with an injected connecting body which is less complex and offers wider application possibilities.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous further developments emerge from the subclaims.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads umfassend eine Hohlwelle, die mit einem koaxial mit radialem Abstand umlaufenden Zahnkranz über einen im Kunststoff-Spritzguss eingespritzten Verbindungskörper verbunden ist, bei dem der Zahnkranz und die Hohlwelle im Formhohlraum einer Spritzgießform in einer auswerferseitigen Formhälfte positioniert werden, die durch eine düsenseitige Formhälfte axial geschlossen wird, und durch mindestens eine Einspritzdüse in der düsenseitigen Formhälfte schmelzflüssiger Kunststoff axial in den Zwischenraum zwischen Zahnkranz und Hohlwelle eingespritzt wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei geschlossener Spritzgießform eine stirnseitige axiale Öffnung der Hohlwelle von der düsenseitigen Formhälfte geschlossen wird und zum Zwischenraum abgedichtet wird.In the method for manufacturing a gear wheel comprising a hollow shaft which is connected to a coaxially radial spaced circumferential ring gear via a plastic injection-molded connection body, in which the ring gear and the hollow shaft are positioned in the mold cavity of an injection mold in an ejector-side mold half, which by a nozzle-side mold half is axially closed, and through at least one injection nozzle in the nozzle-side mold half, molten plastic is injected axially into the space between the ring gear and the hollow shaft, it is proposed according to the invention that when the injection mold is closed, an end-face axial opening of the hollow shaft is closed by the nozzle-side mold half and for Gap is sealed.

Die Nabe wird gebildet durch eine Hohlwelle, die sich axial in Richtung der Getriebeachse erstreckt, und die eine stirnseitige axiale Öffnung aufweist, die eine axial durchgehende Durchgangsöffnung bilden kann, aber auch eine Sackbohrung sein kann, die innerhalb der Hohlwelle geschlossen sein kann.The hub is formed by a hollow shaft that extends axially in the direction of the transmission axis and that has an axial opening at the end that can form an axially continuous through opening, but can also be a blind hole that can be closed within the hollow shaft.

Die zweiteilige Spritzgießform weist eine düsenseitige und eine auswerferseitige Formhälfte auf, die zum Schließen der Spritzgießform in axialer Richtung - bezogen auf die Getriebeachse - zusammengesetzt werden, bis sie bei geschlossener Spritzgießform in der Trennebene gegeneinander anliegen.The two-part injection mold has a nozzle-side and an ejector-side mold half, which are put together to close the injection mold in the axial direction - based on the transmission axis - until they rest against each other in the parting plane when the injection mold is closed.

Vor dem Schließen wird in axialer Richtung die Hohlwelle, die beispielweise aus Stahl besteht, zentral in die auswerferseitige Formhälfte eingesetzt, und koaxial dazu der Zahnkranz eingelegt, der beispielsweise aus Kunststoff oder Buntmetall gebildet ist. Anschließend wird die Spritzgießform durch axiales Ansetzen der düsenseitigen Formhälfte geschlossen. In diesem geschlossenen Zustand wird durch die düsenseitige Formhälfte nicht nur der zusammen mit der auswerferseitigen Formhälfte gebildete Formhohlraum nach außen begrenzt und geschlossen, sondern erfindungsgemäß wirkt die düsenseitige Formhälfte derart mit der Hohlwelle zusammen, dass sie die düsenseitig offene axiale Öffnung dicht verschließt. Folglich ist der verbleibende Zwischenraum axial zwischen den Formflächen der düsenseitigen und der auswerferseitigen Formhälfte, und radial zwischen dem Zahnkranz und der Außenfläche der Hohlwelle begrenzt. Dadurch, dass die düsenseitige Öffnung der Hohlwelle durch die düsenseitige Formhälfte dicht verschlossen ist, ist der Innenraum der Öffnung zum Zwischenraum hin dicht geschlossen.Before closing, the hollow shaft, which is made of steel, for example, is inserted centrally into the ejector-side mold half in the axial direction, and the ring gear, which is made of plastic or non-ferrous metal, for example, is inserted coaxially with it. The injection mold is then closed by axially attaching the nozzle-side mold half. In this closed state, the nozzle-side mold half not only delimits and closes the mold cavity formed together with the ejector-side mold half, but according to the invention the nozzle-side mold half interacts with the hollow shaft in such a way that it tightly closes the axial opening open on the nozzle side. Consequently, the remaining space is limited axially between the mold surfaces of the nozzle-side and the ejector-side mold halves, and radially between the ring gear and the outer surface of the hollow shaft. Because the nozzle-side opening of the hollow shaft is tightly closed by the nozzle-side mold half, the interior of the opening is tightly closed towards the intermediate space.

