DE102013220800B3 - Gear wheel and method and tool for producing a gear wheel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Getrieberad (10) mit wenigstens zwei Funktionsbereichen (17, 18), wobei das Getrieberad (10) aus Kunststoff (22, 23) besteht und im Mehrkomponenten-Spritzgußverfahren hergestellt ist, und wobei jedem Funktionsbereich (17, 18) ein unterschiedlicher Kunststoff (22, 23) zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Kunststoffe (22, 23) in einem Übergangsbereich (25) zwischen den Funktionsbereichen (17, 18) einstückig vermischt miteinander verbunden sind.The invention relates to a gear (10) having at least two functional areas (17, 18), wherein the gear (10) made of plastic (22, 23) and is produced in multi-component injection molding, and wherein each functional area (17, 18) a associated with different plastic (22, 23). According to the invention, it is provided that the plastics (22, 23) are joined together in one piece in a transitional region (25) between the functional areas (17, 18).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Getrieberad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren sowie ein Werkzeug zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Getrieberads.The invention relates to a gear according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method and a tool for producing a gear according to the invention.
Ein Getrieberad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
Mit der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Getrieberad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine höhere Flexibilität hinsichtlich der verwendeten Kunststoffe bei gleichzeitig guter Verbindung zwischen den Kunststoffen im Übergangsbereich zweier Kunststoffe erzielt wird. Darüber hinaus soll es ermöglicht werden, ein erfindungsgemäßes Getrieberad möglichst rationell, d. h. mit kurzer Herstellungszeit fertigen zu können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Getrieberad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Kunststoffe in ein Übergangsbereich zwischen den Funktionsbereichen einstückig vermischt miteinander verbunden sind. Unter einstückig vermischt wird dabei im Rahmen der Erfindung verstanden, dass, im Gegensatz zum Stand der Technik, keine scharf definierten Trennflächen vorgesehen sind, in denen der Kunststoff des einen Funktionsbereichs unmittelbar an den Kunststoff des zweiten Funktionsbereichs anschließt. Eine derartige Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass in einem Übergangsbereich bzw. einer Übergangszone sich Kunststoffe miteinander vermischen und dadurch eine besonders gute Festigkeit erzielt wird. Darüber hinaus ist es durch das Vermischen möglich, Kunststoffe zu verwenden, die ansonsten bei einem Anspritzen gemäß dem Stand der Technik nicht genügend Haftung aufbauen würden. Zuletzt ermöglicht es das erfindungsgemäße Getrieberad, die Funktionsbereiche quasi gleichzeitig herzustellen, wodurch die Fertigungszeit des erfindungsgemäßen Getrieberads gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert werden kann.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a gear according to the preamble of claim 1 such that a higher flexibility in terms of the plastics used is achieved with good connection between the plastics in the transition region of two plastics simultaneously. In addition, it should be possible, a gear according to the invention as rational as possible, d. H. to produce with a short production time. This object is achieved in a gear with the features of claim 1, characterized in that the plastics are integrally mixed with each other in a transition region between the functional areas. In the context of the invention, the term "integrally mixed" is understood to mean that, in contrast to the prior art, no sharply defined separating surfaces are provided, in which the plastic of one functional region directly adjoins the plastic of the second functional region. Such a configuration has the particular advantage that in a transition region or a transition zone plastics mix together and thereby a particularly good strength is achieved. Moreover, by blending it is possible to use plastics which would otherwise not build up sufficient adhesion in prior art injection molding. Finally, the gear wheel according to the invention makes it possible to produce the functional areas virtually simultaneously, as a result of which the production time of the gear wheel according to the invention can be significantly reduced compared with the prior art.
Bei einem Getrieberad ist es dabei vorgesehen, dass ein erster Funktionsbereich einen Lagerbereich ausbildet, während ein zweiter Funktionsbereich ein Verzahnungsbereich ist. Unter einem Verzahnungsbereich wird dabei im Neue Rahmen der Erfindung ein Bereich verstanden, in dem das Getrieberad beispielsweise mit einer Antriebsschnecke eines Elektromotors zusammenwirkt bzw. von dieser angetrieben ist. Unter einem Lagerbereich wird dabei insbesondere ein mittig angeordneter, in Form einer Nabe ausgebildeter Bereich verstanden, der eine Durchgangsbohrung aufweist, in der das Getrieberad in einer Achse drehbar gelagert ist. Zur Erzielung eines zumindest näherungsweise ringförmig ausgebildeten Übergangsbereichs ist es vorgesehen, dass das Getrieberad mehrere – vorzugsweise in gleich großen Winkelabständen zueinander angeordnete – Anspritzstellen auf unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern aufweist.In the case of a gear wheel, it is provided that a first functional region forms a bearing region, while a second functional region is a toothed region. Under a gearing area is understood in the new scope of the invention, an area in which the gear, for example, cooperates with a drive screw of an electric motor and is driven by this. In this case, a bearing region is understood in particular to be a centrally arranged region designed in the form of a hub, which region has a through bore in which the gear wheel is rotatably mounted in an axis. In order to achieve an at least approximately annular transition region, it is provided that the gear wheel has a plurality of injection points on different pitch circle diameters, preferably arranged at equal angular intervals.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Getrieberads sind in den Unteransprüchen angeführt.Advantageous developments of the gear according to the invention are given in the dependent claims.
