DE10353807A1

DE10353807A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffträgers für einen Flachleiter

Info

Publication number: DE10353807A1
Application number: DE2003153807
Authority: DE
Inventors: Kurt Gebert; Thomas Dolansky; Rolf Langenfeld; Thomas Salhoff
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-06-23

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffträgers für einen Flachleiter, welch letzterer eine erste Oberfläche und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, wobei der Kunststoffträger mittels schmelzflüssigen Kunststoffes in einem Gusswerkzeug erzeugt wird und sich vor beiden Oberflächen des Flachleiters erstreckt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Flachleiter derart in ein Gusswerkzeug eingelegt wird, dass die erste Oberfläche des Flachleiters an einer Anlagefläche des Gusswerkzeugs anliegt und vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters eine Kavität des Gusswerkzeugs gebildet ist, dass anschließend in die Kavität flüssiger Kunststoff eingespritzt wird, so dass sich vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters ein Teil des Kunststoffträgers bildet, dass sodann vor der ersten Oberfläche des Flachleiters eine weitere Kavität gebildet wird und dass schließlich in die weitere Kavität flüssiger Kunststoff eingespritzt wird, so dass sich vor der ersten Oberfläche des Flachleiters ein weiterer Teil des Kunststoffträgers bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffträgers für einen Flachleiter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 29.
Bei einem derartigen Verfahren wird zur Bildung einer aus Kunststoff bestehenden Ummantelung für einen zwei einander gegenüberliegende Oberflächen aufweisenden Flachleiter vor beiden Oberflächen des Flachleiters jeweils ein Kunststoffträger durch Spritzgießen in einem Gusswerkzeug hergestellt.
Hierzu ist es bekannt, den Flachleiter derart in ein Spritzgusswerkzeug einzuspannen, dass vor beiden Oberflächen des Flachleiters jeweils eine Kavität (d. h. ein beim Einspritzvorgang mit flüssigem Kunststoff befüllbarer Hohlraum) liegt. Durch das Einspritzen erwärmten, schmelzflüssigen Kunststoffes in die beiden Kavitäten und das spätere Abkühlen des Kunststoffes wird dann ein Kunststoffträger für den Flachleiter hergestellt, welcher eine Ummantelung des Flachleiters bildet und insbesondere dessen beide einander gegenüberliegende Oberflächen überdeckt.
Unter einem Flachleiter wird hier ein elektrischer oder optischer Leiter verstanden, der durch zwei einander gegenüberliegende Oberflächen charakterisiert ist, deren als Dicke bezeichnete Abstand klein ist im Vergleich zu der Breite der Oberflächen. Unter der Breite der Oberflächen wird dabei deren Ausdehnung entlang der Richtung verstanden, die sich senkrecht zu der Dicke sowie senkrecht zur Längsrichtung des entsprechenden Leiters erstreckt.
Ein Flachleiter wird beispielsweise durch eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter elektrischer oder optischer Leiter, insbesondere in Form einzelner Leiterbahnen, gebildet, wobei die Anzahl der nebeneinander angeordneten Leiter die Breite des Flachleiters bestimmt und die einzelnen Leiter durch ein isolierendes Material gegeneinander isoliert sind.
Unter einem Flachleiter wird hier insbesondere auch ein sogenannter Folienleiter verstanden, bei dem mehrere Leiterbahnen in mindestens einer Folie angeordnet und durch diese gegeneinander isoliert sind. Die beiden Oberflächen des Flachleiters werden dann nicht durch die entsprechenden Leiterbahnen selbst gebildet, sondern vielmehr durch eine Isolationsschicht, z. B. in Form mindestens einer Folie, welche die einzelnen Leiterbahnen umgibt, zusammenhält und gegeneinander isoliert.
Unter Spritzgießen wird hier in der allgemeinen Bedeutung dieses Begriffes jeder Prozess verstanden, bei dem schmelzflüssiger Kunststoff in ein Formwerkzeug gefüllt wird, um einen Kunststoffträger für einen in dem entsprechenden Werkzeug angeordneten Flachleiter zu erzeugen, unabhängig davon, wie die Verflüssigung des Kunststoffes und das Einfüllen des Kunststoffes in das Werkzeug erfolgen. Ferner werden hierunter auch solche Prozesse verstanden, bei denen der Kunststoff im nichtgeschmolzenen Zustand in ein erhitztes Formwerkzeug eingefüllt wird, wobei hier insbesondere EPDM-Kautschuk als Material geeignet ist.