Im nächsten Schritt wird schmelzflüssiger Kunststoff, die Kunststoffschmelze, durch eine geeignete Einspritzdüsenanordnung durch die düsenseitige Formhälfte axial, d.h. in Richtung der Getriebeachse, in den Zwischenraum eingespritzt. Nach dem Erstarren bildet der Kunststoff das Verbindungsteil, welches stoffschlüssig, und zusätzlich durch in den Kunststoff eingebettete Formschlusselemente formschlüssig mit der Hohlwelle und/oder dem Zahnkranz verbunden sein kann. Durch die erfindungsgemäße Abdichtung der Öffnung wird verhindert, dass Kunststoffschmelze in das Innere der Hohlwelle eindringt. Dadurch werden Angussreste im Bereich der Öffnung weitgehend vermieden, und entsprechend wird in vorteilhafter Weise der Aufwand für die Nachbearbeitung verringert.In the next step, molten plastic, the plastic melt, is injected axially, i.e. in the direction of the gear axis, into the gap through a suitable injection nozzle arrangement through the nozzle-side mold half. After solidification, the plastic forms the connecting part, which can be connected to the hollow shaft and / or the ring gear in a materially bonded manner and additionally by form-locking elements embedded in the plastic. The inventive sealing of the opening prevents plastic melt from penetrating into the interior of the hollow shaft. As a result, sprue residues in the area of the opening are largely avoided, and the expenditure for post-processing is correspondingly reduced in an advantageous manner.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber dem genannten Stand der Technik mit dem durch die Öffnung von der Auswerferseite her hindurchtauchenden Kern ist, dass die Öffnung unabhängig vom Durchgangsquerschnitt, und gegebenenfalls vorliegenden Formänderungen, Querschnittsänderungen oder Hinterschnitten sicher durch die düsenseitige Formhälfte geschlossen werden kann. Falls die Öffnung durch eine Sackbohrung gebildet wird, kann sie ebenfalls einfach und sicher geschlossen werden, was im Stand der Technik nicht möglich ist. Dadurch ergeben sich erweiterte Anwendungsmöglichkeiten bezüglich der Ausgestaltung der Hohlwelle.Another significant advantage compared to the mentioned prior art with the core penetrating through the opening from the ejector side is that the opening can be safely closed by the nozzle-side mold half regardless of the passage cross-section and any changes in shape, cross-section or undercuts that may be present. If the opening is formed by a blind hole, it can also be closed easily and safely, which is not possible in the prior art. This results in expanded application possibilities with regard to the design of the hollow shaft.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Öffnung als Durchgangsöffnung mit einem durch die Hohlwelle axial durchgehenden Durchgangsquerschnitt ausgebildet ist, der düsenseitig größer ist als auswerferseitig. Durch einen innen gestufte Bohrung kann beispielsweise eine Gewichtsoptimierung realisiert werden, oder auch eine optimierte Anpassung zur Verbindung mit einer Lenkwelle.It can be provided, for example, that the opening is designed as a through opening with a through cross section axially through the hollow shaft, which is larger on the nozzle side than on the ejector side. An internally stepped bore can be used to optimize weight, for example, or an optimized adaptation for connection to a steering shaft.

Bevorzugt weisen die düsenseitige Formhälfte und die Hohlwelle korrespondierende axiale Dichtflächen auf, die bei geschlossener Spritzgießform dicht gegeneinander anliegen. Dadurch, dass die axial wirkende Schließkraft der Spritzgießform auf die axialen Dichtflächen wirkt, kann eine besonders sichere Abdichtung der Öffnung gegen den Zwischenraum realisiert werden.The mold half on the nozzle side and the hollow shaft preferably have corresponding axial sealing surfaces which, when the injection mold is closed, bear tightly against one another. Because the axially acting closing force of the injection mold acts on the axial sealing surfaces, a particularly reliable sealing of the opening against the intermediate space can be realized.

Zusätzlich oder alternativ können die düsenseitige Formhälfte und die Hohlwelle korrespondierende radiale Dichtflächen aufweisen, die bei geschlossener Spritzgießform spielarm gegeneinander anliegen.Additionally or alternatively, the nozzle-side mold half and the hollow shaft can have corresponding radial sealing surfaces which, when the injection mold is closed, bear against one another with little play.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit ist, dass die korrespondierenden Dichtflächen an der düsenseitigen Formhälfte und der Hohlwelle zumindest abschnittweise konisch ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Hohlwelle eine konisch zur Düsenseite zusammenlaufende Dichtfläche aufweisen, und die düsenseitige Formhälfte eine korrespondierende, dagegen abdichtende konische oder zylindrische Öffnung. Die konischen Dichtflächen können kegelförmig, oder auch ballig oder gerundet geformt sein. Derartig konische Dichtflächen haben den Vorteil, dass die in axialer Richtung wirkende Schließkraft der Spritzgießform zur Abdichtung genutzt werden kann.Another advantageous possibility is that the corresponding sealing surfaces on the nozzle-side mold half and the hollow shaft are at least partially conical. For example, the hollow shaft can have a sealing surface conically converging towards the nozzle side, and the nozzle-side mold half can have a corresponding conical or cylindrical opening that seals against it. The conical sealing surfaces can be conical, or also convex or rounded. Such conical sealing surfaces have the advantage that the closing force of the injection mold acting in the axial direction can be used for sealing.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die düsenseitige Formhälfte bei geschlossener Spritzgießform stirnseitig dicht gegen die Hohlwelle anliegt. Beispielsweise kann am stirnseitigen Rand der Öffnung eine koaxial umlaufende axiale, radiale und/oder konische Dichtfläche ausgebildet sein, die eine korrespondierende Dichtfläche an der Innenwandung der düsenseitigen Formhälfte dicht kontaktiert.It can be provided, for example, that the mold half on the nozzle side is closed when the mold half is closed Injection mold rests tightly against the hollow shaft at the end. For example, a coaxially encircling axial, radial and / or conical sealing surface can be formed on the front edge of the opening which tightly contacts a corresponding sealing surface on the inner wall of the nozzle-side mold half.

Eine vorteilhafte Ausführung kann vorsehen, dass ein stirnseitig von dem Verbindungskörper und/oder dem Zahnkranz axial vorstehender Hohlwellenabschnitt der Hohlwelle in einer Ausnehmung der düsenseitigen Formhälfte aufgenommen wird. Die Hohlwelle kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten einen axial vorstehenden Abschnitt aufweisen, der beispielsweise ausgestaltet sein kann mit Verbindungsmitteln zur drehmomentschlüssigen Verbindung mit einer Lenkwelle, beispielsweise Bohrungen und/oder Wellenzapfen mit rundem oder unrundem Querschnitt zur Realisierung von kraft- und/oder formschlüssigen Verbindungen. Dadurch, dass ein düsenseitig axial vorstehender Hohlwellenabschnitt bei geschlossener Spritzgießform in die Ausnehmung der düsenseitigen Formhälfte eintaucht, kann eine einfache Anpassung an unterschiedliche Geometrien und Abmessungen des Getrieberads erfolgen. Die erfindungsgemäße Abdichtung kann im stirnseitigen Endbereich, oder auch im Verlauf des vorstehenden Hohlwellenabschnitts erfolgen. Hierzu können beispielsweise wie oben beschrieben axialen, konische und/oder radiale Dichtflächen vorgesehen sein.An advantageous embodiment can provide that a hollow shaft section of the hollow shaft protruding axially from the end face of the connecting body and / or the toothed ring is received in a recess in the nozzle-side mold half. The hollow shaft can have an axially protruding section on one side or on both sides, which can be designed, for example, with connecting means for torque-locking connection to a steering shaft, for example bores and / or shaft journals with a round or non-round cross-section for realizing non-positive and / or positive-locking Links. Because a hollow shaft section protruding axially on the nozzle side dips into the recess of the nozzle-side mold half when the injection mold is closed, a simple adaptation to different geometries and dimensions of the gear wheel can take place. The sealing according to the invention can take place in the frontal end area or also in the course of the protruding hollow shaft section. For this purpose, for example, as described above, axial, conical and / or radial sealing surfaces can be provided.

