CN104228075A - 印制导线冲制栅格及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造一印制导线冲制栅格的方法以及一种可相应制造的印制导线冲制栅格。提供一种设有印制导线的芯元件（1）并且在第一部分区域利用第一塑料层（2）注塑包覆。接下来将所述芯元件在第二部分区域利用第二塑料层（8）注塑包覆。所述第一和所述第二塑料层相互侧部地在重叠区域（13）中重叠并且共同地完全包裹所述芯元件（1）。在第二次注塑包覆之后，将所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）材料锁合地焊接。由此可以使可能在所述第一和所述第二塑料层（2、8）之间构造的并且可能让有害流体从外部到达所述芯元件（1）的可能的间隙局部地闭合，从而可以避免所述芯元件（1）通过进入的流体而受损。所述两个塑料层（2、8）可以例如借助于激光（15）进行焊接。可替换地可以采用超声波焊接或热冲头来进行焊接。

Description

印制导线冲制栅格及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造一印制导线冲制栅格的方法以及一种相应的可制造的印制导线冲制栅格（Leitbahnstanzgitter）。
背景技术
印制导线冲制栅格例如在机动车制造中采用，用以电接触控制设备。例如在机动车自动变速器中为了控制离合过程和换挡过程采用控制模块，这些控制模块装配在一以油填充的变速器内室中。在此情况下，为了电导线引导使用注塑包覆的冲制栅格。
印制导线冲制栅格优选是平面的元件，在它们上也可以安装电子构件。在印制导线冲制栅格上、尤其在芯元件上存在以单线的印制导线为形式的导电分段，该芯元件居中地布置并且由一电绝缘的罩体包围。所述芯元件在此情况下通常由塑料或金属制成，其中，在一塑料实施的情况下所述印制导线作为导电层敷设到一载体基板上。
DE 10 2009 046 467 A1描述了一种具有一特殊的表面轮廓的印制导线冲制栅格以及一种具有这种印制导线冲制栅格的控制设备。也描述了用于制造一印制导线冲制栅格的常见的方法。
简而言之，在第一制造步骤中借助于冲制方法形成所述印制导线冲制栅格的芯元件。在此情况下，单个的芯元件在一些部位处相互连接，从而不是所述单个的芯元件中的每一个在接下来的注塑包覆过程期间都必须被嵌入到一相应的工具中。
接下来将所述芯元件利用一塑料来注塑包覆，用以形成围绕所述芯元件的罩体并且由此一方面确保了所需的相对于外部的电绝缘且另一方面实现一种机械稳定性。
在此情况下在第二制造步骤中发生所述印制导线冲制栅格的芯元件的部分的预注塑包覆（Vorumspritzen），但在此情况下，将单个的芯元件保持在一起的部分区域，例如连接部位不被注塑包覆。所述部分区域可以形成开口区域，它们通常具有1至2mm的尺寸。
在第三制造步骤中将所述芯元件相互分开。在此情况下，在所述芯元件之间冲制出连接部位或者分开。由此产生大量的单个的芯元件。前面提出的预注塑包覆将所述芯元件保持在一起并且保持在它们所要求的几何位置中。
在最终的第四制造步骤中发生所述单个的经预注塑包覆的芯元件的主注塑包覆（Hauptumspritzen）。在此情况下尤其是所述印制导线冲制栅格的通过所述预注塑包覆未遮盖的区域被注塑包覆，但也可以将所述被预注塑包覆的区域部分地注塑包覆，从而使所述预注塑包覆的和主注塑包覆的区域部分地侧部重叠。
为了避免所述印制导线冲制栅格的单个的芯元件相互的移动并且确保所述芯元件的所希望的位置，在此情况下在注塑包覆工具中为所述主注塑包覆所需的支撑区域贴靠在所述预注塑包覆上，从而该支撑区域确保了在所述注塑包覆工具中用于所述主注塑包覆的定位。但这导致了，所述主注塑包覆无法完全地包围所述芯元件，而是至少在所述支撑区域中是中断的，从而所述预注塑包覆的部分区域不被遮盖且向外裸露。
已注意到，尽管所述注塑包覆的罩体，流体还是会到达一冲制栅格中并且在那里会引起损坏。
例如在用在变速器内部中的冲制栅格的情况下，变速器油会进入，该变速器油由于缺少的油循环随着时间会化学分解并且会导致所述印制导线冲制栅格的印制导线上的腐蚀效应和短路。
发明内容
本发明的实施方式能够实现一印制导线冲制栅格的有利的制造以及一种相应地制造的冲制栅格，在此情况下，流体由于在一包裹的注塑包覆中的不密封性而到达所述印制导线冲制栅格的芯元件上这一风险被最小化。
