用于制造连接元件的方法以及连接元件
阅读说明：本技术 用于制造连接元件的方法以及连接元件 (Method for producing a connecting element and connecting element ) 是由 F·纳赫巴尔 O·邦科夫斯基 F·多贝尔霍夫 于 2018-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于制造连接元件(1、30)的方法,所述连接元件尤其是用于铰接地连接布置在底盘中的构件,其中所述连接元件(1、30)由成型元件(6、31)构成,所述成型元件具有用于容纳铰链构件(5)的铰链区段(2)、中间区段(4)以及连接区段(3),其中,所述成型元件(6、31)由至少一个第一成型区段(7、32)和至少一个第二成型区段(8、33)所构成的组件形成,该组件借助于至少一个固定元件(9、10)通过形状配合连接保持在其位置中；铰链构件(5)被装入到所述铰链区段(2)中；并且所述成型元件(6、31)和所述铰链构件(5)局部地利用塑料注塑包封。(The invention relates to a method for producing a connecting element (1, 30), in particular for the articulated connection of components arranged in a chassis, wherein the connecting element (1, 30) is formed by a profiled element (6, 31) having a hinge section (2) for receiving a hinge component (5), an intermediate section (4) and a connecting section (3), wherein the profiled element (6, 31) is formed by an assembly of at least one first profiled section (7, 32) and at least one second profiled section (8, 33), which assembly is held in its position by means of at least one fixing element (9, 10) by a form-fitting connection; a hinge member (5) is inserted into the hinge section (2); and the molding element (6, 31) and the hinge component (5) are partially encapsulated with plastic by injection molding.)
技术领域
本发明涉及一种用于制造连接元件的方法，该连接元件尤其是用于铰接地连接布置在底盘中的构件，其中所述连接元件由成型元件构成，所述成型元件具有用于容纳铰链构件的铰链区段、中间区段以及连接区段。
此外，本发明涉及一种连接元件、尤其是用于铰接地连接布置在底盘中的构件的连接元件，其中所述连接元件包括局部柱状的成型元件，所述成型元件具有用于容纳铰链构件的铰链区段、中间区段以及连接区段。
背景技术
转向横拉杆将转向机构的齿条与机动车的车轮支架连接，以便将施加到方向盘上的转向运动转送给车轮。在转向横拉杆上的端侧布置有连接元件，该连接元件用于补偿车轮的空间运动，该空间运动是由车轮的、平行于转向轴的弹性运动引起的。所述连接元件在其一端部上具有容纳铰链构件的铰链区段。在另一端部上的连接区段用于在转向横拉杆上能够借助于设置在连接区段中的内螺纹进行长度调节的组件。
所述连接元件通常是一体式的金属构件。由金属制成的连接元件的一个显著的缺点在于，这种连接元件具有较大的重量，大多数情况下在制造的范畴中需要附加的后处理并且此外还需要采取防腐蚀措施。更大的重量因此增加了未悬挂的质量的份额，这不利地反映在相应机动车的行驶特性以及消耗上。出于该原因，连接元件更多地以混合结构方式、即金属材料与塑料的组合方式来制造。
由文献DE 10 2008 049 946 A1已知一种用于机动车的转向横拉杆组件的、构造为铰链壳体的连接元件。所述铰链壳体具有由塑料制成的、局部柱状的本体，该本体具有用于容纳铰链构件的铰链区段、中间区段和连接区段。在由塑料构成的本体中，彼此间隔距离地嵌入由钢制成的各个***件。为了制造本体，这些***件必须在注塑工艺中事先分别定位在相应的注塑模具中，借此使它们被塑料包围。铰链区段、中间区段以及连接区段在***件的注塑包封过程中才形成。
发明内容
由以上描述的现有技术出发，本发明的目的在于，简化以混合结构方式制造的连接元件的制造过程。
