DE10118296B4

DE10118296B4 - Process for the production of pre-molded parts

Info

Publication number: DE10118296B4
Application number: DE2001118296
Authority: DE
Inventors: Andreas Albert; Gerhard Hiemer; Thomas Dipl.-Ing. Schmid (FH); Andreas VÖGERL
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: DE10118296A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Vorumspritzlingen (2, 3), die an Kontaktflächen durch einen Aufschmelzprozeß miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Vorumspritzlinge (2, 3) auf den Kontaktflächen feine, die Kontaktfläche umlaufende, in sich geschlossene Wülste (6) ausgebildet werden, und daß beim Aufschmelzprozeß Kunststoff (8) zugeführt wird, durch den die Wülste (6) schmelzen und mit dem zugeführten Kunststoff (8) vernetzen.method for the production of Vorumspritzlingen (2, 3), the contact surfaces by a melting process with each other be connected, characterized in that in the production of the pre-injection molding (2, 3) on the contact surfaces fine, the contact area surrounding, self-contained beads (6) are formed, and that in Melting process plastic (8) supplied is through which the beads (6) melt and with the supplied Mesh plastic (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vorumspritzlingen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for producing pre-molded parts according to the generic term of claim 1

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 693 20 909 T2 bekannt. Zwei Kunststoffteile werden unter Zuführung von Druck und Wärme miteinander verbunden, wobei ein Kunststoffteil verschmelzbare Vorsprünge aufweist. Die beiden Kunststoffteile sind nur punktuell an den Vorsprüngen miteinander verbunden. Die Verbindung hat keine dichtende Funktion.Such a method is known from DE 693 20 909 T2 known. Two plastic parts are connected to each other under the application of pressure and heat, wherein a plastic part has fusible projections. The two plastic parts are only selectively connected to each other at the projections. The connection has no sealing function.

Die Weiterentwicklung von Getrieben für die Kraftfahrzeuge hat dazu geführt, daß das Getriebesteuergerät innerhalb des mit Getriebeöl gefüllten Getriebegehäuses eines Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet wird. Dazu wird das Getriebesteuergerät aus einer elektronische Baugruppen aufweisenden Schaltungsanordnung, einem Trägerrahmen, einer elektrische Anschlüsse aufweisenden Steckvorrichtung und aus Sensoren/Aktoren zu einem Steuermodul zusammengefaßt, wie es beispielsweise aus der DE 195 15 622 bekannt ist.The further development of transmissions for motor vehicles has led to the transmission control unit being disposed within the transmission oil-filled transmission housing of a motor vehicle transmission. For this purpose, the transmission control unit from a electronic assemblies having circuitry, a support frame, a connector having electrical connections and sensors / actuators combined to form a control module, as for example from the DE 195 15 622 is known.

Vorteilhaft ist dabei, daß die elektrischen Verbindungen des als Steuermodul ausgebildeten Getriebesteuergerätes über eine einzelne gedichtete Durchführung aus dem Getriebegehäuse herausgeführt werden. Zudem können für die innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Sensoren und Aktoren des Steuermoduls auf diese Weise besonders kurze Verbindungen zum Getriebesteuergerät realisiert werden, die nicht einzeln aus dem Getriebegehäuse herausgeführt werden müssen.Advantageous is that the electrical connections of the control module designed as a transmission control unit via a single sealed passage from the gearbox led out become. In addition, you can for the inside the gearbox arranged sensors and actuators of the control module in this way realized particularly short connections to the gearbox control unit are not individually led out of the gearbox have to.

Die Schaltungsanordnung des Getriebesteuergerätes ist in dem Trägerrahmen des Steuermoduls angeordnet, der aus einem mit Kunststoff umspritzten Stanzgitter gefertigt wird. Die Kontakte der Schaltungsanordnung sind über Bonds mit dem Stanzgitter des Trägerrahmens verbunden. Die elektrischen Anschlüsse der Steckvorrichtung und der Sensoren/Aktoren sind ebenfalls mit dem Stanzgitter des Trägerrahmens verbunden.The Circuit arrangement of the gearbox control unit is in the support frame arranged the control module, which is molded from a plastic Punching grid is manufactured. The contacts of the circuit arrangement are about Bonds with the punched grid of the support frame connected. The electrical connections of the plug-in device and The sensors / actuators are also with the punched grid of the support frame connected.