根据本发明的第一个方面，描述一种用于制造一印制导线冲制栅格的方法。首先提供一具有印制导线的芯元件。该芯元件通过第一次注塑包覆在该芯元件的第一部分区域中设有第一塑料层。接下来将该芯元件通过第二次注塑包覆在该芯元件的第二部分区域中设有第二塑料层。所述第一和所述第二塑料层，也就是说，所述第一和所述第二部分区域相互侧部地在重叠区域中重叠并且共同地完全包裹所述芯元件。该方法的特征在于，在所述第二次注塑包覆之后将所述第一塑料层与所述第二塑料层材料锁合地焊接。
本发明的观点可以视为基于下列想法和知识：如开头所述，可通过一种两级的注塑包覆过程来产生一罩体，该罩体应该将一印制导线冲制栅格的芯元件电绝缘并且防止进入的流体。在此情况下，可被称为预注塑包覆的第一塑料层虽然侧部地与一可被称为主注塑包覆的第二塑料层重叠，但不被该第二塑料层完全遮盖，而是所述第一塑料层的一些部分保持向外裸露。观察到，在所述第一塑料层和所述第二塑料层之间的向外裸露的过渡区上可以留下小的间隙和空腔，尤其是由于形成所述预注塑包覆的塑料的熔化通过在形成所述主注塑包覆时沉积在其上的热的塑料部分地仅不足够地进行。这样一来，流体会进入到这种间隙中并且尤其由于毛细力而扩散。现在从该知识出发，建议在一附加的方法步骤中将所述第一和所述第二塑料层相互材料锁合地焊接。
在此情况下所述两个塑料层不需要在所有面上相互焊接。取而代之，所述第一塑料层与所述第二塑料层沿着一环形闭合地包围如下区域的线进行焊接就可以足够，在该区域中所述第一塑料层是裸露的。通过如下方式，即焊缝环形地包围所述第一塑料层的裸露的区域，可以确保，可能进入到所述第一和所述第二塑料层之间的同样向外裸露的界面上的流体不会沿着由在该界面上形成的间隙到达所述芯元件的表面且在那里导致损坏。
有利地，将所述第一塑料层与所述第二塑料层在一区域中直接邻接于如下区域上进行焊接，在该区域中所述第一塑料层是裸露的。在此，“直接邻接”可以理解为，一焊缝应该紧挨着、例如以小于3mm、优选小于1mm的距离相对于所述第一塑料层的裸露的区域延伸。优选地，一焊缝应该直接沿着一条线发生，在该线上所述第一塑料层在表面上邻接所述第二塑料层。换句话说，焊缝应该直接在所述第一和所述第二塑料层之间的邻接所述表面的过渡区上或者至少在所述重叠区域内部尽可能紧挨裸露的第一塑料层布置。由此一方面可以将焊缝的长度保持得尽可能短且因此将焊接费用保持得很低，另一方面可以将所述第一和所述第二塑料层之间的可能保留的朝所述表面敞开的间隙保持得尽可能小，从而在所述区域中尽可能不会有腐蚀性的流体沉积。尤其是可以以如下方式在所述第一和所述第二塑料层之间的邻接在所述表面上的过渡区上确保，在焊接时在一靠近表面的区域的局部熔化的情况下，不仅所述第一而且所述第二塑料层被局部地熔化且因此在接下来的固化中会出现在两个层之间的材料锁合连接。
所述第一和所述第二塑料层可以由相同的或由不同的材料制成，尤其由热塑性塑料制成。尤其是所述第一和所述第二塑料层可以在它们的熔点或它们的光学吸附行为方面具有相同的或类似的物理特性。
所述两个塑料层可以例如通过激光焊接相互焊接。激光焊接能够实现即使具有复杂的几何形状的焊缝。此外，在焊接时无需在需焊接的区域中接触工件的工具，从而例如取消了用于清洁这种工具的费用或者取消了通过这种工具所产生的损伤或污染的风险。
可替换的或附加的是，所述两个塑料层可以通过超声波焊接相互连接。超声波焊接能够在比较小的能量耗费的情况下实现所述两个塑料层的特别高效的材料锁合连接。
作为其它的替换方案或附加方案，所述两个塑料层可以借助于一热的冲头相互焊接。该冲头在此情况下可以加热到一温度上，在此情况下使所述塑料层的材料液化并且在接下来的固化中形成一材料锁合连接。所述冲头可以以简单的方式加热，不必采取昂贵的技术措施。所述冲头的几何形状可以与需实现的焊缝的形状进行匹配。此外，可以借助于所述冲头在焊接期间将压力施加到所述工件上，由此能够实现一高品质的焊缝。
原则上所述两个塑料层的焊接的方法步骤可以在一任意的时间点在所述芯元件的第二次注塑包覆之后发生。但也可以有利地，将所述第一和所述第二塑料层相互直接在所述第二次注塑包覆之后进行焊接，之后才将所述第二塑料层冷却到周围环境温度。由此可以至少部分地还利用在注塑包覆时引入的过程热，从而在接下来的焊接过程中需要少量的能量用于加热所述材料。