Es kann vorteilhaft zur Durchführung des Verfahrens sein, dass eine Mehrzahl von Punkangüssen über den Umfang verteilt angeordnet ist. Die Punktangüsse weisen axial in den Zwischenraum einmündende Einspritzdüsen auf. Für jeden Punktanguss wird durch eine Einspritzdüse die Kunststoffschmelze in den Zwischenraum eingespritzt, wodurch eine gleichmäßige, an die Geometrie angepasste Füllung realisiert werden kann. Dadurch kann ein gleichmäßiger, spannungsarmer und hoch belastbarer Verbindungskörper erzeugt werden. Es können drei, vier, sechs, acht, zwölf oder mehr Punktangüsse - bevorzugt gleichmäßig - über den Umfang verteilt angeordnet sein. Fertigungstechnisch haben Punktangüsse den Vorteil, dass der Angussquerschnitt, der durch den Düsenquerschnitt der Einspritzdüse gegeben ist, derart - nahezu punktförmig - gering sein kann, dass der Angusskanal beim Entformen durch geringe Querkräfte abreißt oder abschert. Dadurch, dass die Punktangüsse nah an der düsenseitigen axialen Oberfläche des Verbindungskörpers positioniert werden, ist in der Regel keine mechanische Nachbearbeitung der Angüsse erforderlich, wodurch der Fertigungsaufwand gegenüber einem Schirmanguss reduziert werden kann.It can be advantageous for carrying out the method that a plurality of point gates is arranged distributed over the circumference. The point gates have injection nozzles opening axially into the space. For each point gating, the plastic melt is injected into the space through an injection nozzle, whereby a uniform filling that is adapted to the geometry can be realized. As a result, a uniform, low-tension and highly resilient connection body can be produced. Three, four, six, eight, twelve or more point gates can be arranged distributed over the circumference, preferably evenly. In terms of manufacturing technology, point gates have the advantage that the sprue cross-section, which is given by the nozzle cross-section of the injection nozzle, can be so small - almost punctiform - that the sprue tears off or shears off when demoulding due to small transverse forces. Because the point sprues are positioned close to the nozzle-side axial surface of the connecting body, no mechanical reworking of the sprues is generally required, which means that the manufacturing effort can be reduced compared to a shield sprue.

Um das Abtrennen des oder der Angusspunkte durch Abscheren oder Abreißen zu erzeugen, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen sein, dass nach dem Erstarren des Kunststoffs die auswerferseitige Formhälfte von der düsenseitigen Formhälfte durch eine axial-translatorische und eine rotatorische Bewegung voneinander getrennt werden, bevorzugt überlagert als schraubenförmige Bewegung. Zum Entformen werden die beiden Formhälften entgegen der axialen Schließrichtung voneinander getrennt, wobei der Formhohlraum geöffnet wird und das fertige Getrieberad aus der auswerferseitigen Formhälfte ausgeworfen werden kann. Dadurch, dass bei der Trennung die beiden Formhälften schraubenförmig relativ zueinander bewegt werden, wirkt durch die rotatorische Bewegungskomponente auf die im Bereich der Einspritzdüsen gebildeten Angüsse eine Scherkraft in Umfangsrichtung, wodurch diese beim Entformen abgeschert bzw. abgerissen werden, und eine Nachbearbeitung entfallen kann. Es ist auch denkbar und möglich, dass die Formhälften durch ein rein axial-translatorische Bewegung voneinander getrennt werden können.In order to create the separation of the sprue point (s) by shearing or tearing off, it can be provided in an advantageous development of the method that, after the plastic has solidified, the mold half on the ejector side is separated from the mold half on the nozzle side by an axial-translational and a rotary movement, preferably superimposed as a helical movement. For demolding, the two mold halves are separated from one another against the axial closing direction, the mold cavity being opened and the finished gear wheel being able to be ejected from the mold half on the ejector side. Because the two halves of the mold are moved helically relative to each other during separation, the rotational movement component exerts a shear force in the circumferential direction on the sprues formed in the area of the injection nozzles, which means that they are sheared or torn off during demolding, and reworking can be omitted. It is also conceivable and possible that the mold halves can be separated from one another by a purely axial-translational movement.

Es ist unter Umständen auch möglich, dass der Zwischenraum im Schirmanguss gefüllt wird, beispielsweise um spezielle Geometrien optimiert zu spritzen. Weiterhin ist es denkbar und möglich, dass der Zwischenraum im Ringanguss gefüllt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass der Zwischenraum mit einer gleichmäßigen Wanddicke hergestellt werden kann.Under certain circumstances it is also possible for the space in the shield gate to be filled, for example in order to inject special geometries in an optimized manner. It is also conceivable and possible for the space in the ring gate to be filled. This ensures that the space can be produced with a uniform wall thickness.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Schneckenrad für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung, umfassend eine als Hohlwelle ausgebildete Nabe, die mit einem koaxial mit radialem Abstand umlaufenden Zahnkranz über einen im Kunststoff-Spritzguss eingespritzten Verbindungskörper aus einem thermoplastischem Kunststoff verbunden ist, welches nach einem erfindungsgemäßen Verfahren wie vorangehend beschrieben hergestellt ist. Die Nabe und/oder der Zahnkranz können aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff ausgebildet sein. Es ist weiterhin denkbar und möglich, das Schneckenrad für ein Steer-by-Wire Lenksystem vorzusehen, bei welcher eine Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern über elektrische Signale erfolgt.The invention further comprises a worm wheel for an electromechanical power steering system, comprising a hub designed as a hollow shaft, which is connected to a toothed ring rotating coaxially at a radial distance via a connection body made of a thermoplastic material, which is injected using a plastic injection molding process and which is as described above using a method according to the invention is made. The hub and / or the ring gear can be formed from a metallic material or a plastic. It is also conceivable and possible to provide the worm wheel for a steer-by-wire steering system in which a connection between the steering wheel and the steered wheels takes place via electrical signals.

