DE102012223985A1

DE102012223985A1 - Method for fixing preform in injection molding tool used for motor car, involves bringing and holding preform in predetermined position by positioning tool, and releasing preform by positioning tool

Info

Publication number: DE102012223985A1
Application number: DE201210223985
Authority: DE
Inventors: Bernd Ströhlein; Stefan Schaub
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-26

Abstract

The method involves providing a sensor for detecting vehicle-related measurement values. A preform (2) is exhibited by a carrier element during manufacturing process of an electronic component, such that the preform introduced into an injection molding tool (3) along spatial direction is aligned and molded. The preform is brought and held in a predetermined position by a positioning tool (1). The preform is fixed in the predetermined position by a fixing unit. The preform is released by the positioning tool.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung eines Vorspritzlings im Spritzwerkzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. The invention relates to a method for fixing a preform in the injection mold according to the features of patent claim 1.

In vielen Bereichen werden elektronische Baugruppen für unterschiedliche Aufgaben und Anwendungen eingesetzt; insbesondere sind elektronische Baugruppen mit Sensoren zur Erfassung von Meßwerten physikalischer Größen, wie beispielsweise Druck, Temperatur oder Drehzahl oder elektronische Baugruppen mit Aktoren zur Betätigung von Stellgliedern gebräuchlich, beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich zur Sicherung und/oder Regelung fahrspezifischer Vorgänge bzw. Prozesse. In many areas, electronic assemblies are used for different tasks and applications; In particular, electronic assemblies with sensors for the detection of measured values of physical variables, such as pressure, temperature or speed or electronic assemblies with actuators for actuation of actuators are common, for example in the automotive field for securing and / or regulating driving-specific processes or processes.

Die elektronischen Bauelemente sind meist auf einem Trägerkörper angeordnet und durch einen Gehäusekörper von Umwelteinflüssen weitgehend geschützt. Die Abdeckung und der Trägerkörper können beispielsweise aus Kunststoffen bestehen und falls die Abdeckung und der Trägerkörper einstückig ausgebildet sind, in einem Fertigungsschritt hergestellt werden. Somit umschließen Trägerkörper und Abdeckung das elektronische Bauelement. The electronic components are usually arranged on a carrier body and largely protected by a housing body of environmental influences. The cover and the carrier body may for example consist of plastics and if the cover and the carrier body are integrally formed, are produced in a manufacturing step. Thus, carrier body and cover enclose the electronic component.

Aus dem Stand der Technik ist eine Anordnung eines Hallsensors und dessen Verwendung im Bereich Automotive durch die DE 10 2004 035 284 B4 bekannt, in welcher ein von einem Gehäuse umgebener, Sensor zur Erfassung der Position eines beweglichen Elements beschrieben ist. From the prior art is an arrangement of a Hall sensor and its use in the field of automotive by the DE 10 2004 035 284 B4 in which a sensor surrounded by a housing for detecting the position of a movable element is described.

Aus DE 100 51 472 A1 ist ein elektronisches Bauelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Hierbei werden Abdeckung und Trägerkörper in einem ersten Herstellungsschritt mittels Spritzguss hergestellt. In einem nachrangigen Verfahrensschritt wird das elektronische Bauteil von dem Trägerkörper und der Abdeckung umschlossen, z.B. dadurch, dass das elektronische Bauteil in den Trägerkörper eingelegt wird und anschließend durch geeignetes Umformen einer einstückig ausgebildeten Abdeckung umschlossen. Out DE 100 51 472 A1 For example, an electronic component and a method for its production are known. In this case, cover and carrier body are produced in a first production step by means of injection molding. In a subordinate method step, the electronic component is enclosed by the carrier body and the cover, for example by the fact that the electronic component is inserted into the carrier body and then enclosed by suitable forming an integrally formed cover.

DE 101 41 218 A1 beschreibt ein Herstellungsverfahren einer Verbindungsanordnung zwischen einem elektronischen Bauteil und Kontaktelementen. Dabei werden Bauteil und Kontaktelemente in einem zweistufigen Vorgang mit Kunststoff umhüllt. Bauteil und Kontaktelemente werden hierbei in ein Spritzwerkzeug eingelegt, welches Fixiermittel aufweist zur Fixierung des Bauteils. Die Fixiermittel weisen dabei eine kreuzförmige Struktur auf, deren Kontur geeignet ist, zumindest ein Teil des elektronischen Bauteils aufzunehmen. DE 101 41 218 A1 describes a manufacturing method of a connection arrangement between an electronic component and contact elements. In this case, component and contact elements are wrapped in a two-step process with plastic. Component and contact elements are in this case inserted into an injection mold, which has fixing means for fixing the component. The fixing means have a cross-shaped structure whose contour is suitable to receive at least a portion of the electronic component.