Bei den bekannten Verfahren dieser Art, bei denen der mit einem Kunststoffträger zu umspritzende Flachleiter in einem Spritzgusswerkzeug zwischen zwei Kavitäten eingespannt wird, besteht das Problem, dass der Leiter beim Einspritzvorgang erheblichen mechanischen und thermischen Belastungen (von beiden Oberflächen her) ausgesetzt ist, so dass die Halterung des Flachleiters in einer definierten Position zwischen den beiden Kavitäten zu Schwierigkeiten führen kann. Insbesondere besteht die Gefahr, dass der Flachleiter beim Einspritzen des schmelzflüssigen Kunststoffes mit hoher Einspritzgeschwindigkeit und hohem Druck (zur Reduzierung der Zykluszeit) aus seiner Sollposition heraus verrutschen („verschwimmen") kann. Ferner besteht der Nachteil, dass bei einem direkten Auftreffen des in die jeweilige Kavität eingespritzten schmelzflüssigen Kunststoffes auf den Flachleiter das Isolationsmaterial des Flachleiters durch Aufschmelzen beschädigt wird, so dass die Gefahr eines Kontaktes zwischen den einzelnen Leitungsbahnen des Flachleiters besteht.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach wird der Flachleiter derart in ein Gusswerkzeug eingelegt, dass die erste Oberfläche des Flachleiters an einer Anlagefläche des Gusswerkzeuges anliegt und vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters eine Kavität des Gusswerkzeuges gebildet ist. Anschließend wird die besagte Kavität des Gusswerkzeuges mit schmelzflüssigem Kunststoff gefüllt, insbesondere durch Einspritzen flüssigen Kunststoffes, so dass sich beim Abkühlen des Kunststoffes vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters ein Kunststoffträger bzw. ein Teil eines Kunststoffträgers für den Flachleiter bildet. Sodann wird das Gusswerkzeug derart umgestaltet, z. B. durch Austausch von Teilen des Gusswerkzeuges, dass vor der bisher an einer Anlagefläche des Kunststoffwerkzeuges anliegenden ersten Oberfläche des Flachleiters eine weitere Kavität des Gusswerkzeuges gebildet ist. In diese Kavität wird schließlich weiterer schmelzflüssiger Kunststoff eingefüllt, so dass sich vor der ersten Oberfläche des Flachleiters ein weiterer Teil des Kunststoffträgers bildet, welcher somit den Flachleiter an beiden Oberflächen überdeckt, insbesondere nach Art einer Ummantelung umgibt.
Unter dem Einfüllen flüssigen Kunststoffes in ein Gusswerkzeug wird hier sowohl der Fall verstanden, dass der Kunststoff bereits beim Einfüllen in flüssiger Form vorliegt, als auch der Fall, dass der Kunststoff erst bei und/oder nach dem Einfüllen durch das erhitzte Gusswerkzeug verflüssigt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vor allem dadurch charakterisiert, dass die Umspritzung des Flachleiters mit einem Kunststoffträger in mindestens zwei Schritten erfolgt, wobei im ersten Schritt die erste Oberfläche an einer Anlagefläche des Gusswerkzeuges definiert gehalten ist und im zweiten Schritt die zweite Oberfläche des Flachleiters an dem im ersten Schritt geschaffenen Teils des Kunststoffträgers definiert gehalten ist.