FigurenlisteFigure list

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

  • 1 ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Darstellung,
  • 2 ein Hilfskraftantrieb des Lenksystems gemäß 1 in einer schematischen Darstellung,
  • 3 ein Getrieberad eines Hilfskraftantriebs in perspektivischer Ansicht,
  • 4 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Spritzgießform,
  • 5 eine schematische Darstellung des Schmelzeflusses in einer Spritzgießform gemäß 4,
  • 6 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Spritzgießform in einer zweiten Ausführung,
  • 7 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Spritzgießform in einer dritten Ausführung.
Advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show in detail:
  • 1 a steering system of a motor vehicle in a schematic representation,
  • 2 an auxiliary power drive of the steering system according to 1 in a schematic representation,
  • 3 a gear wheel of an auxiliary power drive in perspective view,
  • 4th a sectional view through an injection mold according to the invention,
  • 5 a schematic representation of the melt flow in an injection mold according to 4th ,
  • 6th a sectional view through an injection mold according to the invention in a second embodiment,
  • 7th a sectional view through an injection mold according to the invention in a third embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually only named or mentioned once.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Kraftfahrzeuglenkung 100. Diese umfasst eine Lenkwelle 1, in die ein Fahrer über ein Lenkrad 102 ein manuelles Lenk-Drehmoment oder Lenkmoment als Lenkbefehl einbringen kann. Das Lenkmoment wird über die Lenkwelle 1 auf ein Lenkritzel 104 übertragen, welches in einem Lenkgetriebe mit einer Zahnstange 106 kämmt. Eine Drehung des Lenkritzels 104 wird darin in eine lineare Verlagerung der Zahnstange 106 umgesetzt, die dann ihrerseits über die Spurstangen 108 einen Lenkeinschlag der lenkbaren Räder 110 des Kraftfahrzeugs bewirkt. 1 shows a schematic view of a motor vehicle steering system 100 . This includes a steering shaft 1 into which a driver uses a steering wheel 102 can introduce a manual steering torque or steering torque as a steering command. The steering torque is generated via the steering shaft 1 on a steering pinion 104 transmitted, which in a steering gear with a rack 106 combs. One turn of the steering pinion 104 is in it in a linear displacement of the rack 106 implemented, which then in turn via the tie rods 108 a steering angle of the steerable wheels 110 of the motor vehicle causes.

Eine elektrische Hilfskraftunterstützung kann in Form eines eingangsseitig mit der Lenkwelle 1 gekoppelten Hilfskraftantriebs 112, eines mit dem Ritzel 104 gekoppelten Hilfskraftantriebs 114 und/oder eines mit der Zahnstange 106 gekoppelten Hilfskraftantriebs 116 vorgesehen sein. Der jeweilige Hilfskraftantrieb 112, 114 oder 116 koppelt ein Hilfsdrehmoment in die Lenkwelle 1 und/oder das Lenkritzel 104 und/oder eine Hilfskraft in die Zahnstange 106 ein, wodurch der Fahrer bei der Lenkarbeit unterstützt wird. Die drei unterschiedlichen, in der 1 dargestellten Hilfskraftantriebe 112, 114 und 116 zeigen mögliche Positionen für deren Anordnung.An electrical power assistance can be in the form of an input side with the steering shaft 1 coupled auxiliary power drive 112 , one with the pinion 104 coupled auxiliary power drive 114 and / or one with the rack 106 coupled auxiliary power drive 116 be provided. The respective auxiliary power drive 112 , 114 or 116 couples an auxiliary torque into the steering shaft 1 and / or the steering pinion 104 and / or an assistant in the rack 106 a, whereby the driver is supported in the steering work. The three different ones in the 1 auxiliary drives shown 112 , 114 and 116 show possible positions for their arrangement.

Üblicherweise ist nur eine einzige der gezeigten Positionen mit einem Hilfskraftantrieb 112, 114 oder 116 belegt. Das Hilfsdrehmoment bzw. die Hilfskraft, welche zur Unterstützung des Fahrers mittels des jeweiligen Hilfskraftantriebs 112, 114 oder 116 aufgebracht werden soll, wird unter Berücksichtigung eines von einem Drehmomentsensor 118 ermittelten, vom Fahrer manuell eingebrachten Lenkmoments bestimmt. Alternativ oder in Kombination mit der Einbringung des Hilfsdrehmoments kann von einem Hilfskraftantrieb 112, 114, 116 ein zusätzlicher Lenkwinkel in das Lenksystem 100 eingebracht werden, der sich mit dem vom Fahrer über das Lenkrad 102 aufgebrachten Lenkwinkel summiert.Usually only one of the positions shown is with an auxiliary power drive 112 , 114 or 116 proven. The auxiliary torque or the auxiliary force, which is used to support the driver by means of the respective auxiliary power drive 112 , 114 or 116 is to be applied, taking into account one of a torque sensor 118 determined steering torque introduced manually by the driver. Alternatively or in combination with the introduction of the auxiliary torque, an auxiliary power drive can be used 112 , 114 , 116 an additional steering angle in the steering system 100 be introduced, which is dealt with by the driver via the steering wheel 102 applied steering angle summed up.