Um die jeweiligen Funktionsbereiche jeweils für sich zu optimieren, damit beispielsweise gegenüber dem Stand der Technik geringere Wandstärken bzw. ein geringerer Materialeinsatz sowie verbesserte Eigenschaften erzielt werden können, ist es in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Getrieberads vorgesehen, dass die Kunststoffe unterschiedliche Eigenschaften im Bezug auf die Festigkeit und/oder das Quellverhalten bei Wasseraufnahme und/oder die UV-Beständigkeit aufweisen.In order to optimize the respective functional areas in each case for themselves, so that, for example, compared to the prior art lower wall thickness or a lower material usage and improved properties can be achieved, it is provided in a particularly preferred embodiment of the gear that the plastics have different properties in terms of strength and / or swelling behavior in water absorption and / or UV resistance.
Eine weitere Optimierung hinsichtlich der einzelnen Funktionsbereiche wird erzielt, wenn zumindest ein Kunststoff als verstärkter Kunststoff ausgebildet ist, und zumindest ein weiterer Kunststoff als unverstärkter Kunststoff ausgebildet ist. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass der verstärkte Kunststoff Glas- oder Kohlefasern als Verstärkung aufweist. Derartige, mit Glas- oder Kohlefaser verstärkte Bereiche eignen sich insbesondere zur Aufnahme besonders hoher Biegekräfte bzw. Drehmomente.A further optimization with regard to the individual functional areas is achieved if at least one plastic is designed as a reinforced plastic, and at least one further plastic is designed as an unreinforced plastic. In particular, it is provided that the reinforced plastic has glass or carbon fibers as reinforcement. Such reinforced with glass or carbon fiber areas are particularly suitable for receiving particularly high bending forces and torques.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Getrieberads, bei dem ein Getrieberad durch Einspritzen mehrerer Kunststoffe in ein die Kontur des Getrieberads ausbildendes Werkzeug eingespritzt werden, wobei zur Ausbildung unterschiedlicher Funktionsbereiche unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden, die an unterschiedlichen Anspritzstellen des Werkzeugs eingespritzt werden, wobei es erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die unterschiedlichen Kunststoffe zumindest nahezu gleichzeitig in das Werkzeug eingespritzt werden. Dadurch wird in gewünschter Art und Weise ein Übergangsbereich gebildet, in dem sich die beiden Kunststoffe durchmischen, wodurch eine besonders gute Verbindung der Kunststoffe bei schneller Fertigung des Getrieberads erzielt wird.The invention also encompasses a method for producing a gear wheel according to the invention, in which a gear wheel is injected by injecting a plurality of plastics into a tool forming the contour of the gear wheel, wherein different plastics are used to form different functional areas, which are injected at different injection points of the tool, wherein it is provided according to the invention that the different plastics are injected at least almost simultaneously into the tool. Characterized a transition region is formed in the desired manner, in which mix the two plastics, whereby a particularly good connection of the plastics is achieved with rapid production of the gear.
Zur Optimierung bzw. Anpassung des Herstellprozesses kann es vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Kunststoffe mit unterschiedlichen Einspritzdrücken und/oder Temperaturen und/oder Einspritzmengen und/oder Einspritzdauern in das Werkzeug eingespritzt werden.To optimize or adapt the manufacturing process, it may be provided that the different plastics are injected into the tool with different injection pressures and / or temperatures and / or injection quantities and / or injection durations.
Ein Werkzeug zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Getrieberads bzw. zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Getrieberads zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeug zur Ausbildung unterschiedlicher Funktionsbereiche für jeden Funktionsbereich wenigstens eine Anspritzstelle aufweist.A tool for producing a gear wheel according to the invention or for carrying out a method for producing a gear wheel according to the invention is characterized in that the tool has at least one injection point for the formation of different functional areas for each functional area.
Bevorzugt ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Getrieberads in einem Komfortantrieb in einem Kraftfahrzeug, wie einem Schiebedachantrieb, einem Sitzverstellungsantrieb, einem Fensterheberantrieb oder ähnlichem, wobei der Komfortantrieb eine Getriebeantriebseinrichtung umfasst, die ein erfindungsgemäßes Getrieberad aufweist.Preferred is the use of a gear according to the invention in a comfort drive in a motor vehicle, such as a sunroof drive, a seat adjustment drive, a window lift drive or the like, wherein the comfort drive comprises a gear drive means comprising a gear according to the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. This shows in:
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.
In der
Der Zwischenbereich
Das im Mehrkomponenten-Spritzgußverfahren hergestellte Getrieberad
Zur Ausbildung des Getrieberads
In der
Abhängig von den jeweiligen Einspritzparametern treffen die jeweiligen Fronten der Kunststoffe
Das soweit beschriebene Getrieberad
Claims (10)
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