Der zur Schaffung des Kunststoffträgers erforderliche Kunststoff kann jedoch bei Bedarf auch in mehr als zwei Schritten, also in drei Schritten oder mehr, auf die beiden Oberflächen des Flachleiters aufgebracht werden, wobei in jedem Schritt vor einer der beiden Oberflächen des Flachleiters eine Kavität gebildet wird, in die der zur Erzeugung eines Abschnittes des Kunststoffträgers benötigte Kunststoff eingefüllt wird. Mehr als die zwei vorstehend genannten Verfahrensschritte sind zur Bildung eines Kunststoffträgers z. B. dann erforderlich bzw. vorteilhaft, wenn der Kunststoffträger vor einer oder beiden Oberflächen des Flachleiters aus mehreren Abschnitten bestehen soll, die separat (also unter Verwendung unterschiedlicher Kavitäten) vor der jeweiligen Oberfläche zu erzeugen sind. Dieser Fall liegt z. B. dann vor, wenn ein Teil des Kunststoffträgers, der vor einer Oberfläche des Flachleiters anzuordnen ist, aus mehreren Abschnitten bestehen soll, zu deren Erzeugung unterschiedliche Kunststoffe (unterschiedliche Kunststoffsorten) verwendet werden. Hierdurch lassen sich beispielsweise vor einer Oberfläche des Flachleiters Abschnitte des Kunststoffträgers mit unterschiedlicher Festigkeit (unterschiedlicher Elastizität bzw. Biegsamkeit) erzeugen. Hierzu wird weiter unten noch Näheres erläutert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das Umspritzen eines Flachleiters mit Kunststoff, zur Bildung eines Kunststoffträgers für den Flachleiter, wobei der Flachleiter während des gesamten Einspritzvorganges jeweils mit einer seiner Oberflächen an einer zugeordneten Fläche (entweder einer Anlagefläche des Gusswerkzeuges oder einem im vorhergehenden Verfahrensschritt geschaffenen Teil der Kunststoffummantelung) definiert anliegt und dabei insbesondere an der zugeordneten Fläche fixiert sein kann. Hierdurch werden die mechanischen Belastungen reduziert, denen der Flachleiter beim Einspritzvorgang ausgesetzt ist, da entsprechend Kräfte von der jeweils zugeordneten Anlagefläche aufgenommen werden können. Zudem kann eine aus Metall bestehende Anlagefläche des Gusswerkzeuges zusätzlich zur Ableitung von Wärme dienen, um die thermische Belastung zu reduzieren.
Die Belastung des Flachleiters beim Einspritzen des schmelzflüssigen Kunststoffes wird weiter reduziert, wenn der schmelzflüssige Kunststoff im Wesentlichen parallel zu der jeweiligen Oberfläche des Flachleiters in die entsprechende Kavität des Gusswerkzeuges eingespritzt wird. Hierbei kann ferner vorgesehen sein, dass die Anlagefläche, an der der Flachleiter beim ersten Einspritzvorgang mit seiner ersten Oberfläche anliegt, eine Bodenfläche einer Vertiefung bildet, in der der Flachleiter aufgenommen ist.
Alternativ kann der schmelzflüssige Kunststoff jedoch auch senkrecht zu der jeweiligen Oberfläche des Flachleiters in das Gusswerkzeug eingespritzt werden, wobei in diesem Fall der entsprechende Einspritzkanal bevorzugt so angeordnet ist, dass der Quellfluss des schmelzflüssigen Kunststoffes nicht direkt auf eine Oberfläche des Flachleiters gerichtet ist.
Zur Bildung der weiteren Kavität vor der ersten Oberfläche des Flachleiters (nach dem Einspritzen schmelzflüssigen Kunststoffes in die Kavität vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters) kann einerseits an dem Gusswerkzeug mindestens ein Schieber vorgesehen sein, welcher nach dem ersten Einspritzvorgang (in die Kavität vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters) derart bewegt wird, dass eine weitere Kavität vor der ersten Oberfläche des Flachleiters freigelegt wird.
Nach einer anderen, bevorzugten Variante der Erfindung ist das Gusswerkzeug mehrteilig ausgebildet, wobei ein Teil des Gusswerkzeuges die Anlagefläche für die erste Oberfläche der Kavität bildet und dieser Teil des Gusswerkzeuges nach dem ersten Einspritzvorgang gegen ein anderes Werkzeugteil ausgetauscht wird, welches dann vor der ersten Oberfläche des Flachleiters die weitere, mit schmelzflüssigem Kunststoff befüllbare Kavität bildet.
