DE102020128578A1 - Injection Molded Connection Assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Spritzguss-Verbindungsanordnung (20), die ein erstes Teil (30) und ein zweites Teil (40), die an einer Verbindungsstelle (32) miteinander verbunden sind, sowie eine Umhüllung (50) umfasst, die durch Spritzgießen hergestellt ist und das erste Teil (30) und das zweite Teil (40) zumindest teilweise einhüllt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich der Verbindungsstelle (32) eine mehrteilige Schutzstruktur (60) vorgesehen ist, die zwischen der Verbindungsstelle (32) und der Umhüllung (50) angeordnet und so ausgestaltet ist, dass sie während des Spritzvorgangs der Umhüllung (50) formbeständig und ortsfest bleibt.The invention relates to an injection molded connection arrangement (20) comprising a first part (30) and a second part (40) which are connected to one another at a connection point (32), and a cover (50) which is produced by injection molding and at least partially envelops the first part (30) and the second part (40). The invention is characterized in that a multi-part protective structure (60) is provided in the area of the connection point (32), which is arranged between the connection point (32) and the cover (50) and is designed in such a way that the cover is protected during the injection molding process (50) remains dimensionally stable and stationary.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzguss-Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Spritzguss-Verbindungsanordnung gemäß dem Anspruch 8.The present invention relates to an injection molded connection arrangement according to the preamble of claim 1 and a method for producing an injection molded connection arrangement according to claim 8.
Es ist bekannt, Bauteile aus Metall oder anderen Werkstoffen zu umspritzen, um sie miteinander zu verbinden. Eine derartige Spritzguss-Verbindungsanordnung ist beispielsweise aus der
Für Kleinstbauteile und dünne angebundene stromführende Elemente, die zudem noch stoffschlüssig oder formschlüssig unter Bildung von Miniaturverbindungen miteinander verbunden sind, kann der Vorgang des Umspritzens zu unerwünschten Verformungen oder sogar zu dauerhaften Schäden führen, wenn beispielsweise beim Umspritzen die Verbindung der stoff- oder formschlüssig verbundenen Teile gelockert oder sogar vollständig gelöst wird. Insbesondere in einem Spritzwerkzeug sind sowohl hohe Drücke als auch hohe Temperaturen sowie dynamische Belastungen durch Fließfronten des eingespritzten Materials zu berücksichtigen. Das bedeutet, dass derartige Miniaturverbindungen unterschiedlichsten Belastungen ausgesetzt sind, die darüber hinaus durch Simulation nur schwer vorhersehbar und daher kaum beherrschbar sind.For tiny components and thin connected current-carrying elements, which are also connected to each other with a material or form fit to form miniature connections, the overmoulding process can lead to undesirable deformations or even permanent damage, if, for example, the connection of the material or form-fit connected parts during overmoulding is damaged loosened or even completely dissolved. In an injection mold in particular, both high pressures and high temperatures as well as dynamic loads due to flow fronts of the injected material must be taken into account. This means that such miniature connections are exposed to a wide variety of loads, which are also difficult to predict through simulation and can therefore hardly be controlled.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzguss-Verbindungsanordnung bereitzustellen, bei der zwei miteinander zu verbindende Teile sicher durch Umspritzen verbunden werden können, ohne dass eine unerwünschte Verformung oder Beschädigung der verbundenen Teile durch das Umspritzen auftreten kann. Der vorliegenden Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer derartigen Spritzguss-Verbindungsanordnung bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an injection-molded connection arrangement in which two parts to be connected can be securely connected by overmolding without any undesirable deformation or damage to the connected parts being able to occur as a result of the overmolding. Furthermore, the present invention is based on the object of providing a corresponding method for producing such an injection-molded connection arrangement.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Spritzguss-Verbindungsanordnung gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren zum Herstellen einer Spritzguss-Verbindungsanordnung gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with an injection-molded connection arrangement according to claim 1 and a method for producing an injection-molded connection arrangement according to claim 8. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Erfindungsgemäß umfasst eine Spritzguss-Verbindungsanordnung: ein erstes Teil und ein zweites Teil, die an einer Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, und eine Umhüllung, die durch Spritzgießen hergestellt ist und das erste Teil und das zweite Teil zumindest teilweise einhüllt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich der Verbindungsstelle eine mehrteilige Schutzstruktur vorgesehen ist, die zwischen der Verbindungsstelle und der Umhüllung angeordnet und so ausgestaltet ist, dass sie während des Spritzvorgangs der Umhüllung formbeständig und ortsfest bleibt.According to the present invention, an injection molded connector assembly comprises: a first part and a second part joined together at a joint, and a shell made by injection molding and at least partially encasing the first part and the second part. The invention is characterized in that a multi-part protective structure is provided in the area of the connection point, which is arranged between the connection point and the cover and is designed such that it remains dimensionally stable and stationary during the injection molding process of the cover.
