Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Metallgehäuses und eines Kunststoffdeckels. Ferner betrifft die Erfindung ein Metallgehäuse mit einem Kunststoffdeckel.

In der Regel werden Metallgehäuse und Kunststoffdeckel miteinander verschraubt oder derart gefügt, dass der Kunststoffdeckel in das Metallgehäuse gepresst wird. Jedoch ist eine Pressverband zwischen dem Metallgehäuse und dem Kunststoffdeckel aufgrund der unterschiedlichen Werkstoffe Metall und Kunststoff unvorteilhaft und kann zu einer verringerten Haltekraft führen.

Aus der DE 10 2020 131 326 A1 geht eine Elektromotor zum Antrieb einer Stellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs hervor. Der Elektromotor weist ein Gehäuse mit einem Gehäusegrundkörper und ein Steckermodul, das eine Gehäusewandung des Gehäuses ausbildet und zusammen mit dem Gehäusegrundkörper einen Innenraum umschließt. Das Steckermodul weist einen Steckverbinder auf, welcher außerhalb des Innenraums angeordnet ist. Ferner ist eine einen Schraubenkopf aufweisende Schraube vorgesehen, mittels der das Steckermodul am Gehäusegrundkörper befestigt ist, wobei die Schraube vollständig innerhalb des Innenraums angeordnet ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren zum Verbinden eines Metallgehäuses und eines Kunststoffdeckels sowie ein alternatives Metallgehäuse mit einem Kunststoffdeckel zu schaffen. Insbesondere soll die Verbindung des Metallgehäuses und des Kunststoffdeckels eine hohe Haltekraft aufweisen und besonders beständig sein. Diese Aufgaben werden gelöst durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 und 6. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Gemäß eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden eines Metallgehäuses und eines Kunststoffdeckels wird das Metallgehäuse bereitgestellt, also im Wesentlichen aus einem Metallwerkstoff gefertigt, wobei eine Metallhülse mit einer zumindest teilweise in Umfangsrichtung umlaufenden Verrillung zumindest teilweise mit einem Kunststoff umspritzt wird, um den Kunststoffdeckel auszubilden, wobei der Kunststoffdeckel mit der Metallhülse axial in das Metallgehäuse eingepresst wird, sodass die Metallhülse zumindest teilweise umfangsseitig an dem Metallgehäuse angeordnet ist.

Die Verbindung zwischen der Metallhülse und dem Kunststoff ist formschlüssig, denn die Metallhülse ist zumindest teilweise oder vollständig mit Kunststoff umspritzt. Demgegenüber ist die Verbindung zwischen der Metallhülse und dem Metallgehäuse kraftschlüssig, denn der Kunststoffdeckel wird axial in das Metallgehäuse eingepresst, sodass zwischen der Metallhülse und dem Metallgehäuse ein Pressverband ausgebildet wird.

Die Metallhülse, die räumlich zwischen dem Metallgehäuse und dem Kunststoffdeckel angeordnet ist, schafft eine besonders beständige Verbindung zwischen dem Metallgehäuse und dem Kunststoffdeckel und weist eine hohe Haltekraft auf. Ferner wird durch die Metallhülse eine Beschädigung des Kunststoffdeckels beim Einpressen in das Metallgehäuse sicher verhindert. Bevorzugt sind das Metallgehäuse und die Metallhülse aus demselben Werkstoff ausgebildet. Beispielsweise sind das Metallgehäuse und die Metallhülse aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet und weisen somit identische Materialeigenschaften, insbesondere identische Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Dadurch, dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten identisch sind, kann das Metallgehäuse mit Kunststoffdeckel für Anwendungen vorgesehen werden, die ein breites Temperaturband haben, ohne eine Beeinträchtigung der Verbindung zwischen Metallgehäuse und Kunststoffdeckel.

Unter dem Einpressen des Kunststoffdeckels in das Metallgehäuse ist zu verstehen, dass der Kunststoffdeckel und das Metallgehäuse relativ zueinander axial verlagert werden, also entweder beiden Bauteile aufeinander zu bewegt werden oder zumindest eines der beiden Bauteile in Richtung des anderen Bauteils bewegt wird, wobei an den Umfangsflächen von Metallgehäuse und Metallhülse eine kraftschlüssige Verbindung, also ein Pressverband realisiert wird. Mithin ist es gleich, ob der Kunststoffdeckel axial in das Metallgehäuse eingepresst wird oder ob das Metallgehäuse axial auf den Kunststoffdeckel aufgepresst wird. Insbesondere sind das Metallgehäuse und der Kunststoffdeckel zylindrisch ausgebildet. Unter einer Verrillung ist eine Art Verzahnung, also ein strukturierter Bereich mit in Umfangsrichtung abwechselnd angeordneten Erhebungen und Vertiefungen zu verstehen. Die Geometrie der Rillen oder Zähne kann abgerundet oder eckig sein und dient dazu, mit Kunststoff umspritzt zu werden, um durch den Formschluss eventuelle Drehmomente besser übertragen zu können. Mithin wird die formschlüssige Verbindung zwischen der Metallhülse und dem Kunststoff durch die Verrillung verstärkt. Bevorzugt wird die Verrillung an der Metallhülse vollständig mit Kunststoff umspritzt. Mit anderen Worten sind die Erhebungen und Vertiefungen vollständig mit Kunststoff bedeckt.