Das die Anlagefläche für die erste Oberfläche des Flachleiters definierende Werkzeugteil einerseits und das die weitere Kavität definierende Werkzeugteil andererseits können an einem gemeinsamen Halter angeordnet sein, mittels dem das eine oder andere der beiden Werkzeugteile am Gusswerkzeug vor der ersten Oberfläche des Flachleiters angeordnet wird. Bei dem Halter kann es sich beispielsweise um einen schwenkbar gelagerten Drehteller handeln, der durch entsprechende Schwenkbewegungen zunächst das eine und dann das andere Werkzeugteil vor der ersten Oberfläche des Flachleiters positioniert, so dass dort zunächst eine Anlagefläche für die erste Oberfläche und später die weitere Kavität zum Befüllen mit schmelzflüssigem Kunststoff angeordnet ist. Ferner kann der Halter beispielsweise durch einen Robotarm gebildet werden, der zunächst das eine, die Anlagefläche bildende Werkzeugteil und dann das andere, die weitere Kavität bildende Werkzeugteil vor der ersten Oberfläche des Flachleiters positioniert.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen die beiden Teile des Kunststoffträgers, die vor der einen und der anderen Oberfläche des Flachleiters vorgesehen sind, nicht zwingend mittels jeweils eines einzigen Werkzeugteiles hergestellt sein. Vielmehr können auch vor einer Oberfläche des Flachleiters nacheinander unterschiedliche Werkzeugteile zum Einsatz kommen, um den dortigen Teil des Kunststoffträgers nacheinander aus verschiedenen Abschnitten zu bilden, wobei für die einzelnen Abschnitte unterschiedliche Kunststoffkomponenten verwendet werden können. Hierdurch lassen sich etwa durch Verwendung eines besonders harten, festen Kunststoffes Abschnitte des Kunststoffträgers erzeugen, die zur Ausbildung von Befestigungs- und/oder Dichtungsmitteln sowie von abgewinkelten Bereichen des Flachleiters geeignet sind. Aus einem entsprechend weicherem Material bestehen demgegenüber solche Abschnitte des Kunststoffträgers, in denen der Flachleiter inklusive des zugeordneten Kunststoffträgers flexibel sein soll.
Mit Vorteil können die in den beiden Kavitäten des Gusswerkzeugs hergestellten Teile des Kunststoffträgers den Flachleiter nach Art einer Ummantelung vollständig umschließen. D. h., die weitere Kavität des Gusswerkzeugs muss so beschaffen sein, dass der in diese Kavität eingefüllte, schmelzflüssige Kunststoff nach dem Abkühlen diejenigen Oberflächenbereiche des Flachleiters überdeckt, die nicht schon von dem zuvor in die eine Kavität eingespritzten Kunststoff bedeckt worden sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Gusswerkzeug mindestens einen Schieber auf, der sich in einer ersten Position befindet, wenn die eine Kavität (gelegen vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters) mit Kunststoff befüllt wird, und der in eine zweite Position überführt wird, wenn anschließend die weitere Kavität mit flüssigem Kunststoff gefüllt wird. Durch das Überführen des mindestens einen Schiebers von der ersten in die zweite Position wird die weitere Kavität derart vergrößert, dass der in die weitere Kavität eingespritzte schmelzflüssige Kunststoff den zuvor in der einen Kavität gebildeten Teil des Kunststoffträgers umgreift.
Je nach den Anforderungen an den Kunststoffträger des Flachleiters (bezogen auf den konkreten Verwendungszweck) kann ein und derselbe Kunststofftyp für die Bildung des gesamten Trägers des Flachleiters verwendet werden oder es werden in die beiden Kavitäten unterschiedliche Kunststoffe eingespritzt.
Zur anfänglichen Fixierung der ersten Oberfläche des Flachleiters an der zugeordneten Anlagefläche des Gusswerkzeugs kann beispielsweise eine Beaufschlagung des Flachleiters mit Druck, insbesondere Unterdruck, dienen. Alternativ können auch zusätzliche Befestigungselemente zur Fixierung des Flachleiters an der entsprechenden Anlagefläche vorgesehen sein.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 29 charakterisiert.
Danach weist das zur Herstellung eines Trägers für einen Flachleiter verwendete Gusswerkzeug eine Anlagefläche auf, an die der Flachleiter mit einer ersten Oberfläche anlegbar ist. Ferner weist das Gusswerkzeug eine Kavität auf, die vor der zweiten Oberfläche des Flachleiters angeordnet ist und in die schmelzflüssiger Kunststoff einspritzbar ist. Dabei ist die Anlagefläche an einem Gehäuseteil des Gusswerkzeuges vorgesehen, das durch ein anderes Gehäuseteil ersetzbar ist, welches eine weitere, mit Kunststoff befüllbare Kavität des Gusswerkzeuges bildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 22 bis 35 angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben werden.