Durch die unverrückbare und nicht deformierbare Schutzstruktur wird sichergestellt, dass die Teile durch das Umspritzen sicher miteinander verbunden werden können, ohne dass ein Risiko der Verformung oder sogar Beschädigung der verbundenen Teile besteht. Die Schutzstruktur ist vorzugsweise als mehrteilige Schutzschale ausgebildet. Besonders bevorzugt kann die Schutzstruktur Verstärkungsrippen aufweisen.The immovable and non-deformable protective structure ensures that the parts can be safely connected to each other by the overmoulding without any risk of deformation or even damage to the connected parts. The protective structure is preferably designed as a multi-part protective shell. The protective structure can particularly preferably have reinforcing ribs.
Außerdem umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Spritzguss-Verbindungsanordnung, insbesondere zum Herstellen einer Spritzguss-Verbindungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, folgende Schritte:
- • Bereitstellen eines ersten Teils und Verbinden des ersten Teils mit einem zweiten Teil an einer Verbindungsstelle;
- • Umschließen des ersten Teils und des zweiten Teils an der Verbindungsstelle mit einer mehrteiligen Schutzstruktur, die so ausgestaltet ist, dass sie während eines Spritzvorgangs formbeständig und ortsfest bleibt;
- • Einlegen der Schutzstruktur mit dem ersten und zweiten Teil in ein Spritzwerkzeug; und
- • Umspritzen des ersten Teils und des zweiten Teils sowie der Schutzstruktur unter Bildung einer Umhüllung.
- • providing a first part and joining the first part to a second part at a joint;
- • enclosing the first part and the second part at the joint with a multi-part protective structure designed to remain dimensionally stable and in place during an injection molding process;
- • Insertion of the protective structure with the first and second part in an injection molding tool; and
- • Overmoulding the first part and the second part and the protective structure to form an envelope.
Durch diese Vorgehensweise wird ebenfalls sichergestellt, dass die Teile durch das Umspritzen sicher miteinander verbunden werden können, ohne dass ein Risiko der Verformung oder sogar Beschädigung der verbundenen Teile besteht.This procedure also ensures that the parts can be securely joined together by overmolding without any risk of deforming or even damaging the joined parts.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spritzguss-Verbindungsanordnung umfasst die Schutzstruktur eine erste Halbschale und eine zweite Halbschale. Dadurch kann die Schutzstruktur besser an die zu schützenden Teile angepasst und leichter an Ort und Stelle angeordnet werden. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die beiden Halbschalen stoff-, form- oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.According to an advantageous development of the injection-molded connection arrangement according to the invention, the protective structure comprises a first half-shell and a second half-shell. This allows the protective structure to be better adapted to the parts to be protected and to be more easily placed in place. It is advantageous here if the two half-shells are connected to one another in a materially, form-fitting or non-positive manner.