Dabei besteht die Möglichkeit die einzelnen Komponenten wie den Trägerrahmen, die Steckvorrichtung sowie die Sensoren/Aktoren als Vorumspritzlinge vorzufertigen. Als Vorumspritzlinge werden Zwischenprodukte des Herstellungsprozesses bezeichnet, bei denen Bestandteile der Komponente mit Kunststoff umspritzt werden, so daß diese vorteilhaft gehändelt und weiter verarbeitet werden können.there it is possible the individual components such as the support frame, the plug-in device and prefabricate the sensors / actuators as Vorumspritzlinge. When Pre-molded parts are called intermediates of the manufacturing process, in which components of the component are encapsulated with plastic, so that this advantageously handled and can be processed further.

Die Vorumspritzlinge werden durch einen Aufschmelzprozeß miteinander verbunden, bei dem fließfähiger, heißer Kunststoff unter Druck an die vorgesehenen Kontaktflächen der Vorumspritzlinge gepreßt wird.The Pre-molded parts are joined together by a reflow process connected, with the flowable, hot plastic is pressed under pressure to the intended contact surfaces of Vorumspritzlinge.

Dabei ist die Temperatur des Kunststoffes so gewählt, daß das Kunststoffmaterial fließfähig ist und sich mit dem Kunststoff des Vorumspritzling verbindet, aber noch keine degradierende Wirkung auf das Kunststoffmaterial selbst hat.there the temperature of the plastic is chosen so that the plastic material is flowable and connects to the plastic of the pre-molded part, but no degrading effect on the plastic material itself Has.

Dabei tritt häufig das Problem auf, daß bedingt durch die maximale Temperatur, auf die das Kunststoffmaterial gebracht werden kann, keine ausreichende Verschmelzung zwischen dem Kunststoff der Vorumspritzlinge und dem zugespritzten Kunststoff erfolgt. Die während dem Einspritzen des Kunststoffes sich ausbreitende heiße Werkstofffront des zugespritzten Kunststoffmaterials stößt auf den kühleren und erstarrten Kunststoff des Vorumspritzlings. Dabei bilden sich Bindenähte aus, die mit der Zeit Undichtigkeiten aufweisen, in die aufgrund der Kapillarwirkung Getriebeöl entlang der Stanzgitter bis in den Trägerrahmen und damit bis zu der elektronischen Baugruppe der Schaltungsanordnung gelangen kann. Dadurch wird die Störanfälligkeit bzw. Ausfallrate des Steuermoduls und damit des Kraftfahrzeugs erhöht.there occurs frequently the problem on that conditionally by the maximum temperature to which the plastic material is brought can not be a sufficient fusion between the plastic of the Pre-injection and the injected plastic takes place. The during the Injecting the plastic spreading hot material front of the injected plastic material encounters the cooler and solidified plastic of Vorumspritzlings. In the process, weld lines are formed, which have leaks in time due to the Capillary action gear oil along the punched grid into the carrier frame and thus up to the electronic assembly of the circuit can get. This is the susceptibility or failure rate of the control module and thus of the motor vehicle increases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Vorumspritzlingen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet, und das eine dauerhaft dichte Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten des Steuermoduls ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation Of Vorumspritzlingen according to the preamble to specify the patent claim 1, which avoids the disadvantages mentioned, and a permanent tight connection between the individual components of the control module allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Demnach werden bei der Herstellung der Vorumspritzlinge auf den Kontaktflächen feine, umlaufende, in sich geschlossene Wülste ausgebildet, die beim Aufschmelzprozeß durch heiß zugeführten Kunststoff schmelzen und mit dem zugeführten Kunststoff vernetzen.These The object is achieved by the Characteristics solved in the license plate of claim 1. Therefore In the preparation of the pre-extrusion on the contact surfaces fine, circumferential, self-contained beads formed, which melt in the melting process by hot supplied plastic and with the supplied Network plastic.