该目的从方法技术的角度看由权利要求1的前序部分出发结合其所要求保护的特征来实现。从装置技术的角度看该目的由并列权利要求8的前序部分出发结合其所要求保护的特征来实现。相应引用它们的从属权利要求分别给出了本发明的有利的改进方案。
根据本发明以一种方法制造连接元件，其中所述连接元件由成型元件构成。所述连接元件的成型元件具有用于容纳铰链构件的铰链区段、中间区段以及连接区段。
本发明包括以下技术教导：所述成型元件由至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段所构成的组件形成，该组件借助于至少一个固定元件通过形状配合保持在其位置中；铰链构件被装入到所述铰链区段中；并且所述成型元件和所述铰链构件局部地利用塑料注塑包封。根据本发明的方法是对底盘部件的混合结构形式的改进。对此，在第一制造步骤中，多个金属构件通过形状配合彼此连接，从而这些金属构件形成一个单元。能够以更简单的方式处理该自稳定的单元。随后，该由金属构件构成的单元被***到模具中并且局部地利用塑料注塑包封。组合为单元的金属构件的运输和***尤其简化了注塑包封的制造步骤，因为其能够更大程度地实现自动化。根据本发明的方法的另一种简化通过以下方式实现，即至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段构造为相同部件。由此能够降低其制造成本。此外，至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段构造为相同部件还简化了用于构造成型元件的布置方式，因为它们能够彼此镜像地定位。
反之，在由文献DE 10 2008 049 946 A1已知的铰链壳体中，组成铰链壳体的各个部件只有通过在模具中注塑包封才彼此连接，这就需要各个部件精确地布置在模具中，这是耗费时间的并且至少提高了自动化的难度。
于是通过根据本发明的方法提高了比如在铰链区段中的铰链构件的功能构件的定位的准确性。尽管成型元件由至少两个成型区段通过组合构成，但与由文献DE 10 2008049 946 A1已知的铰链壳体不同，已经构造有铰链区段、中间区段以及连接区段，因此保留了混合结构方式的优点，实现了小重量和成本低廉的制造。
于是可以在注塑包封之前在至少一个第一成型区段和第二成型区段的、限定了成型元件的中间区段和连接区段的区域中，将型芯***到第一成型区段和第二成型区段之间。这有利于在注塑包封后能够使用连接元件的连接区段，该连接区段可以具有用于轴向调节转向横拉杆的内螺纹。
根据本发明的一种实施方式，至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段能由金属制成或者由与用于注塑包封的塑料材料不同的塑料材料制成。在由金属制造第一成型区段和第二成型区段是优选使用钢或铝。在由塑料材料制造第一成型区段和第二成型区段时优选使用高强度塑料。所述第一成型区段和第二成型区段具有，一弯折的区段联接到该半壳状的区段上，该弯折的区段使半壳状的区段与环状的区段连接。两个成型区段的这种镜像对称的设计方案简化了其制造，因为它们的形状相同。在此，两个成型区段能够由两个部件构成或者一体式地构造。在一体式地构造的情况下，两个成型区段在其制成之后在其彼此对置的环状的区段处通过接片彼此连接。
在两件式地构造的情况下，两个成型区段在其制成之后在其彼此对置的环状区段处、尤其在两个成型区段和/或半坯的正面的区域中借助于形状配合的连接部彼此连接。在此，由于形状配合的连接部能够实现接片状的连接结构。对此优势在于，与一体式的构造相比能够使用用于制造成型区段的更小的和/或更简单的模具。同时，该接片状的连接结构在将两个成型区段装配在一起时与一体式的构造类似地能够实现力的传递和转送。优选地，所述第一成型区段具有第一形状配合元件并且所述第二成型区段具有第二形状配合元件。这两个形状配合元件彼此相对应地构造，以便能够实现这两个形状配合元件彼此之间的形状配合。两个形状配合元件在相应的环状区段处尤其分别构造为接片状的凸起。优选地，所述形状配合元件横向于或者垂直于相应的环状区段或者该环状区段所处于的平面地取向。所述形状配合元件尤其朝向彼此。例如，两个形状配合元件能够实现迷宫状的连接部，其中一个形状配合元件的凸缘嵌入到与其相应地构造的凸缘容纳部中。
为了实现连接元件的高强度，所述成型元件能够利用纤维强化的塑料注塑包封。作为纤维在此可以使用不同的纤维类型，比如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、黑陶瓷纤维(Basalt)等。
根据本发明的另一种设计方案，所述至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段通过分开的制造工艺制成。在此冲压或者激光切割可以是优选的制造工艺。该制造工艺能够实现大量的第一成型区段和第二成型区段的成本低廉的制造。尤其是在实施为相同部件时。
替代于分开的制造工艺，能够通过压铸来制造至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段。