Bei der Herstellung eines, des im Stand der Technik beschriebenen, Sensors ist die präzise Positionierung des genannten bestückten Sensors im Spritzwerkzeug nur bedingt gewährleistet. Zudem ist es im Stand der Technik bei einer dünnen Umspritzung des Sensors mit Kunststoff schwierig, den Sensor in der gewünschten Höhe bzw. dem gewünschten Abstand zum messenden Element zu positionieren. Weiterhin können Trägerelemente bzw. Trägerstifte des Sensors Toleranzen aufweisen, die bei einer geringen Kunststoffüberdeckung (etwa 0,4–0,5 mm) ebenfalls zu einer falschen Höhenpositionierung führen. Das fehlerhaft gefertigte Element würde als nicht in Ordnung geprüft werden und somit aus dem Fertigungsprozess als Ausschussware ausgeschleust werden. In the manufacture of a sensor described in the prior art, the precise positioning of said populated sensor in the injection mold is only partially guaranteed. In addition, it is difficult in the prior art with a thin encapsulation of the sensor with plastic to position the sensor at the desired height or the desired distance to the measuring element. Furthermore, carrier elements or carrier pins of the sensor can have tolerances which also lead to a wrong height positioning at a low plastic coverage (about 0.4-0.5 mm). The faulty manufactured element would be tested as not in order and thus be discharged from the manufacturing process as rejects.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit welchem der Sensor in einem Spritzwerkzeug derart fixiert wird, dass eine zuverlässige und reproduzierbare Umspritzung des Sensors möglich ist. The object of the invention is to provide a method with which the sensor is fixed in an injection mold such that a reliable and reproducible encapsulation of the sensor is possible.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß den Merkmalen des geltenden Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is achieved by the method according to the features of the current claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Fixierung eines Vorspritzling, welcher im Prozess zur Herstellung eines fertig umspritzten Sensorelements in ein Spritzwerkzeug eingebracht wird. Im Spritzwerkzeug wird der Vorspritzling bezüglich ein oder mehrerer Raumrichtungen ausgerichtet und umspritzt. Der Vorspritzling umfasst dabei einen Sensor zur Erfassung von fahrzeugbezogenen Messwerten und ein Trägerelement. In einem ersten erfindungsgemäßen Schritt bringt und hält ein Positionierungswerkzeug den Vorspritzling im Spritzwerkzeug in eine vorgegebene Position. In einem zweiten Schritt wird der Vorspritzling mittels eines Fixierungsmittels in dieser Position fixiert. In einem dritten Schritt wird das Positionierungswerkzeug entfernt. Der Vorspritzling wird somit zwar vom Positionierungswerkzeug freigegeben, wird aber dennoch durch das Fixierungsmittel in der vorgegebenen Position gehalten. In anschließenden Schritten kann nun der Spritzprozess durchgeführt werden. The invention is based on a method for fixing a preform, which is introduced in the process for producing a finished overmolded sensor element in an injection mold. In the injection mold, the preform is aligned with respect to one or more spatial directions and encapsulated. The pre-molded part comprises a sensor for detecting vehicle-related measured values and a carrier element. In a first step according to the invention, a positioning tool brings and holds the pre-molded part in the injection mold in a predetermined position. In a second step, the pre-molded part is fixed in this position by means of a fixing means. In a third step, the positioning tool is removed. The pre-molded part is thus indeed released by the positioning tool, but is still held by the fixing means in the predetermined position. In subsequent steps, the injection process can now be carried out.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Vorspritzling in eine anschlagfreie Aufnahme des Spritzwerkzeugs eingebracht. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, dass der Vorspritzling, welcher einen Positionierungsstift einer vorgegebenen Länge umfasst in eine Bohrung des Spritzwerkzeugs eingesteckt wird. Diese Bohrung ist derart ausgeführt, dass sie für Positionierungsstift des eingesteckten Vorspritzlings keinen Anschlag bildet. In one embodiment of the invention, the preform is introduced into a non-impact receiving the injection mold. This can e.g. be realized in that the pre-molded part, which comprises a positioning pin of a predetermined length is inserted into a bore of the injection mold. This hole is designed such that it forms no stop for positioning pin of the inserted preform.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Positionierungswerkzeug eine Schieblehre. Zweckmäßig ist das Positionierungswerkzeug am Spritzwerkzeug verschiebbar angeordnet. Selbstverständlich kann das Positionierungswerkzeug auch ein anderes für diesen Zweck geeignetes Mittel sein. Dieses Positionierungswerkzeug kann entweder manuell oder automatisch betätigt werden und dient dazu, den in das Spritzwerkzeug eingesteckten Vorspritzling in vorzugsweise bis zu 6 Raumrichtungen auszurichten, so dass er eine definierte Position einnimmt. Diese definierte Position ist geeignet in einem anschließenden Fertigspritzprozess das gewünschte Ergebnis zu erzielen. In a further embodiment of the invention, the positioning tool is a caliper. The positioning tool is expedient slidably disposed on the injection mold. Of course, the positioning tool may also be another suitable means for this purpose. This positioning tool can be actuated either manually or automatically and serves to align the preform inserted into the injection mold in preferably up to 6 spatial directions, so that it occupies a defined position. This defined position is suitable for achieving the desired result in a subsequent finish-spraying process.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zur Fixierung des Vorspritzlings innerhalb des Spritzwerkzeuges angeordnet. Zweckmäßig kann das Fixierungsmittel manuell oder automatisch bedienbar sein. Das Fixierungsmittel kann z.B. eine Fixierungsschraube sein, welche innerhalb des Spitzwerkzeuges verschiebbar angeordnet ist und mittels Drehbewegung in Richtung des Vorspritzlings bewegbar ist, z.B. eine Unterflurschraube. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass mehrere Fixierungsmittel innerhalb des Spritzwerkzeuges vorhanden sind, welche derart zusammenwirken, dass der Vorspritzling in eine definierte Position bringbar ist. In a further embodiment of the invention, the means for fixing the preform within the injection mold is arranged. Suitably, the fixative may be manually or automatically operable. The fixative may e.g. a fixing screw, which is slidably disposed within the pointed tool and is movable by means of rotational movement in the direction of the pre-molded part, e.g. an underfloor screw. Of course, it is also possible that a plurality of fixing means are provided within the injection mold, which cooperate such that the pre-molded part can be brought into a defined position.