Die Lenkwelle 1 weist eingangsseitig eine mit dem Lenkrad 102 verbundene Eingangswelle 10 und ausgangsseitig eine mit der Zahnstange 106 über das Lenkritzel 104 verbundene Ausgangswelle 12 auf. Die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 12 sind drehelastisch über einen in der 1 nicht zu erkennenden Drehstab miteinander gekoppelt. Damit führt ein von einem Fahrer über das Lenkrad 102 in die Eingangswelle 10 eingetragenes Drehmoment immer dann zu einer Relativdrehung der Eingangswelle 10 bezüglich der Ausgangswelle 12, wenn die Ausgangswelle 12 sich nicht exakt synchron zu der Eingangswelle 10 dreht. Diese Relativdrehung zwischen Eingangswelle 10 und Ausgangswelle 12 kann über einen Drehwinkelsensor gemessen werden und entsprechend aufgrund der bekannten Torsionssteifigkeit des Drehstabes ein entsprechendes Eingangsdrehmoment relativ zur Ausgangswelle 12 bestimmt werden. Auf diese Weise wird durch die Bestimmung der Relativdrehung zwischen Eingangswelle 10 und Ausgangswelle 12 der Drehmomentsensor 118 ausgebildet. Ein solcher Drehmomentsensor 118 ist prinzipiell bekannt und kann beispielsweise eine elektromagnetische Sensoranordnung, oder durch eine andere Messung der Relativverdrehung realisiert werden.The steering shaft 1 has on the input side one with the steering wheel 102 connected input shaft 10 and one with the rack on the output side 106 via the steering pinion 104 connected output shaft 12th on. The input shaft 10 and the output shaft 12th are torsionally flexible via one in the 1 not recognizable torsion bar coupled together. So that a driver leads over the steering wheel 102 into the input shaft 10 entered torque always to a relative rotation of the input shaft 10 with respect to the output shaft 12th when the output shaft 12th not exactly in sync with the input shaft 10 turns. This relative rotation between the input shaft 10 and output shaft 12th can be measured via a rotation angle sensor and, due to the known torsional stiffness of the torsion bar, a corresponding input torque relative to the output shaft 12th to be determined. In this way, by determining the relative rotation between the input shaft 10 and output shaft 12th the torque sensor 118 educated. Such a torque sensor 118 is known in principle and can be implemented, for example, by an electromagnetic sensor arrangement or by some other measurement of the relative rotation.

Entsprechend wird ein Lenkmoment, welches von dem Fahrer über das Lenkrad 102 auf die Lenkwelle 1 beziehungsweise die Eingangswelle 10 aufgebracht wird, nur dann den Eintrag eines Hilfsdrehmoments durch einen der Hilfskraftantriebe 112, 114, 116 bewirken, wenn die Ausgangswelle 12 gegen den Drehwiderstand des Drehstabs relativ zu der Eingangswelle 10 verdreht wird.A steering torque generated by the driver via the steering wheel is correspondingly 102 on the steering shaft 1 or the input shaft 10 is applied, only then the entry of an auxiliary torque by one of the auxiliary power drives 112 , 114 , 116 effect when the output shaft 12th against the rotational resistance of the torsion bar relative to the input shaft 10 is twisted.

Der Drehmomentsensor 118 kann auch alternativ an der Position 118' angeordnet sein, wobei dann die Durchbrechung der Lenkwelle 1 in Eingangswelle 10 und Ausgangswelle 12 und die drehelastische Kopplung über den Drehstab entsprechend an einer anderen Position vorliegt, um aus der Relativverdrehung der über den Drehstab mit der Eingangswelle 10 gekoppelten Ausgangswelle 12 eine Relativdrehung und damit entsprechend ein Eingangsdrehmoment und/oder ein einzubringendes Hilfsdrehmoment bestimmen zu können.The torque sensor 118 can also alternatively be arranged at position 118 ', in which case the opening of the steering shaft 1 in input shaft 10 and output shaft 12th and the torsionally elastic coupling via the torsion bar is correspondingly in a different position in order from the relative rotation of the torsion bar to the input shaft 10 coupled output shaft 12th to be able to determine a relative rotation and thus accordingly an input torque and / or an auxiliary torque to be introduced.

Die Lenkwelle 1 gemäß 1 umfasst weiterhin mindestens ein kardanisches Gelenk 120, mittels welchem der Verlauf der Lenkwelle 1 im Kraftfahrzeug an die räumlichen Gegebenheiten angepasst werden kann.The steering shaft 1 according to 1 furthermore comprises at least one cardan joint 120 , by means of which the course of the steering shaft 1 can be adapted to the spatial conditions in the motor vehicle.

In 2 ist beispielhaft ein elektromechanischer Hilfsmomentantrieb 2 dargestellt, der als ein Hilfskraftantrieb 112 oder 114 eingesetzt werden kann zur Einkopplung eines Hilfsmoments in die Lenkwelle 1.In 2 is an example of an electromechanical auxiliary torque drive 2 shown as an auxiliary power drive 112 or 114 can be used to couple an auxiliary torque into the steering shaft 1 .

Der Hilfsmomentantrieb 2 weist ein Getriebe 21 auf, welches eine Schnecke 22 aufweist, die mit einem als Schneckenrad ausgebildeten Getrieberad 3 in Getriebeeingriff steht.The auxiliary torque drive 2 has a transmission 21 on what a snail 22nd which is in gear engagement with a gear wheel 3 designed as a worm wheel.

Das Getrieberad 3 ist mit der Lenkwelle 1 drehfest verbunden, und mit diesem um die Getriebeachse L, welche hier identisch ist mit der Längsachse der Lenkwelle 1, drehbar in dem Getriebe 21 gelagert.The gear 3 is with the steering shaft 1 non-rotatably connected, and with this about the transmission axis L. , which here is identical to the longitudinal axis of the steering shaft 1 , rotatable in the gearbox 21 stored.