Enthalten die Komponenten beispielsweise ein Stanzgitter, das zur Herstellung des Vorumspritzlings mit Kunststoff umspritzt wurde, umläuft die feine, in sich geschlossene Wulst auf der Kontaktfläche des Vorumspritzlings dieses Stanzgitters. Dadurch wird nach dem Aufschmelzprozeß das Stanzgitter zumindest durch einen von der Wulst gebildeten Ring umgeben, bei dem der Kunststoff des Vorumspritzlings und der Kunststoff des Aufschmelzprozesses zuverlässig miteinander vernetzt sind. Sich oberflächlich ausbildende Bindenähte sind im Bereich der ringförmig vernetzten Wulst unterbrochen, wodurch das Stanzgitter zuverlässig dicht eingeschweißt ist.Contain the components, for example, a stamped grid, for the production of the Vorumspritzlings was encapsulated in plastic, surrounds the fine, self - contained bead on the contact surface of the Pre-injection of this stamped grid. As a result, after the reflow process, the stamped grid at least surrounded by a ring formed by the bead, wherein the plastic the Vorumspritzlings and the plastic of the reflow process reliably together are networked. Superficially forming tie lines are in the area of the annular interrupted network bead, whereby the punched grid reliably tight shrink wrapped is.

Die Herstellung der Vorumspritzling erfolgt dabei nicht nur so, daß die mit Kunststoff umspritzten Bestandteile des Vorumspritzlings lediglich zusammen halten, sondern die Vorumspritzlinge weisen nach ihrer Herstellung bereits weitgehend die Form auf, welche die Komponenten nach der Fertigstellung des Steuermoduls aufweisen sollen. Lediglich die zu verbindenden Bereiche der Kontaktflächen sollten durch den die Vorumspritzlinge verbindenden Aufschmelzprozeß in ihrer Form nochmals verändert werden. Dadurch wird die Entstehung großer, den ganzen Vorumspritzling umfassende Bindenähte weitgehend vermieden.The Production of Vorumspritzling takes place not only so that with Plastic molded components of Vorumspritzlings only hold together, but the Vorumspritzlinge point after her Production is already largely the form on which the components should have after the completion of the control module. Only The areas of the contact surfaces to be connected should be replaced by the Vorumspritzlinge connecting reflow process be changed in shape again. As a result, the emergence of great, the entire Vorumspritzling comprehensive tie lines largely avoided.

Dabei ist vorgesehen, daß die Vorumspritzlinge vor dem Verbinden mittels des Aufschmelzprozesses auf ihre Funktion geprüft werden.there is provided that the Pre-injection moldings before joining by means of the melting process checked for their function become.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine der Komponenten des Steuermoduls zu einem ein Stanzgitter enthaltenden Trägerrahmen umspritzt wird, mit dem die weiteren, ebenfalls ein Stanzgitter enthaltenden Vorumspritzlinge mittels des Aufschmelzprozesses verbunden werden. Das Stanzgitter des Trägerrahmens und die Stanzgitter der weiteren Vorumspritzlinge werden anschließend durch Bonden, Schweißen, Löten oder Nieten miteinander verbunden.In a development of the invention, it is provided that one of Components of the control module to a punched grid containing support frame is sprayed with the other, also a punched grid containing Vorumspritzlinge connected by the reflow process become. The punched grid of the carrier frame and the punched grid of the other pre-injection molding are then by Bonding, welding, Soldering or riveting connected with each other.

In einer letzten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuermodul als ein im Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeuggetriebes angeordnetes Getriebesteuergerät verwendet wird.In A last development of the invention provides that the control module as one in the gearbox a transmission disposed of a motor vehicle transmission used becomes.