Weiterhin kann eine weitere Schale ausgebildet sein, die ebenfalls während des Spritzvorgangs der Umhüllung formbeständig und ortsfest bleibt. Diese kann beispielsweise zwischen dem ersten Teil oder einem hiermit verbundenen Teil, insbesondere einem Kontakt (beispielsweise einem Stanzkontakt), und der Umhüllung angeordnet sein.Furthermore, a further shell can be formed, which also remains dimensionally stable and stationary during the injection molding process of the covering. This can be arranged, for example, between the first part or a part connected thereto, in particular a contact (for example a stamped contact), and the casing.
Es kann vorteilhaft sein, wenn jede der Halbschalen aus mehreren Schalenelementen gebildet ist. Dies ermöglicht eine noch bessere Anpassung an die räumliche Ausgestaltung der miteinander zu verbindenden Teile.It can be advantageous if each of the half-shells is formed from a plurality of shell elements. This enables an even better adaptation to the spatial configuration of the parts to be connected to one another.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich für den Fall, dass das erste Teil und das zweite Teil Bestandteile einer elektrischen Kabelverbindung sind. Bei der hierdurch durch Umspritzen gebildeten Kabelverbindung kann somit sehr effizient eine sichere elektrische Anbindung gewährleistet sowie eine Verformung/Beschädigung vermieden werden.A particularly advantageous application of the invention results when the first part and the second part are components of an electrical cable connection. In the case of the cable connection thus formed by overmoulding, a secure electrical connection can thus be ensured very efficiently and deformation/damage can be avoided.
Eine besonders stabile und gleichzeitig temperatur- bzw. feuerbeständige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzguss-Verbindungsanordnung kann erhalten werden, wenn die Schutzstruktur aus einem mit zumindest im Wesentlichen 30 % Glasfasern gefüllten Polyamid 6.6 (auch als PA66 GF30 bezeichnet) gebildet ist. Als zumindest im Wesentlichen 30% wird hierbei ein Bereich von 25-35% verstanden. Vorzugsweise sind allerdings 30% Glasfasern vorhanden.A particularly stable and at the same time temperature and fire resistant embodiment of the injection molding connection arrangement according to the invention can be obtained if the protective structure is formed from a polyamide 6.6 (also referred to as PA66 GF30) filled with at least essentially 30% glass fibers. A range of 25-35% is understood as at least essentially 30%. However, preferably 30% glass fibers are present.
Die vorliegende Erfindung lässt sich mit Vorteil in einer Situation anwenden, bei der das erste Teil an der Verbindungsstelle stoff- oder formschlüssig mit dem zweiten Teil verbunden ist, da hierdurch schon eine Vorab-Fixierung der beiden Teile erfolgt ist und somit die Genauigkeit der räumlichen Geometrie der Spritzguss-Verbindungsanordnung verbessert werden kann.The present invention can be used to advantage in a situation in which the first part is materially or positively connected to the second part at the connection point, since this has already taken place in advance of the two parts being fixed and thus the accuracy of the spatial geometry the injection molding connection arrangement can be improved.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, die Schutzstruktur und die Umhüllung nacheinander in hintereinander geschalteten Spritzwerkzeugen bevorzugt aus zwei verschiedenen Kunststoff-Komponenten herzustellen. Hierdurch können die Umhüllung und die Schutzstruktur kostengünstig in Serie hergestellt werden.An advantageous further development of the method according to the invention can consist in producing the protective structure and the casing one after the other in injection molds connected in series, preferably from two different plastic components. As a result, the casing and the protective structure can be mass-produced in a cost-effective manner.
Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn es zum Herstellen einer mit einer Spritzguss-Verbindungsanordnung umschlossenen elektrischen Kabelverbindung verwendet wird.The method according to the invention proves to be particularly advantageous when it is used to produce an electrical cable connection enclosed with an injection-molded connection arrangement.
Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spritzguss-Verbindungsanordnung anhand der Figuren. Es zeigt:
-
1 in perspektivischer Darstellung eine Heizpatrone, die eine erfindungsgemäße Spritzguss-Verbindungsanordnung enthält; -
2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzguss-Verbindungsanordnung im Querschnitt längs der Linie A-A von3 ; -
3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzguss-Verbindungsanordnung im Querschnitt, die ohne Umhüllung dargestellt ist; und -
4 eine perspektivische Teilansicht der Heizpatrone von1 , die ohne Umhüllung dargestellt ist.
-
1 is a perspective view of a cartridge heater incorporating an injection molded connector assembly of the present invention; -
2 an embodiment of the injection molding connection arrangement according to the invention in cross section along the line AA of3 ; -
3 a further embodiment of the injection-molded connection arrangement according to the invention in cross-section, which is shown without the encapsulation; and -
4 a perspective partial view of the heating cartridge of1 , which is shown without an envelope.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Heizpatrone dargestellt, bei der eine Anschlussleitung einem ersten zu verbindenden Teil 30 entspricht und ein Heizkolben einem zweiten zu verbindenden Teil 40 entspricht. Die nachstehend verwendeten Bezeichnungen „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ dienen lediglich der leichteren Beschreibung der räumlichen Anordnung der betreffenden Komponenten in den Zeichnungen und sind nicht als beschränkend hinsichtlich der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung anzusehen. Dabei ist „rechts“ eine Richtung zu dem Heizkolben 40, „links“ eine Richtung weg von dem Heizkolben 40, „oben“ eine Richtung zu der zweiten Halbschale 62 und „unten“ eine Richtung zu der ersten Halbschale 61.The present invention is presented below using the example of a heating cartridge, in which a connection line corresponds to a
In
In
Die erste Halbschale 61 weist an ihrem rechten Ende einen Eingriffsabschnitt 68 auf, der dazu ausgebildet ist, ein erstes Ende 42 des Heizkolbens 40 zu umgreifen. Das erste Ende 42 des Heizkolbens 40 ist hierzu umgreifbar ausgebildet. Hier erstreckt sich das erste Ende 42 radial nach außen. Der Eingriffsabschnitt 68 ist vorzugsweise als halbringförmiger Bund ausgebildet, der das erste Ende 42 des Heizkolbens 40 umgreift. Somit ist der Eingriffsabschnitt 68 axial beidseitig an dem ersten Ende 42 ausgebildet. Hierdurch kann die Verbindung besonders gut Axialbelastung aushalten. Wie in
Oberhalb des horizontal ausgerichteten Abschnitts des Stanzkontakts 31 ist eine zweite Halbschale 62 der mehrteiligen Schutzstruktur 60 vorgesehen, wobei die zweite Halbschale 62 an ihrem rechten Ende mit einem Eingriffsabschnitt 69 das erste Ende 42 des Heizkolbens 40 umgreift. Der Eingriffsabschnitt 69 ist vorzugsweise ebenfalls als halbringförmiger Bund ausgebildet. So bilden der Eingriffsabschnitt 68 und der Eingriffsabschnitt 69 gemeinsam einen vorzugsweise vollumfänglich ausgebildeten Bund 80. Wie in
Die beiden Halbschalen 61, 62 sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie an der Anschlussleitung 30 bzw. am Stanzkontakt 31 anliegen und diese Komponenten somit mechanisch abstützen bzw. fixieren.The two half-
Wie in
Bei dieser Ausführungsform ist der erste Verbindungsabschnitt 73 als zylindrischer Bolzen ausgebildet und der zweite Verbindungsabschnitt 75 ist als ein Steg ausgebildet, der eine zum ersten Verbindungsabschnitt 73 formkomplementäre zylindrische Ausnehmung - die nicht vollständig dargestellt ist - aufweist, in die der zylindrische Bolzen eingesetzt werden kann. Hierdurch kann nach dem Anordnen der beiden Halbschalen 61, 62 an der Anschlussleitung 30 bzw. dem Stanzkontakt 31 in einfacher Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Halbschalen 61, 62 bzw. deren Verbindungsabschnitten 73, 75 hergestellt werden. So bleiben die Halbschalen 61 und 62 beim Umspritzen stabil in ihrer Position zueinander und können die Verbindungsstelle 32 schützen. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass die beiden Halbschalen 61, 62 stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden können.In this embodiment, the first connecting