Die Schnecke 22 ist mit der Motorwelle 23 eines Elektromotors 24 gekuppelt, und von diesem drehend antreibbar, wobei durch den Getriebeeingriff das Getrieberad 3 um die Getriebeachse L in Drehung versetzt wird.The snail 22nd is with the motor shaft 23 an electric motor 24 coupled, and rotatably drivable by this, the gear wheel 3 about the gear axis through the gear engagement L. is set in rotation.

Das Getrieberad 3 ist in 3 separat perspektivisch dargestellt. Es weist eine als Hohlwelle 4 ausgebildete Nabe auf, die koaxial zur Getriebeachse L von einem Zahnkranz 5 umgeben ist. Die Hohlwelle 4 ist über einen im Kunststoff-Spritzguss in den radialen Zwischenraum eingespritzten Verbindungskörper 6 aus thermoplastischem Kunststoff mit dem Zahnkranz 5 fest verbunden.The gear 3 is in 3 shown separately in perspective. It has a hollow shaft 4th trained hub, which is coaxial with the transmission axis L. from a ring gear 5 is surrounded. The hollow shaft 4th is via a connecting body that is injected into the radial gap in plastic injection molding 6th made of thermoplastic with the gear rim 5 firmly connected.

Die Hohlwelle 4 weist einen stirnseitig axial vorstehenden ersten Hohlwellenabschnitt 41 auf, und einen sich von der anderen Seite axial erstreckenden Hohlwellenansatz 42. Zwischen den Hohlwellenabschnitten 41, 42 ist ein Einlegeteil 400 vorgesehen. Das Einlegeteil 400 ist einstückig mit der Nabe 4 ausgebildet. Eine stirnseitig des Hohlwellenabschnitts 41 offene Öffnung 43 geht als Durchgangsbohrung durch die gesamte Hohlwelle 4 hindurch, wie in dem in 4 gezeigten Längsschnitt entlang der Getriebeachse L erkennbar ist. Dem ist entnehmbar, dass der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 43 über die Länge gestuft ist, wobei der Innendurchmesser D im Hohlwellenabschnitt 41 größer ist als im Hohlwellenansatz 42.The hollow shaft 4th has a first hollow shaft section which protrudes axially at the end face 41 on, and a hollow shaft extension axially extending from the other side 42 . Between the hollow shaft sections 41 , 42 an insert 400 is provided. The insert 400 is integral with the hub 4th educated. One at the end of the hollow shaft section 41 open opening 43 goes through the entire hollow shaft as a through hole 4th through, as in the in 4th shown longitudinal section along the transmission axis L. is recognizable. It can be seen from this that the opening cross section of the opening 43 is stepped along the length, the inner diameter D. in the hollow shaft section 41 is larger than in the hollow shaft approach 42 .

4 zeigt das Getrieberad 3 in einem Längsschnitt während der Fertigung in einer zweiteiligen Spritzgießform 7, die eine auf der Düsenseite - in der Zeichnung links - angeordnete düsenseitige Formhälfte 71, und eine auf der Auswerferseite - in der Zeichnung rechts - angeordnete auswerferseitige Formhälfte 72 aufweist. In dem gezeigten geschlossenen Zustand liegen die Formhälften 71 und 71 in der Trennebene T gegeneinander an. 4th shows the gear wheel 3 in a longitudinal section during manufacture in a two-part injection mold 7th , the one on the nozzle side - on the left in the drawing - arranged nozzle-side mold half 71 , and an ejector-side mold half arranged on the ejector side - on the right in the drawing 72 having. In the closed state shown, the mold halves lie 71 and 71 in the parting line T against each other.

Die Formhälften 71 und 72 umschließen einen Formhohlraum 73, der im gezeigten Beispiel überwiegend in der auswerferseitigen Formhälfte 72 ausgebildet ist.The mold halves 71 and 72 enclose a mold cavity 73 , which in the example shown mainly in the ejector-side mold half 72 is trained.

Zur Fertigung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der separat bereitgestellte Zahnkranz 5 und die Hohlwelle 4, insbesondere im Bereich des Einlegeteils 400, in dem Formhohlraum 73 der auswerferseitigen Formhälfte 72, wie gezeigt, positioniert. Anschließend wird die düsenseitige Formhälfte 71 axial, d.h. in Richtung der Getriebeachse L mit der auswerferseitigen Formhälfte 72 in der Trennebene T zusammengesetzt, wobei der Formhohlraum 73 mit der Schließkraft F geschlossen wird, wie in 4 mit den Pfeilen eingezeichnet. Dabei verbleibt radial zwischen der Hohlwelle 4 und dem Zahnkranz 5 ein Zwischenraum 8, dessen Querschnitt mit dem Verbindungskörper 6 korrespondiert.For production according to the method according to the invention, the separately provided toothed ring 5 and the hollow shaft 4th , in particular in the area of the insert 400, in the mold cavity 73 the ejector-side mold half 72 positioned as shown. Then the nozzle-side mold half is 71 axially, ie in the direction of the transmission axis L. with the mold half on the ejector side 72 in the parting line T assembled, the mold cavity 73 with the closing force F. is closed, as in 4th marked with the arrows. It remains radially between the hollow shaft 4th and the ring gear 5 a gap 8th , its cross-section with the connecting body 6th corresponds.

Bei geschlossener Spritzgießform 7 taucht der nun zur Düsenseite hin vorstehende Hohlwellenabschnitt 41 in eine Ausnehmung 74 in der düsenseitigen Formhälfte 71 ein. Dabei liegt eine stirnseitig an dem Hohlwellenabschnitt 41 angeordnete axiale Dichtfläche 44 dicht an der düsenseitigen Formhälfte 71 gegen eine korrespondierende axiale Dichtfläche 75 an, die hier am Grund der Ausnehmung 74 angeordnet ist. Dadurch ist der Zwischenraum 8 gegen die Öffnung 43 abgedichtet. Die Dichtflächen 44,76 können weiterhin in einem Bereich des Formhohlraums 73 vorgesehen sein, in welchem das Einlegeteil 400 und die düsenseitigen Formhälfte 71 und die auswerferseitigen Formhälfte 72 angrenzen.With the injection mold closed 7th the hollow shaft section now protruding towards the nozzle side is immersed 41 into a recess 74 in the mold half on the nozzle side 71 a. One of the faces lies on the hollow shaft section 41 arranged axial sealing surface 44 close to the nozzle-side mold half 71 against a corresponding axial sealing surface 75 on, the one here at the bottom of the recess 74 is arranged. This is the space in between 8th against the opening 43 sealed. The sealing surfaces 44, 76 can continue to be in a region of the mold cavity 73 be provided in which the insert 400 and the nozzle-side mold half 71 and the mold half on the ejector side 72 adjoin.