Durch die feine, im Bereich der Kontaktfläche umlaufende, in sich geschlossene Wulst, die beim Aufschmelzprozeß mit zugespritzten Kunststoff verschmilzt, ist eine dauerhaft dichte Verbindung gewährleistet, die ein Eindringen von Getriebeöl in den Trägerrahmen vermeidet.By the fine, in the area of the contact surface circulating, self-contained Bead, which in the melting process with Melted plastic, is a permanently dense Ensures connection the intrusion of gear oil in the carrier frame avoids.

Im folgenden ist das Verfahren zur Herstellung eines Steuermoduls aus mehreren Komponenten anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit zwei Figuren dargestellt und erläutert.in the Following is the method of manufacturing a control module several components related to one embodiment in connection illustrated and explained with two figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung des fertigen Steuermoduls, das aus mehreren Vorumspritzlingen hergestellten wurde, die durch einen Aufschmelzprozeß miteinander verbundenen wurden, mit der feinen, an der Kontaktfläche ausgebildeten, das Stanzgitter geschlossen umlaufenden Wulst, 1 a schematic representation of the finished control module, which was prepared from a plurality of Vorumspritzlingen, which were interconnected by a reflow process, with the fine, formed on the contact surface, the lead frame closed circumferential bead,

2 eine schematische Darstellung zweier zu verbindender Vorumspritzlinge mit den an der Verbindungsstelle ausgebildeten feinen, die Kontaktfläche umlaufenden, in sich geschlossenen Wülste, 2 a schematic representation of two to be connected Vorumspritzlinge with the formed at the junction fine, the contact surface encircling, self-contained beads,

3 eine Schnittzeichnung der zu verbindenden Vorumspritzlinge vor dem verlöten der Stanzgitter und vor dem Verbinden beider Vorumspritzlinge mittels des Aufschmelzprozesses, 3 a cross-sectional view of the pre-molded parts to be joined prior to soldering the stamped grid and before connecting both Vorumspritzlinge by the reflow process,

4 eine Schnittzeichnung der zu verbindenden Vorumspritzlinge nach dem verlöten und nach dem Verbinden beider Vorumspritzlinge mittels des Aufschmelzprozesses. 4 a cross-sectional view of the pre-molded parts to be joined after soldering and after connecting both Vorumspritzlinge by means of the melting process.

5 eine schematische Darstellung der feinen, in sich geschlossenen und das Stanzgitter umlaufenden Wulst nach dem Aufschmelzprozeß. 5 a schematic representation of the fine, self-contained and the punched grid encircling bead after the reflow process.

1 zeigt ein Steuermodul 1 eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeugs, das innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet wird. Diese Plazierung des Steuermoduls 1 stellt besondere Anforderungen an die Dichtigkeit der ständig von heißem Getriebeöl umspülten Komponenten des Steuermoduls 1. Als Komponenten sind der Trägerrahmen 2, die Kontakteinheit 4 und die Sensoreinheit 3 dargestellt, die jeweils ein Stanzgitter 7 enthalten. Die Kontakteinheit 4 und die Sensoreinheit 3 sind mittels eines Aufschmelzprozesses durch den Kunststoff 8 mit dem Trägerrah men 2 verbunden. Der Aufschmelzprozeß erfolgt mittels einer nicht dargestellten, Formteile aufweisenden Vorrichtung, wobei die Formteile die Vorumspritzlinge umfassen, und zwischen die Formteile zum Verbinden der Vorumspritzlinge Kunststoff 8 gespritzt wird. Als Kunststoff 8 kann beispielsweise Polybutylenterephthalat verwendet werden. 1 shows a control module 1 an automatic transmission of a motor vehicle, which is arranged within the transmission housing. This placement of the control module 1 makes special demands on the tightness of the components of the control module, which are constantly surrounded by hot gear oil 1 , As components are the support frame 2 , the contact unit 4 and the sensor unit 3 shown, each a punched grid 7 contain. The contact unit 4 and the sensor unit 3 are by means of a melting process by the plastic 8th with the Trägerrah men 2 connected. The melting process is carried out by means of a device, not shown, having molded parts, wherein the mold parts comprise the pre-molded parts, and between the mold parts for connecting the pre-molded plastic 8th is injected. As plastic 8th For example, polybutylene terephthalate can be used.