Es ist darüber hinaus denkbar, dass weitere Fixierungsmittel an der Oberfläche des Spritzwerkzeuges vorhanden sind, welche mit den innerhalb des Spritzwerkzeuges liegenden Fixierungsmittel zusammenwirken. It is also conceivable that further fixing means are provided on the surface of the injection molding tool, which cooperate with the fixing means located within the injection molding tool.

In einer bevorzugten Ausführungsform wirkt das Fixierungsmittel, insbesondere das innerhalb des Spritzwerkzeuges liegende Fixierungsmittel, auf einen mit dem Vorspritzling verbundenen Positionierungsstift ein. Anschließend wird das Positionierungswerkzeug entfernt, so dass der Vorspritzling nur noch durch die Fixierungsmittel in seiner Position gehalten wird. In einem anschließenden Spritzprozess kann der Vorspritzling ohne zusätzliche Abstützung umspritzt werden. In a preferred embodiment, the fixing means, in particular the fixing means located inside the injection molding tool, acts on a positioning pin connected to the preform. Subsequently, the positioning tool is removed, so that the pre-molded part is held only by the fixing means in position. In a subsequent injection process, the preform can be overmolded without additional support.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, einen Vorspritzling unabhängig von der Längentoleranz des verwendeten Positionierungsstifts mit größtmöglicher Präzision zu umspritzen. Dadurch, dass auf längengenaue Positionierungsstifte am Vorspritzing verzichtet werden kann, ist eine vollautomatische Produktion möglich. Ferner wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine reproduzierbare 3-dimensionalen Ausrichtung des Vorspritzlings im Spritzwerkzeug gewährleistet. With the method according to the invention, it is possible to overmold a preform independently of the length tolerance of the positioning pin used with the greatest possible precision. Because it is possible to dispense with length-exact positioning pins on the preform ring, fully automatic production is possible. Furthermore, a reproducible 3-dimensional alignment of the pre-molded part in the injection mold is ensured by the method according to the invention.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:

1 einen Ausschnitt eines Spritzwerkzeuges mit einem Positionierungswerkzeug, 1 a detail of an injection molding tool with a positioning tool,

2 eine Schnittdarstellung durch ein Spritzwerkzeug mit Fixierungsmittel 2 a sectional view through an injection mold with fixing agent

1 zeigt einen Ausschnitt eines Spritzwerkzeugs 3 mit einem Positionierungswerkzeug 1. Das Positionierungswerkzeug 1 ist entlang der Pfeilrichtung 7 verschiebbar angeordnet. Die obere Darstellung in 1 zeigt das Positionierungswerkzeug 1 in einer ersten zurückgefahrenen Position (Ruheposition). Die untere Darstellung in 1 zeigt das Positionierungswerkzeug 1 in einer zweiten Betriebsposition, in welcher es den in das Spritzwerkzeug 3 eingebrachten Vorspritzling 2 ausrichtet. 1 shows a section of an injection mold 3 with a positioning tool 1 , The positioning tool 1 is along the arrow direction 7 slidably arranged. The upper illustration in 1 shows the positioning tool 1 in a first retracted position (rest position). The lower illustration in 1 shows the positioning tool 1 in a second operating position in which it into the injection mold 3 introduced preform 2 aligns.