Die düsenseitige Formhälfte 71 weist eine Mehrzahl von Einspritzdüsen 76 auf, die - bevorzugt gleichmäßig - über den Umfang verteilt axial in den Zwischenraum 8 einmünden, zur Bildung von Punktangüssen. Die Einspritzdüsen 76 können über sternförmig oder über den gesamten Umfang angeordnete Verteilerkanäle 77 von einem zentralen Speisekanal 78 mit Kunststoffschmelze beaufschlagt werden.The nozzle-side mold half 71 has a plurality of injection nozzles 76 on, which - preferably evenly - distributed axially over the circumference into the space 8th merge to form point gates. The injectors 76 can be arranged via distribution channels arranged in a star shape or over the entire circumference 77 are acted upon by a central feed channel 78 with plastic melt.

Beim eigentlichen Spritzgießvorgang wird flüssige Kunststoffschmelze durch den Speisekanal 78, die Verteilerkanäle 77 und die Einspritzdüsen 76 in den Zwischenraum 8 eingespritzt, wie schematisch in 5 dargestellt ist. Nach dem Erstarren bildet der Kunststoff den Kunststoffkörper 6, der den Zwischenraum 8 im Wesentlichen ausfüllt, und mit der Hohlwelle 4 und dem Zahnkranz 5 stoffschlüssig und bevorzugt auch formschlüssig fest verbunden ist.During the actual injection molding process, liquid plastic melt flows through the feed channel 78, the distribution channels 77 and the injectors 76 in the space 8th injected as schematically in 5 is shown. After solidification, the plastic forms the plastic body 6th that the gap 8th essentially fills, and with the hollow shaft 4th and the ring gear 5 is firmly connected firmly and preferably also positively.

Durch die Einspritzdüsen 76 werden über den düsenseitigen axialen Umfang des Verbindungskörpers Punktangüsse mit relativ kleinem Querschnitt gebildet. Zum Entformen wird die düsenseitige Formhälfte 71 entgegen der Schließkraft F entlang der Getriebeachse L axial von der auswerferseitigen Formhälfte 72 entfernt, wobei sie gleichzeitig um die Getriebeachse L rotiert wird, so dass eine Art schraubenförmige Bewegung erfolgt. Dadurch werden die Punktangüsse im Bereich der Einspritzdüsen 76 an der axialen Stirnseite des Verbindungskörpers abgeschert. Eine weitere Nachbearbeitung ist nicht erforderlich.Through the injectors 76 are point gates with a relatively small cross-section over the axial circumference of the connecting body on the nozzle side educated. The mold half on the nozzle side is used for demolding 71 against the closing force F. along the gear axis L. axially from the mold half on the ejector side 72 removed, at the same time around the transmission axis L. is rotated so that there is a kind of helical movement. This creates the point gates in the area of the injection nozzles 76 sheared off at the axial end face of the connecting body. No further post-processing is required.

6 und 7 zeigen ähnliche Ansichten wie 4, wobei die auswerferseitige Formhälfte 72 weggelassen ist. 6th and 7th show views similar to 4th , the ejector-side mold half 72 is omitted.

In der Ausführung von 6 ist anstelle der punktförmigen Einspritzdüsen 76 von 4 eine koaxial ringförmig umlaufende Einspritzdüse 79 vorgesehen. Dabei erfolgt das Einspritzen der Kunststoffschmelze in den Zwischenraum 8 axial durch einen umlaufenden Ringspalt. Dadurch kann das Füllverhalten angepasst werden.In the execution of 6th is instead of the punctiform injectors 76 from 4th a coaxially annular circumferential injection nozzle 79 intended. The plastic melt is injected into the space 8th axially through a circumferential annular gap. This allows the filling behavior to be adjusted.

Bei der in 7 gezeigten Ausführung ist, ähnlich wie in 4, eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Einspritzdüsen 76 vorgesehen, die jedoch nicht unmittelbar als Punktangüsse in den Zwischenraum 8 einmünden, sondern in eine axial davor ausgebildete Vorkammer 81. Diese Vorkammer 81 kann als koaxialer Ringraum ausgebildet sein, der mit dem Zwischenraum 8 verbunden ist. Dabei wird zunächst die Vorkammer 81 mit Kunststoff gefüllt und anschließend der Zwischenraum 8. Die Vorkammer wird abschließend zerspanend entfernt. Dadurch kann das Einspritzen der Kunststoffschmelze angepasst und die Füllung optimiert werden.At the in 7th is similar to that shown in 4th , a plurality of injection nozzles distributed over the circumference 76 provided, but not directly as point gates in the space 8th open out, but into an antechamber formed axially in front of it 81 . This antechamber 81 can be designed as a coaxial annular space with the space 8th connected is. First the antechamber 81 filled with plastic and then the space in between 8th . The antechamber is then removed by machining. This allows the injection of the plastic melt to be adapted and the filling to be optimized.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
LenkwelleSteering shaft
1010
EingangswelleInput shaft
100100
KraftfahrzeuglenkungMotor vehicle steering
102102
Lenkradsteering wheel
104104
LenkritzelSteering pinion
106106
ZahnstangeRack
108108
SpurstangenTie rods
110110
Radwheel
112,114,116112,114,116
HilfskraftantriebAuxiliary power drive
118118
DrehmomentsensorTorque sensor
1212th
AusgangswelleOutput shaft
120120
Gelenkjoint
22
HilfsmomentantriebAuxiliary torque drive
2121
Getriebetransmission
2222nd
Schneckeslug
2323
MotorwelleMotor shaft
2424
ElektromotorElectric motor
44th
HohlwelleHollow shaft
4141
HohlwellenabschnittHollow shaft section
4242
HohlwellenansatzHollow shaft approach
4343
Öffnungopening
4444
DichtflächeSealing surface
55
ZahnkranzRing gear
66th
VerbindungskörperConnecting body
77th
SpritzgießformInjection mold
71, 7271, 72
FormhälfteMold half
7373
FormhohlraumMold cavity
7474
AusnehmungRecess
7575
DichtflächeSealing surface
7676
Einspritzdüsen (Punktangüsse)Injection nozzles
77, 7977, 79
EinspritzdüseInjector
88th
ZwischenraumSpace
8181
VorkammerAntechamber
LL.
GetriebeachseGear axis
TT
TrennebeneParting plane
FF.
SchlließkraftLocking force
D, dD, d
Durchmesserdiameter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 1777439 A1 [0004, 0005]EP 1777439 A1 [0004, 0005]