2 zeigt als zu verbindende Vorumspritzlinge den Trägerrahmen 2 und die Sensoreinheit 3. Bei der Herstellung der Vorumspritzlinge wird beim Umspritzen der Stanzgitter 7 jedem Vorumspritzling (abgesehen von der Kontaktfläche) bereits die Form gegeben, welch die Komponente am fertigen Steuermodul 1 aufweisen soll. Vor dem Verbinden werden die Komponenten auf ihre Funktionstüchtigkeit getestet. Bei der Sensoreinheit 3 wurden getestet, ob die mit dem Stanzgitter 7 verschweißten Sensoren 3.1 arbeiten Bei dem Trägerrahmen 2 wurde die einzelnen Kontakte des Stanzgitters 7 auf Kontakt- und Isolationsfehler geprüft. 2 shows as Vorumspritzlinge to be connected to the support frame 2 and the sensor unit 3 , During production of the pre-molded parts, the stamped grid is used during encapsulation 7 each Vorumspritzling (apart from the contact surface) already given the form, which is the component on the finished control module 1 should have. Before connecting the components are tested for their functionality. At the sensor unit 3 were tested, whether with the punched grid 7 welded sensors 3.1 work on the support frame 2 became the individual contacts of the stamped grid 7 checked for contact and insulation faults.

3.1 und 3.2 zeigen in einem Schnittbild die zu verbindenden Trägerrahmen 2 und die Sensoreinheit 3. Gegenstand der Tests der Vorumspritzlinge kann auch eine Begutachtung der Qualität der feinen Wulst 6 sein, die jeweils innerhalb der zu verbindenden Bereiche des Trägerrahmens 2 und der Sensoreinheit 3 ausgebildet ist. Dabei wird geprüft, ob die jeweils das Stanzgitter 7 umlaufende Wulst 6 in sich geschlossen ist, da eine unterbrochene Wulst 6 einen unvollständig verschmolzenen Bereich beispielsweise des Kunststoffs der Sensoreinheit 3 und des zugespritzten Kunststoffs verursachen würde, der mit der Zeit in Verbindung mit einer Bindenaht zweier erstarrter Werkstofffronten zu einer Undichtigkeit an dieser Verbindungsstelle führen könnte. 3.1 and 3.2 show in a sectional view the support frame to be connected 2 and the sensor unit 3 , Subject of the tests of the pre-injection molding can also be an assessment of the quality of the fine bead 6 in each case within the areas of the support frame to be connected 2 and the sensor unit 3 is trained. It is checked whether each of the punched grid 7 circumferential bead 6 is closed, as a break a bead 6 an incompletely fused region, for example of the plastic of the sensor unit 3 and the injected plastic, which, over time, in conjunction with a weld line of two solidified material fronts, could result in leakage at that juncture.