根据本发明的另一种实施方式，所述至少一个固定元件被压紧到所述至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段上。由于所述成型元件的局部旋转对称的形状，至少一个固定元件能从连接区段开始推移并且在与铰链区段相邻的区域中被压紧在中间区段上。也可以考虑压紧另一个固定元件，该固定元件在端侧布置在连接区段上。第二固定元件能够避免这两个成型区段在引入型芯时被相对于彼此挤开或者避免这两个成型区段背离彼此移动。此外，在端侧布置在连接区段上的固定元件的外侧面能够具有用于模具的夹持面。
此外为了实现目的要求保护一种连接元件、尤其是用于铰接地连接布置在底盘中的构件的连接元件，其中所述连接元件包括成型元件，所述成型元件具有用于容纳铰链构件的铰链区段、中间区段以及连接区段。在此所述成型元件由至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段所构成的组件形成，其中至少一个固定元件通过形状配合将所述至少一个第一成型区段和至少一个第二成型区段保持在其位置中。此外，铰链构件由所述成型元件的铰链区段容纳，其中，所述成型元件和容纳在所述铰链区段中的铰链构件局部地由在注塑工艺中施加的塑料包围。。
根据本发明设计的连接元件尤其是机动车的车轮悬架的一部分，并且是转向横拉杆或者是横向导杆。
本发明不限于并列的独立权利要求或从属于其的从属权利要求的特征的所给出的组合。此外也存在将从权利要求、接下来对本发明的优选的实施方式的描述中或者直接从附图中获得的各个特征彼此进行组合的可能性。权利要求对附图的引用通过使用附图标记实现，这不应视为对权利要求的保护范围的限制。
附图说明
在附图中示出了本发明的、接下来要阐述的、有利的实施方式。
其中：
图1是连接元件的示意图；
图2a是第一成型区段的示意性的透视图；
图2b是第一成型区段和第二成型区段的示意图；
图2c是第一成型区段和第二成型区段的、带有第一固定元件的示意图；
图2d是第一成型区段和第二成型区段的、带有第二固定元件的示意图；
图2e是由第一成型区段和第二成型区段构成的成型元件的、带有铰链构件的示意图；
图2f是根据图2e所示的成型元件的、带有塑料护套的示意图；
图3是根据第二实施方式的连接元件的示意图；
图4a是半坯的示意性的透视图；
图4b是第一成型区段和第二成型区段的示意图；
图4c是第一成型区段和第二成型区段的、带有第一固定元件的示意图；
图4d是第一成型区段和第二成型区段的、带有第二固定元件的示意图；
图4e是由第一成型区段和第二成型区段构成的成型元件的、带有铰链构件的示意图；以及
图4f是根据图4e所示的成型元件的、带有塑料护套的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了构造为转向横拉杆外铰链的连接元件1的示意图。所述连接元件1被分为多个区段，即铰链区段2、连接区段3以及中间区段4，所述中间区段将铰链区段2与连接区段3彼此连接。所述铰链区段2用于容纳铰链构件5，而所述连接区段3用于在未示出的转向横拉杆上能调节长度的组件。
所述连接元件1由局部柱状的成型元件6形成。所述成型元件6包括至少一个第一成型区段7和至少一个第二成型区段8。所述第一成型区段7和第二成型区段8分别局部地构造为半壳状并且彼此镜像地布置。这两个构成成型元件6的成型区段7和8在示出的实施例中是两个单独的半坯。在所述中间区段4上布置有第一固定元件9。所述第一固定元件9基本上环状地构造。在所述连接区段3上布置有第二固定元件10。所述第二固定元件10同样基本上环状地构造。所述第一固定元件和第二固定元件9和10的内轮廓适配所述成型元件6的外轮廓，从而使得所述第一成型区段7和第二成型区段8通过形状配合保持在其位置中。
所述铰链区段2容纳构造为球窝关节11的铰链构件5。所述球窝关节11包括壳体12、布置在其中的球壳13以及支承在所述球壳13中的球形销14。
所述成型元件6以及球窝关节11的壳体12局部地由塑料护套15包围。正如由示图所示出的那样，所述球形销14从壳体12的开口中审查，该开口并未被包覆。布置在连接区段3上的第二固定元件10同样仅仅被局部地包覆，因为所述第二固定元件10的侧面是用于模具的夹持面。能被取出的型芯16定位在成型元件6的、由局部半壳状的成型区段7和8构成的空腔中。
在图2a至2f中详细阐示了所述连接元件1的制造工艺的流程。
在图2a中示出了构造为半坯21的第一成型区段7的示意性的透视图。所述第一成型区段7具有半壳状的区段17，该半壳状的区段通过弯折的区段18与环状的、扁平的区段19连接。所述第一成型区段7通过分开的制造工艺制造，例如通过冲压或者激光切割制成。所述第二成型区段8同样地设计并且以相同的方式制造。
在图2b中示出了第一成型区段7和第二成型区段8的示意图。两个成型区段7和8在第一方法步骤中彼此镜像地布置。这两个相应半壳状的区段构成连接区段3以及中间区段4，所述连接区段和中间区段通到弯折的区段18。两个成型区段7和8的彼此同心地叠置的环状的、扁平的区段19构成铰链区段2，所述铰链区段用于之后容纳铰链构件5。