Die Oberfläche des Positionierungswerkzeugs 1 ist dabei im Wesentlichen an die äußere Kontur des Vorspritzlings 2 angepasst, so dass ein sicheres Eingreifen des Positionierungswerkzeugs 1 in die äußere Kontur des Vorspritzlings 2 möglich ist. The surface of the positioning tool 1 is essentially to the outer contour of the pre-molded part 2 adjusted, allowing a secure engagement of the positioning tool 1 in the outer contour of the pre-molded part 2 is possible.

In 1 ist die Bohrung 5 in dem Spritzwerkzeug 3 sowie der Positionierungsstift 4 des Vorspritzlings 2, welcher in die Bohrung 5 eingreift nicht zu erkennen. In 1 is the hole 5 in the injection mold 3 as well as the positioning pen 4 of the preform 2 which is in the hole 5 does not intervene to recognize.

2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch das Spritzwerkzeug 3 das Positionierungswerkzeug 1 in der ersten Position (Ruheposition), den Vorspritzling 2 mit Positionierungsstift 4 sowie das im Spritzwerkzeug 3 entlang der Pfeilrichtung 8 verschiebbar angeordnete Fixierungsmittel 6. Das Fixierungsmittel 6 wird auch als Unterflurschraube bezeichnet. Selbstverständlich ist eine schraubenförmige Ausbildung des Fixierungsmittels 6 nur beispielhaft zu verstehen. Es sind auch andere Fixierungsmaßnahmen des Positionierungsstifts 4 des Vorspritzlings 2 in der Bohrung 5 des Spritzwerkzeuges 3 denkbar, sofern sie innerhalb des Spritzwerkzeuges 3 verlaufen und von außerhalb des Spritzwerkzeuges 3 ansteuerbar sind. 2 shows in a sectional view through the injection mold 3 the positioning tool 1 in the first position (rest position), the preform 2 with positioning pin 4 as well as in the injection mold 3 along the arrow direction 8th slidably arranged fixative 6 , The fixative 6 is also referred to as a bottom screw. Of course, a helical design of the fixative 6 only to be understood as an example. There are also other fixation measures of the positioning pin 4 of the preform 2 in the hole 5 of the injection mold 3 conceivable, provided they are within the injection mold 3 run and from outside the injection mold 3 are controllable.

Das Fixierungsmittel 6 greift von außerhalb des Spritzwerkzeuges 3 durch das Spritzwerkzeug 3 bis zu der Bohrung 5 zur Aufnahme des Vorspritzling 2 mit Positionierungsstift 4 durch. Das Fixierungsmittel 6 drückt dabei den Positionierungsstift 4 gegen die Innenwandung (nicht dargestellt) der Bohrung 5, wodurch eine Fixierung erreicht wird. Nicht dargestellt sind weitere Positionierungsstifte, welche innerhalb des Spritzwerkzeuges ausgeführt sind. The fixative 6 accesses from outside the injection mold 3 through the injection mold 3 up to the hole 5 for receiving the pre-molded part 2 with positioning pin 4 by. The fixative 6 presses the positioning pin 4 against the inner wall (not shown) of the bore 5 , whereby a fixation is achieved. Not shown are other positioning pins, which are executed within the injection mold.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Positionierungswerkzeug position tool
2 2: Vorspritzling Preform
3 3: Spritzwerkzeug injection mold
4 4: Positionierungsstift positioning pin
5 5: Bohrung drilling
6 6: Fixierungsmittel fixative

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004035284 B4 [0004]
DE 10051472 A1 [0005]
DE 10141218 A1 [0006]

Claims

Method for fixing a preform having a sensor for detecting vehicle-related measured values and a carrier element ( 2 ) in the manufacturing process of an electronic assembly in which the pre-molded part ( 2 ) in an injection mold ( 3 ), is aligned with respect to one or more spatial directions and is overmolded, characterized in that the alignment takes place in such a way that in a first step a positioning tool ( 1 ) the preform ( 2 ) in a predetermined position and holds, in a second step, a means ( 6 ) fixed in this position for fixing the pre-molded part and in a third step, the positioning tool ( 1 ) the preform ( 2 ) releases.

Method according to claim 1, characterized in that the pre-molded part ( 2 ) into a stop-free recording ( 5 ) of the injection molding tool ( 3 ) is introduced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning tool ( 1 ) one with the injection mold ( 3 ) connected caliper is, which the pre-molded part ( 2 ) in up to 6 Aligns spatial directions.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 6 ) for fixing within the injection mold ( 3 ) and is manually or automatically operable.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pre-molded part ( 2 ) a positioning pin ( 4 ), on which the fixing agent ( 6 ) acts.