Vorzugsweise wird die Verrillung an einem axial begrenzten Abschnitt einer Innenumfangsfläche der Metallhülse ausgebildet. Beispielsweise ist die Verrillung an der Innenumfangsfläche des Metallrings vollständig umlaufend ausgebildet. Alternativ sind mehrere vereinte Bereiche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine zumindest teilweise um laufende Schulter an der Metallhülse ausgebildet, wobei der Kunststoffdeckel axial in das Metallgehäuse eingepresst wird bis zum stirnseitigen Anschlag der zumindest teilweise umlaufenden Schulter am Metallgehäuse. Mit anderen Worten weist die zylindrische Metallhülse eine Schulter auf, wobei die Schulter vorzugsweise an der Außenumfangsfläche der Metallhülse ausgebildet ist und sich somit radial nach außen erstreckt. Mithin kommt die Metallhülse sowohl umfangsseitig als auch stirnseitig an dem Metallgehäuse zur Anlage. Bevorzugt wird die Metallhülse aus einem Aluminiumprofil ausgebildet, wobei die zumindest teilweise umlaufende Schulter am Aluminiumprofil vorzugsweise durch Umformen ausgebildet wird. Beispielsweise ist die Schulter an der Metallhülse vollständig umlaufend ausgebildet. Alternativ sind mehrere Schultern in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird radial zwischen dem Metallgehäuse und dem Kunststoffdeckel ein Dichtring angeordnet. Bevorzugt ist der Dichtring in einer dafür vorgesehenen Nut am Kunststoffdeckel angeordnet und aus einem Gummimaterial ausgebildet. Insbesondere kommt der Dichtring fluiddichtend sowie umlaufend zwischen der Innenumfangsfläche des Metallgehäuses und der Außenumfangsfläche des Kunststoffdeckels zur Anlage. Ein erfindungsgemäßes Metallgehäuse mit einem Kunststoffdeckel weist eine Metallhülse auf, die zumindest teilweise zwischen dem Metallgehäuse und dem Kunststoffdeckel angeordnet ist, wobei die Metallhülse eine zumindest teilweise umlaufende Verrillung, die zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt ist, aufweist, wobei die Metallhülse zumindest umfangsseitig an dem Metallgehäuse angeordnet ist und einen Pressverband im Metallgehäuse aufweist. Durch den Pressverband zwischen dem Metallgehäuse und der Metallhülse des Kunststoffdeckels werden das Metallgehäuse und der Kunststoffdeckel mittelbar über die Metallhülse kraftschlüssig verbunden.

Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine weist ein erfindungsgemäßes Metallgehäuse mit einem Kunststoffdeckel auf. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Metallgehäuse mit dem Kunststoffdeckel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Beispielsweise ist die elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, insbesondere zum Antrieb einer Stellvorrichtung. Der Kunststoffdeckel des Metallgehäuses ist insbesondere als Steckermodul ausgebildet.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt

Figur 1 eine schematische Perspektivdarstellung einer Metallhülse,

Figur 2 eine schematische Perspektivschnittdarstellung eines Kunststoffdeckels mit der Metallhülse gemäß Figur 1 , und

Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes eines Metallgehäuses mit dem Kunststoffdeckel gemäß Figur 2.

Gemäß Figur 1 wird eine zylindrische Metallhülse 3 mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Verrillung 4 an einer Innenumfangsfläche und einer in Umfangsrichtung umlaufenden Schulter 5 an einer Außenumfangsfläche vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. In Figur 2 ist der Kunststoffdeckel 2 dargestellt, der durch Umspritzen der in Figur 1 dargestellten Metallhülse 3 mit Kunststoff ausgebildet wird. Mit anderen Worten wird die Metallhülse 3 in ein Spritzwerkzeug gelegt und mit dem Kunststoff umspritzt, um den Kunststoffdeckel 2 zu erzeugen. Die Innenumfangsfläche der Metallhülse 3 und somit auch die an der Innenumfangsfläche der Metallhülse 3 ausgebildete Verrillung 4 ist vollständig mit Kunststoff umspritzt und deswegen in Figur 2 nicht sichtbar dargestellt. An der Außenumfangsfläche der Metallhülse 3 ist kein Kunststoff vorgesehen.

Figur 3 zeigt den im Metallgehäuse 1 angeordneten Kunststoffdeckel 2, wobei die Metallhülse 3 mit der Außenumfangsfläche an der Innenumfangsfläche des Metallgehäuses 1 angeordnet ist. Der Kunststoffdeckel 2, also die mit Kunststoff umspritzte Metallhülse 3, weist eine Presspassung zum Metallgehäuse 1 auf. Die Schulter 5 an der Außenumfangsfläche der Metallhülse 3 bewirkt eine lokale Vergrößerung des Außendurchmessers der Metallhülse 3. Der Kunststoffdeckel 2 wird axial in das Metallgehäuse 1 eingepresst bis zum stirnseitigen Anschlag der Schulter 5 der Metallhülse 3 am Metallgehäuse 1. Somit dient die Schulter 5 an der Metallhülse 3 als axiale Anschlagfläche zur Positionierung des Kunststoffdeckels 2 im Metallgehäuse 1 . Die Metallhülse 3 kommt sowohl umfangsseitig als auch stirnseitig an dem Metallgehäuse 1 zur Anlage.

Ferner ist radial zwischen dem Metallgehäuse 1 und dem Kunststoffdeckel 2 ein Dichtring 6 angeordnet, der fluiddichtend sowie umlaufend zwischen der Innenumfangsfläche des Metallgehäuses 1 und der Außenumfangsfläche des Kunststoffdeckels 2 zur Anlage kommt.

Das Metallgehäuse 1 und die Metallhülse 3 sind aus demselben Werkstoff ausgebildet und haben somit identische thermische Ausdehnungskoeffizienten, wodurch die Beständigkeit und Haltekraft des Pressverbands verbessert wird. Vorliegend sind das Metallgehäuse 1 und die Metallhülse 3 aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Bezuqszeichenliste

1 Metallgehäuse

2 Kunststoffdeckel 3 Metallhülse

4 Verrillung

5 Schulter an der Metallhülse

6 Dichtring