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads umfassend eine Hohlwelle (4), die mit einem koaxial mit radialem Abstand umlaufenden Zahnkranz (5) über einen im Kunststoff-Spritzguss eingespritzten Verbindungskörper (6) verbunden ist, bei dem der Zahnkranz (5) und die Hohlwelle (4) im Formhohlraum (73) einer Spritzgießform (7) in einer auswerferseitigen Formhälfte (72) positioniert werden, die durch eine düsenseitige Formhälfte (71) axial geschlossen wird, und durch mindestens eine Einspritzdüse (77,79) in der düsenseitigen Formhälfte (71) schmelzflüssiger Kunststoff axial in den Zwischenraum (8) zwischen Zahnkranz (5) und Hohlwelle (4) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener Spritzgießform (7) eine stirnseitige axiale Öffnung (43) der Hohlwelle (4) von der düsenseitigen Formhälfte (71) geschlossen wird und zum Zwischenraum (8) abgedichtet wird.A method for producing a gear wheel comprising a hollow shaft (4) which is connected to a toothed ring (5) rotating coaxially at a radial distance via a connecting body (6) injected in plastic injection molding, in which the toothed ring (5) and the hollow shaft (4 ) are positioned in the mold cavity (73) of an injection mold (7) in an ejector-side mold half (72), which is axially closed by a nozzle-side mold half (71), and by at least one injection nozzle (77, 79) in the nozzle-side mold half (71) Molten plastic is injected axially into the space (8) between the ring gear (5) and the hollow shaft (4), characterized in that, when the injection mold (7) is closed, an end-side axial opening (43) in the hollow shaft (4) is separated from the nozzle-side mold half (71) ) is closed and sealed to the space (8). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die düsenseitige Formhälfte (71) und die Hohlwelle (4) korrespondierende axiale, radiale und/oder konische Dichtflächen (44) aufweisen, die bei geschlossener Spritzgießform (7) dicht gegeneinander anliegen.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the nozzle-side mold half (71) and the hollow shaft (4) have corresponding axial, radial and / or conical sealing surfaces (44) which lie tightly against each other when the injection mold (7) is closed. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die düsenseitige Formhälfte (71) bei geschlossener Spritzgießform (7) stirnseitig dicht gegen die Hohlwelle (4) anliegt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the nozzle-side mold half (71) rests tightly against the hollow shaft (4) at the end when the injection mold (7) is closed. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein stirnseitig von dem Verbindungskörper (6) und/oder dem Zahnkranz (5) axial vorstehender Hohlwellenabschnitt (41) der Hohlwelle (4) in einer Ausnehmung (74) der düsenseitigen Formhälfte (71) aufgenommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a hollow shaft section (41) of the hollow shaft (4) protruding axially from the connecting body (6) and / or the toothed ring (5) in a recess (74) of the nozzle-side mold half (71) is recorded. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (43) als Durchgangsöffnung mit einem Durchgangsquerschnitt ausgebildet ist, der düsenseitig größer ist als auswerferseitig.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the opening (43) is designed as a passage opening with a passage cross-section which is larger on the nozzle side than on the ejector side. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Punktangüssen (76) über den Umfang verteilt angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of point gates (76) are arranged distributed over the circumference. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erstarren des Kunststoffs die auswerferseitige Formhälfte (72) von der düsenseitigen Formhälfte (71) durch eine axial-translatorische und eine rotatorische Bewegung voneinander getrennt werden, bevorzugt überlagert als schraubenförmige Bewegung.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the plastic has solidified, the ejector-side mold half (72) are separated from the nozzle-side mold half (71) by an axial-translational and a rotational movement, preferably superimposed as a helical movement. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (8) im Schirmanguss gefüllt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the space (8) in the shield gate is filled. Schneckenrad (3) für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung, umfassend eine als Hohlwelle (4) ausgebildete Nabe, die mit einem koaxial mit radialem Abstand umlaufenden Zahnkranz (5) über einen im Kunststoff-Spritzguss eingespritzten Verbindungskörper (6) aus einem thermoplastischem Kunststoff verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.Worm wheel (3) for an electro-mechanical power steering system, comprising a form of a hollow shaft (4) hub that is connected to a coaxially rotating with radial spacing ring gear (5) via an injected plastic injection-molding compound body (6) made of a thermoplastic material, characterized characterized in that it is made by a method according to one of the Claims 1 until 8th is made. Schneckenrad (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (4) und/oder der Zahnkranz () aus einem metallischem Werkstoff gebildet sind.Worm wheel (3) Claim 9 , characterized in that the hub (4) and / or the ring gear () are formed from a metallic material. Schneckenrad (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (4) und/oder der Zahnkranz (5) aus einem Kunststoff gebildet sind.Worm wheel (3) Claim 9 , characterized in that the hub (4) and / or the ring gear (5) are formed from a plastic.
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