在所述方法的一种有利的设计方案中，将所述第一和所述第二塑料层同时在所述芯元件的两个相对置的侧面上相互焊接。由此一方面可以快速地产生所希望的焊缝。另一方面，尤其是当要采用用于产生所述焊接的工具，该工具机械地接触所述工件或者甚至将其置于压力下，如在超声波焊接或在借助于热冲头焊接时的情况那样，可以将两个工具从两侧贴靠到所述工件上，由此例如可以平衡所施加的力并且无需额外地保持所述工件。
根据本发明的第二方面，建议一种印制导线冲制栅格，如尤其可借助于上面描述的制造方法来制造。所述印制导线冲制栅格具有一带有印制导线的芯元件以及一通过所述芯元件利用塑料的注塑包覆而形成的罩体。在此情况下该罩体在所述芯元件的第一部分区域中具有一通过所述芯元件的第一次注塑包覆所形成的第一塑料层。此外，该罩体在所述芯元件的第二部分区域中具有一通过所述芯元件的第二次注塑包覆所形成的第二塑料层。所述第一和所述第二塑料层或者说所述部分区域相互侧部地在重叠区域重叠并且共同地包裹所述芯元件。在此，所述印制导线冲制栅格的特征在于，所述第一塑料层材料锁合地与所述第二塑料层焊接。
通过所述第一塑料层与所述第二塑料层的焊接，可以实现所述两个塑料层之间的安全的且长期可靠的密封。在此情况下，由加工所引起，一焊缝直达由所述第二塑料层所形成的罩体的表面并且通常从外部可见。尤其是可以在焊缝的区域中识别到所焊接的罩体的不平整性。
优选地，所述第一塑料层与所述第二塑料层在一区域中直接邻接在如下区域上焊接，在该区域中所述第一塑料层是裸露的。
要指出的是，本发明的实施方式的可能的特征和优点在此部分地参照一种用于制造一印制导线冲制栅格的方法以及部分地参照一种印制导线冲制栅格来描述。本领域技术人员认识到，所描述的特征可以以适当的方式相互组合或替换，以便以这种方式实现其它的实施方式和可能的协同效应。
附图说明
下面参照附图描述本发明的实施方式，其中，说明书和附图不视为限制本发明。
图1 在一横截面视图中示出了在根据本发明的制造方法中的第一次注塑包覆的过程，
图2 在一横截面视图中示出了在根据本发明的制造方法中的第二次注塑包覆的过程，
图3至5 在横截面视图中示出了在根据本发明的制造方法中将塑料层相互焊接起来的不同的可能性。
附图仅是示意性的并且不是按照比例绘制的。相同的附图标记表示附图中相同的或相同作用的特征。
具体实施方式
下面参照图1至5描述根据本发明的用于制造一印制导线冲制栅格的实施方式，其中，首先在一芯元件的至少部分地重叠的第一和第二部分区域中构造两个塑料层，且之后将这两个塑料层相互材料锁合地焊接。
如在图1中所示，在第一次注塑包覆过程中将所述芯元件1嵌入到一工具3中，该工具在支撑区域4支撑在所述芯元件1的相对置的表面12上。然后在所述表面12的剩余的第一部分区域中喷入塑料、例如聚酰胺，该塑料形成所述第一塑料层2，其中，在所述第一部分区域中在所述工具3和所述芯元件1之间形成空腔5。
接下来如在图2中所示，在第二方法步骤中将设有所述第一塑料层2的芯元件1置入到一其它的工具7中。然后，该其它的工具7支撑在所述第一塑料层2的表面9上，所述表面用作支撑区6。在所述工具7和所述芯元件1之间所形成的的空腔中再次喷入塑料，其形成所述第二塑料层8。该第二塑料层8在重叠区域13侧部地与所述第一塑料层2重叠。
当然，在该第二次注塑包覆过程中，所述表面9不利用所述第二塑料层8的塑料遮盖，其中，所述第一塑料层2的支撑区利用所述表面贴靠在所述工具7上。因此，可以在所述第一塑料层2和所述第二塑料层8之间形成一向外敞开的间隙10，沿着该间隙，例如变速器油可从所述第二塑料层8的表面11运动到所述芯元件的表面12，尤其由于毛细力。以这种方式进入的变速器油会导致所述冲制栅格上的损坏或导致其功能上的故障。
因此建议，将所述第二塑料层8与所述第一塑料层2至少在重叠区域13的一些部分中相互焊接，在这些部分中所述两个塑料层侧部地重叠。通过这种焊接获得了所述两个塑料层2、8的材料锁合的连接。至少在这种材料锁合的连接的区域中将在所述两个塑料层2、8之间原始存在的间隙中断，从而不会有流体从外部到达所述芯元件1。
如在图3中所示，在此情况下所述重叠区域13的一个部分可以通过以激光15的局部照射来熔化，该部分尽可能直接邻接在如下区域14上，在该区域中所述第一塑料层2向外裸露。在此情况下可以引入如此多的能量，使得不仅在所述重叠区域13中向外裸露的第二塑料层8而且在其下方邻接的第一塑料层2都至少局部地被熔化。在接下来的固化中出现所述两个塑料层2、8之间的所希望的材料锁合的连接。在此情况下，设有所述两个塑料层2、8的印制导线冲制栅格可以同时由两个相对置的侧面利用激光15来照射，由此可以实现短的程序持续时间。可替换的是，也可以在两个相对置的侧面上先后构造出焊缝。