Es zeigen:
1a bis 1h acht Verfahrensschritte beim Umspritzen eines Flachleiters mit einem Kunststoffträger in einem Spritzgusswerkzeug;
2a bis 2h eine Abwandlung des Spritzgussprozesses aus den 1a bis 1h;
3 einen Querschnitt durch einen mit einem Kunststoffträger umspritzten Flachleiter;
4 eine durch einen Drehteller gebildete Vorrichtung zum Austausch eines Werkzeugteiles des Spritzgusswerkzeuges bei den Spritzgussprozessen gemäß den 1a bis 1h bzw. 2a bis 2h;
5a bis 5h eine weitere Abwandlung des Spritzgussprozesses aus den 1a bis 1h;
6a bis 6c eine schematische Darstellungen der Ergebnisse der Spritzgussprozesse aus den 1a bis 1h, 2a bis 2h sowie 5a bis 5h;
7a bis 7e eine Abwandlung des Spritzgussprozesses aus den 5a bis 5h unter Verwendung eines zusätzlichen Werkzeugteiles;
8 ein Beispiel eines mit einem Spritzgussprozess der in den 7a bis 7e genannten Art herstellbaren, mit einem Kunststoffträger umspritzten Flachleiters;
9a und 9b zwei Abwandlungen des mit einem Kunststoffträger umspritzten Flachleiters aus 8.
1a zeigt einen Querschnitt durch ein zweiteiliges Spritzgusswerkzeug W bestehend aus zwei Werkzeugteilen 1, 2 in Form einer ersten Werkzeughälfte 1 und einer zweiten Werkzeughälfte 2 im geöffneten Zustand; d. h., die beiden Werkzeughälften 1, 2 (Gehäusehälften) sind noch nicht zur Bildung einer vollständig geschlossenen Kavität für schmelzflüssigen Kunststoff zusammengesetzt.
Die erste Werkzeughälfte 1 weist eine Vertiefung 10 in Form einer Aussparung auf, mit einer Bodenfläche 11, die als Anlagefläche für die erste Oberfläche 51 eines in die Vertiefung 10 einzusetzenden Flachleiters 5 dient, vergleiche 1b. Die Vertiefung 10 in Form einer Aussparung wird begrenzt durch zwei seitliche Begrenzungswände 12, 13 in Form von Schultern, welche entlang der Einspritzrichtung E des schmelzflüssigen Kunststoffes in den Innenraum des Spritzgusswerkzeuges W voneinander beabstandet sind. Diese Einspritzrichtung E wird bestimmt durch die Orientierung eines in der ersten Werkzeughälfte 1 vorgesehenen Einspritzkanales 15 für schmelzflüssigen Kunststoff und bestimmt somit insbesondere die Richtung des Quellflusses schmelzflüssigen Kunststoffes in den Innenraum des Spritzgusswerkzeugs hinein.
In der zweiten Werkzeughälfte 2 des Spritzgusswerkzeugs W ist eine Kavität 20, d. h. ein Hohlraum, ausgebildet, der zur Aufnahme in das Innere des Spritzgusswerkzeugs W eingespritzten schmelzflüssigen Kunststoffes vorgesehen ist und die sich vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 erstreckt.
1b zeigt das Spritzgusswerkzeug W aus 1a nach dem Einlegen eines Flachleiters 5 in die Vertiefung 10 der ersten Werkzeughälfte 1, wobei sich der Flachleiter 5 mit einer ersten Oberfläche 51 an der durch die Bodenfläche der Vertiefung 10 gebildeten Anlagefläche 11 zwischen den beiden Begrenzungswänden 12, 13 der Vertiefung 10 erstreckt.
Entsprechend der Querschnittsdarstellung des Spritzgusswerkzeugs W in den 1a bis 1h zeigt 1b einen Querschnitt durch den besagten Flachleiter 5. Demnach verläuft die Längsrichtung des Flachleiters 5 senkrecht zu der Querschnittsebene, also der Bildebene. Die Ausdehnung des Flachleiters 5 zwischen den beiden Begrenzungswänden 12, 13 der Vertiefung 10 definiert dessen Breite b und die Ausdehnung des Flachleiters 5 senkrecht zur Anlagefläche 11 definiert dessen Dicke d, vergleiche 3.