4 zeigt den Trägerrahmen 2 und die Sensoreinheit 3, nachdem diese durch den Kunststoff 8 miteinander verbunden wurden. Der Kunststoff 8 wurde über eine Einspritzöffnung 9 der die Vorumspritzlinge umfassenden Formteile während dem Aufschmelzprozeß zugespritzt. Dabei ist die Temperatur des Kunststoffes 8 so gewählt, daß der Kunststoff 8 noch nicht degradiert, aber möglichst fließfähig ist und sich gut mit dem Kunststoff des Trägerrahmens 2 und der Sensoreinheit 3 verbindet. Da der Temperaturbereich, der diese Eigenschaften erfüllt, sehr schmal ist, sind an dem Trägerrahmen 2 und an der Sensoreinheit 3 die Stanzgitter 7 umlaufende Wülste 6 ausgearbeitet. Die feinen Wülste 6 gewährleisten, daß auch bei einer Temperatur des zugespritzten Kunststoffs 8, die nur geringfügig über der Schmelztemperatur des Kunststoffs des Trägerrahmen 2 und der Sensoreinheit 3 liegt, die Wülste 6 schmelzen und sich mit dem zugespritzten Kunststoff 8 vernetzen. 4 shows the support frame 2 and the sensor unit 3 after this through the plastic 8th were joined together. Plastic 8th was over an injection opening 9 the molded parts comprising the pre-molded parts are injected during the melting process. Here is the temperature of the plastic 8th chosen so that the plastic 8th not yet degraded, but as fluid as possible and works well with the plastic of the support frame 2 and the sensor unit 3 combines. Since the temperature range that fulfills these characteristics is very narrow, are on the support frame 2 and on the sensor unit 3 the punched grid 7 circumferential beads 6 elaborated. The fine beads 6 Ensure that even at a temperature of the injected plastic 8th that is only slightly above the melting temperature of the plastic of the support frame 2 and the sensor unit 3 lies, the beads 6 Melt and splash with the injected plastic 8th network.

5 zeigt wie der zugespritzte Kunststoff 8 die feine Wulst 6 umströmt, wobei die feine Wulst 6 aufgrund der Temperatur, des Drucks und der Reibung schmilzt und sich zuverlässig mit dem Kunststoff 8 vernetzt. Dabei entsteht ein die Stanzgitter 7 umlaufender Bereich, in dem der Kunststoff der Vorumspritzlinge zuverlässig mit dem zugespritzten Kunststoff 8 vernetzt ist und ein eindringen von Getriebeöl an die Stanzgitter 7 vermeidet. 5 shows like the injected plastic 8th the fine bead 6 flows around, with the fine bead 6 due to the temperature, the pressure and the friction melts and reliably with the plastic 8th networked. This creates a punched grid 7 circumferential area, in which the plastic of the pre-injection molded reliably with the injected plastic 8th is networked and a penetration of gear oil to the stamped grid 7 avoids.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Vorumspritzlingen, die an Kontaktflächen durch einen Aufschmelzprozeß miteinander verbunden werden, deren Kontaktflächen feine, die Kontaktfläche umlaufende, in sich geschlossene Wülste 6 aufweisen, gewährleistet eine dauerhaft dichte Verbindung der Komponenten des von Getriebeöl umspülten Steuermoduls 1, auch wenn sich an den erstarrten Werkstofffronten Bindenähte ausgebildet haben.The inventive method for producing Vorumspritzlingen, which are connected to contact surfaces by a reflow process with each other, their contact surfaces fine, the contact surface encircling, self-contained beads 6 have, ensures a permanently tight connection of the components of the flowed around by transmission oil control module 1 , even if formed on the solidified material fronts weld lines.

Claims

Method for producing pre-molded parts ( 2 . 3 ), which are connected to one another at contact surfaces by a reflow process, characterized in that during the production of the pre-molded parts ( 2 . 3 ) on the contact surfaces fine, the contact surface encircling, self-contained beads ( 6 ) and that during the melting process plastic ( 8th ), through which the beads ( 6 ) melt and with the supplied plastic ( 8th ) network.

Method according to Claim 1, characterized in that the components comprise a stamped grid ( 7 ) and that the pre-molded parts ( 2 . 3 ) by encapsulation of the stamped grid ( 7 ) with plastic ( 8th ) and that the fine beads ( 6 ) the punched grid ( 7 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the pre-molded parts ( 2 . 3 ) are largely produced in their final form.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pre-molded parts ( 2 . 3 ) are checked for their functionality.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pre-extrusion ( 2 . 3 ) for the production of the components of a control module ( 1 ) are used, and that a pre-molded part a support frame ( 2 ) forms, with the further Vorumspritzlinge ( 3 ) get connected.

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the control module ( 1 ) is used as a arranged in the transmission housing of a motor vehicle transmission gearbox control unit.