在图2c中示出了第一成型区段7和第二成型区段8的、带有布置在其上的第一固定元件9的示意图。环状地构造第一固定元件9从连接区段3开始被推移到成型元件6的中间区段4上。所述第一固定元件9的内轮廓适配中间区段4的外轮廓，从而形成形状配合连接。在第一成型区段7和第二成型区段8的彼此对置的弯折的区段18的区域中，所述第一固定元件9被压紧并且由此局部地固定在中间区段4上。
图2d示出了第一成型区段7和第二成型区段8的、带有第二固定元件10的示意图。所述第二固定元件10同样环状地构造并且在端侧被压紧到连接区段3上。所述第二固定元件10在其圆周上具有至少两个模具夹持面20。
图2e示出了由第一成型区段7和第二成型区段8构成的成型元件6的、带有铰链构件5的示意图，所述铰链构件布置在铰链区段2中。在该制造步骤之后，连接元件1的所有单个部件以这种方式彼此连接，从而单个部件能够作为唯一的、自身稳定的单元22进行搬运。型芯16被嵌入到在所述第一成型区段7和第二成型区段8之间构造的空腔中。由此保留了在之后使用连接元件1时必须可供使用的空间。所述单元22嵌入到注塑模具中并且局部地利用塑料注塑包封，从而所述单元22如在图2f中所示局部地构造有包覆的塑料护套15。所制成的连接元件1成本低廉并且具有比一体地由金属制成的、类似的连接元件更小的重量。与由现有技术已知的、根据文献DE 102008 049 946A1所述的方法相比，构造为稳定的复合结构的单元22能更简单地进行搬运，根据现有技术的方法，在由塑料制成的本体中***由钢制成的各个嵌入件，为此每个嵌入件必须***到注塑模具中。而所述单元的各个部件在其被送入到注塑模具中之前已经相对于彼此定位。
图3的示图示出了根据第二实施方式的连接元件30的示意图。对于与根据第一实施方式的连接元件1相同的构件来说，相应的附图标记被保留。
所述连接元件30由局部柱状的成型元件31构成。所述成型元件31包括第一成型区段32和第二成型区段33。所述第一成型区段32和第二成型区段32分别局部地构造为半壳状并且彼此镜像地布置。在铰链区段2的上游区域中，两个成型区段32和33通过接片34彼此连接。构成所述成型元件31的第一成型区段32和第二成型区段33在示出的实施例中构造为单独的半坯35。
替代地，所述接片34可以两件式地构造，从而第一成型区段32和第二成型区段33分别具有一接片状的形状配合元件，这两个形状配合元件为了构成形状配合连接而彼此相互对应地构造。
图4a示出了半坯35的示意性的透视图。所述半坯35包括第一成型区段32和通过接片34与该第一成型区段连接的第二成型区段33。在第一步骤中，所述半坯35通过弯曲发生变形。在此第一成型区段32和第二成型区段33如在图4b中所示彼此镜像地布置。所述接片34在两个成型区段32和33变形之后基本上竖直地在它们之间延伸。
在图4c中示出了第一成型区段32和第二成型区段33的、带有被推移到成型元件31的中间区段4上的第一固定元件9的示意图。正如以上已经描述的那样，由于第一固定元件9的内侧面的、与两个成型区段32和33的外轮廓相适配的形状而构成形状配合的连接部。所述固定元件10被压紧到成型元件31上。
在图4d中示出了第一成型区段31和第二成型区段33的、带有第二固定元件10的示意图，所述第二固定元件被推移到成型元件31的连接区段3上。在其圆周上设有至少两个模具夹持面20的固定元件10被压紧到成型元件31上。
图4e示出了由第一成型区段32和第二成型区段33构成的成型元件31的、带有铰链构件5的示意图，所述铰链构件是球形销14。所述球形销14的球体由两个环状的、扁平的区段19保持。型芯16***到空心柱状的中间区段4中。由稳定的复合结构构成的单元22***到注塑模具中并且局部地利用塑料注塑包封，从而构成塑料护套15。
图4f示出了根据图4e所示的成型元件31的、带有塑料护套15的示意图。所述塑料护套15在铰链区段2的区域中构造成用于球形销14的球体的壳体。
为了注塑包封成型元件6或31，使用塑料或者纤维强化的塑料。相应地，用于制造连接元件1或30的注塑工艺可以彼此不同。
一种改进方案规定，所述成型元件6或31并非由比如像钢或铝的金属制成，而是同样由塑料制成。在此至少用于所述成型元件6或31的塑料与用于注塑包封所述成型元件6或31的塑料不同。针对所述成型元件6或31尤其使用高强度的塑料。
附图标记列表：
1 连接元件
2 铰链区段
3 连接区段
4 中间区段
5 铰链构件
6 成型元件
7 第一成型区段
8 第二成型区段
9 第一固定元件
10 第二固定元件
11 球窝关节
12 壳体
13 球壳
14 球形销
15 塑料护套
16 型芯
17 半壳状的区段
18 弯折的区段
19 环形区段
20 模具夹持面
21 半坯
22 单元
30 连接元件
31 成型元件
32 第一成型区段
33 第二成型区段
34 接片
35 半坯