在图4中示出了用于产生所述两个塑料层2、8的材料锁合焊接的一种可替换的可能性。以如下方式构造一热的冲头16，使得其可以在所述重叠区域13接触所述第二塑料层8的裸露的表面并且在此情况下环形地包围所述第一塑料层2的向外裸露的区域14。所述冲头16被加热到一足够高的温度上，从而不仅直接由所述冲头16接触的第二塑料层8而且位于其下方的所述第一塑料层2的区域间或地（zeitweise）被熔化。在接下来的固化中形成所述两个塑料层2、8之间的所希望的材料锁合的连接。
在图5中示出了另一种可能性，用以产生所述材料锁合的焊接。借助于超声波发生器17将足够的振动能在所述重叠区域13引入到所述两个塑料层2、8中，从而这两个塑料层2、8的材料在由所述发生器17接触的区域中间或地被熔化且在再次固化时产生所希望的焊缝。

Claims (10)

1. 用于制造一印制导线冲制栅格的方法，具有：
提供一具有印制导线的芯元件（1）；
在所述芯元件（1）的第一部分区域利用第一塑料层（2）第一次注塑包覆所述芯元件（1）；
在所述芯元件（1）的第二部分区域利用第二塑料层（8）第二次注塑包覆所述芯元件（1）；
其中，所述第一和所述第二塑料层（2、8）在重叠区域（13）中相互侧部地重叠并且共同完全地包裹所述芯元件（1）；
其特征在于，
在所述第二次注塑包覆之后，将所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）材料锁合地焊接。
2. 按照权利要求1所述的方法，其中，将所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）通过激光焊接进行焊接。
3. 按照权利要求1或2所述的方法，其中，将所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）通过超声波焊接进行焊接。
4. 按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，将所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）借助于热的冲头（16）进行焊接。
5. 按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）直接在所述第二次注塑包覆之后、在所述第二塑料层（8）冷却到周围环境温度之前进行焊接。
6. 按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，将所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）同时在所述芯元件（1）的两个对置的侧面上进行焊接。
7. 按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）在一区域中直接邻接在如下区域（14）上进行焊接，在所述区域中所述第一塑料层（2）是裸露的。
8. 按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）沿着一环形闭合地包围如下区域（14）的线进行焊接，在所述区域中所述第一塑料层是裸露的。
9. 印制导线冲制栅格，具有：
一具有印制导线的芯元件（1）；
一通过在所述芯元件（1）的第一部分区域第一次注塑包覆所述芯元件（1）所形成的第一塑料层（2）；
一通过在所述芯元件（1）的第二部分区域第二次注塑包覆所述芯元件（1）所形成的第二塑料层（8）；
其中，所述第一和所述第二塑料层（2、8）在重叠区域中相互侧部地重叠并且共同完全地包裹所述芯元件（1）；
其特征在于，
所述第一塑料层（2）材料锁合地与所述第二塑料层（8）焊接。
10. 按照权利要求9所述的印制导线冲制栅格，其中，所述第一塑料层（2）与所述第二塑料层（8）在一区域中直接邻接在如下区域（14）上进行焊接，在所述区域中所述第一塑料层（2）是裸露的。
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