Gemäß der Darstellung in
Wie in
Nachdem die Anschlussleitung 30 mit dem Heizkolben 40 verbunden worden ist und die beiden Halbschalen 61 und 62 so angeordnet worden sind, dass sie die Anschlussleitung 30 und den Heizkolben 40 umschließen, wird die auf diese Weise gebildete Baugruppe in ein Spritzwerkzeug eingeführt und diese Baugruppe umspritzt, so dass eine Umhüllung 50 in der gewünschten Ausgestaltung hergestellt wird, wie sie beispielsweise in
Aus der Darstellung in
Wenn zwei oder mehr Anschlussleitungen 30 und 36 angeordnet sind, kann sich zumindest eine der beiden Halbschalen 61 oder 62 zwischen den Anschlussleitungen 30 und 36 in Richtung der anderen Halbschale 62 oder 61 erstrecken. Vorzugsweise liegen diese sich in Richtung der anderen Halbschale 62 oder 61 ersteckenden Bereiche an der anderen Halbschale 62 oder 61 an oder erstrecken sich in die andere Halbschale 62 oder 61 hinein.If two or
Ferner ist in
Es versteht sich, dass bei der vorliegenden Erfindung ein Zusammenhang zwischen einerseits Merkmalen besteht, die im Zusammenhang mit Verfahrensschritten beschrieben wurden, sowie andererseits Merkmalen, die im Zusammenhang mit entsprechenden Vorrichtungen beschrieben wurden. Somit sind beschriebene Verfahrensmerkmale auch als zur Erfindung gehörige Vorrichtungsmerkmale - und umgekehrt - anzusehen, selbst wenn dies nicht explizit erwähnt wurde.It goes without saying that in the case of the present invention there is a relationship between, on the one hand, features that have been described in connection with method steps and, on the other hand, features that have been described in connection with corresponding devices. Thus, method features described are also to be regarded as device features belonging to the invention—and vice versa—even if this was not explicitly mentioned.
Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Komponenten der Schutzstruktur sowie deren genaue Dimensionierung und räumliche Anordnung, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen, Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.It should be noted that the features of the invention described with reference to individual embodiments or variants, such as the type and design of the individual components of the protective structure and their exact dimensions and spatial arrangement, can also be present in other embodiments, unless otherwise stated or prohibits itself for technical reasons. In addition, of such features of individual embodiments described in combination, not all features necessarily always have to be implemented in a relevant embodiment.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Heizpatronecartridge heater
- 2020
- Spritzguss-VerbindungsanordnungInjection Molded Connection Assembly
- 30, 3630, 36
- erstes Teil (Anschlussleitung)first part (connecting line)
- 31, 3331, 33
- Stanzkontaktstamping contact
- 3232
- Verbindungsstelleconnection point
- 4040
- Zweites Teil (Heizkolben)Second part (heating iron)
- 4242
- Erstes EndeFirst ending
- 5050
- Umhüllungwrapping
- 6060
- (mehrteilige) Schutzstruktur(multi-part) protective structure
- 6161
- (erste) Halbschale(first) half shell
- 6262
- (zweite) Halbschale(second) half shell
- 6363
- weitere Schaleanother bowl
- 64-6764-67
- Schalenelementeshell elements
- 68, 6968, 69
- Eingriffsabschnittengagement section
- 73, 7573, 75
- Verbindungsabschnittconnection section
- 8080
- BundFederation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: KELLER SCHNEIDER PATENTANWALTS GMBH, DE Representative=s name: K & P PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
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R018 | Grant decision by examination section/examining division |