Der Flachleiter 5 kann mit seiner ersten Oberfläche 51 an der Anlagefläche 11 in der Vertiefung 10 der ersten Werkzeughälfte 1 in bekannter Weise beispielsweise mittels Unterdruck oder gegebenenfalls durch separate Befestigungsmittel fixiert sein.
Durch die Anordnung des Flachleiters 5 in der Vertiefung 10, wobei die Einspritzrichtung E schmelzflüssigen Kunststoffes in das Innere des Spritzgusswerkzeugs W im Wesentlichen parallel zu der Anlagefläche 11 der Vertiefung 10 sowie parallel zu den Oberflächen 51, 52 des Flachleiters 5 erfolgt, wird verhindert, dass der Flachleiter 5 im Gebiet der Hauptströmungsrichtung (Richtung des Quellflusses) des entlang der Einspritzrichtung E in den Innenraum des Spritzgusswerkzeugs W eingespritzten schmelzflüssigen Kunststoffes liegt. Hierdurch wird die mechanische und insbesondere die thermische Belastung des Flachleiters 5 beim Einspritzvorgang reduziert. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Isolation des Flachleiters 5 aus einem Material besteht, dessen Verarbeitungstemperatur (Schmelzpunkt) niedriger liegt als die Verarbeitungstemperatur (also der Schmelzpunkt) des einzuspritzenden schmelzflüssigen Kunststoffes.
Ist der Flachleiter 5 beispielsweise mit TPU als Isolationsmaterial ummantelt, welches eine Verarbeitungstemperatur von 210°C aufweist, und wird andererseits zur Bildung eines Kunststoffträgers für den Flachleiter 5 schmelzflüssiges TPE (ein thermoplastisches Elastomer) in das Innere des Spritzgusswerkzeugs W eingespritzt, dessen Verarbeitungstemperatur bei 220°C liegt, so darf der Flachleiter 5 nicht im Quellfluss des entlang der Einspritzrichtung E einströmenden schmelzflüssigen Kunststoffes (TPE) liegen, da ansonsten das Isolationsmaterial schmelzen könnte.
Weiter kann an den Oberflächen 51 und/oder 52 des Flachleiters eine dünne Abdeckung, insbesondere in Form eines dünnen (flüssigen) Filmes vorgesehen sein, die das Isolationsmaterial zunächst vor Überhitzung schützt und schließlich unter der Einwirkung des schmelzflüssigen Kunststoffes verdampft.
1c zeigt das Spritzgusswerkzeug W nach dem Einlegen eines Flachleiters 5 und dem Schließen des Spritzgusswerkzeugs W durch Zusammensetzen der beiden Gehäusehälften 1, 2. In diesem Zustand bildet die zweite Gehäusehälfte 2 vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5, welche von der Anlagefläche 11 der ersten Werkzeughälfte 1 beabstandet ist, eine Kavität 20 aus, in die gemäß 1d entlang der Einspritzrichtung E in den Innenraum des Spritzgusswerkzeugs W eingespritzter schmelzflüssiger Kunststoff K1 strömt. Dieser Kunststoff K1 füllt die gesamte Kavität 20 der zweiten Werkzeughälfte 2 sowie diejenigen Teile der Vertiefung 10 in der ersten Werkzeughälfte 1, die nicht durch das Material des Flachleiters 5 ausgefüllt sind und die vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 liegen.
Dieser Kunststoff K1 bildet nach Abkühlung einen Kunststoffträger 62, der sich im Wesentlichen vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 erstreckt, vergleiche 1e, welche das Spritzgusswerkzeug W nach Abkühlung des eingespritzten Kunststoffes K1 zur Bildung eines Kunststoffträgers 62 vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 im geöffneten Zustand zeigt.
Der Kunststoffträger 62 vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 bildet nur einen Teil des gesamten, zu erzeugenden Kunststoffträgers 61, 62, der beide Oberflächen 51, 52 des Flachleiters 5 überdecken soll. Der Einfachheit halber werden nachfolgend die vor jeweils einer Oberfläche 51 oder 52 des Flachleiters 5 vorgesehenen Teile 61 oder 62 des gesamten Kunststoffträgers 61, 62 ebenfalls als Kunststoffträger bezeichnet. Ferner ist zu berücksichtigen, dass die Teile des Kunststoffträgers 61, 62 vor der einen Oberfläche 51 oder der anderen Oberfläche 52 des Flachleiters 5 jeweils aus mehreren separaten Abschnitten bestehen können, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird, insbesondere anhand der 7a bis 9b.
Nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeugs W, entsprechend 1e, wird die erste Werkzeughälfte 1 ausgetauscht gegen eine andere Werkzeughälfte 3, vergleiche 1f, welche eine Kavität 30 aufweist, die vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5 liegt und gleichzeitig auch die Randbereiche 53, 54 des Flachleiters 5 umschließt. Unter den Randbereichen 53, 54 des Flachleiters 5 werden dabei die schmalen Oberflächenbereiche der Dicke d des Flachleiters 5 verstanden, welche die breiten Oberflächenbereiche 51, 52 der Breite b miteinander verbinden. Ein Flachleiter 5 ist ja gerade dadurch charakterisiert, dass er eine geringere Dicke d als Breite b aufweist, so dass die seitlichen Randbereiche 53, 54 des Flachleiters 5 (deren Ausdehnung quer zur Erstreckungsrichtung des Flachleiters durch dessen Dicke d bestimmt ist) eine wesentlich geringere Fläche aufweisen als die einander gegenüberliegenden Oberflächen 51, 52, deren Ausdehnung quer zur Erstreckungsrichtung des Flachleiters 5 durch dessen Breite b bestimmt ist, vergleiche 3.
Nach dem erneuten Schließen des Spritzgusswerkzeugs W, wobei nun die erste Werkzeughälfte 1 durch eine andere Werkzeughälfte 3 mit einer Kavität 30 vor der ersten Oberfläche 51 und vor den Randbereichen 53, 54 des Flachleiters 5 ersetzt worden ist, vergleiche 1g, wird sodann gemäß 1h erneut schmelzflüssiger Kunststoff K2 durch einen Einspritzkanal 35 der anderen Werkzeughälfte 3 in den Innenraum des Spritzgusswerkzeugs W eingespritzt und gelangt dort in die Kavität 30 der anderen Werkzeughälfte 3. Dieser Kunststoff K2 bildet nach dem Abkühlen einen weiteren Teil 61 des den Flachleiter 5 vollständig umschließenden Kunststoffträgers 61, 62 und erstreckt sich vor dessen erster Oberfläche 51 sowie vor dessen Randbereichen 53, 54 und liegt in der Umgebung dieser Randbereiche 53, 54 an dem anderen Teil 62 des Kunststoffträgers 61, 62 an.
Bei den beiden nacheinander in die Kavitäten 20 bzw. 30 des Spritzgusswerkzeugs W eingespritzten schmelzflüssigen Kunststoffen K1, K2 kann es sich – je nach Verwendungszweck des Flachleiters – um identische Kunststoffe oder um unterschiedliche Kunststoffsorten handeln.
In den 2a bis 2h ist eine Weiterbildung des Spritzgussprozesses aus den 1a bis 1h dargestellt, wobei der Unterschied darin besteht, dass in der zweiten Werkzeughälfte 2 Schieber 41, 42 vorgesehen sind, die seitliche Begrenzungswände der Kavität 20 in der zweiten Werkzeughälfte 2 bilden und die sich derart verschieben lassen, dass hierdurch zusätzliche Hohlräume 43, 44 in der zweiten Werkzeughälfte 2 gebildet werden, vergleiche 2g.
Solange die Schieber 41, 42 geschlossen sind und die seitlichen Begrenzungswände der Kavität 20 in der zweiten Werkzeughälfte 2 bilden, also während des Einspritzens schmelzflüssigen Kunststoffes K1 in die Kavität 20 der zweiten Werkzeughälfte 2 sowie dem anschließenden Öffnen des Spritzgusswerkzeuges W und dem Austauschen der ersten Werkzeughälfte 1 durch eine andere Werkzeughälfte 3 mit einer Kavität 30, verläuft der in den 2a bis 2f dargestellte Spritzgussprozess identisch zu den entsprechenden Verfahrensschritten aus den 1a bis 1f.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den in den 1a bis 1h einerseits und den 2a bis 2h andererseits dargestellten Spritzgussprozessen besteht jedoch darin, dass vor dem Einspritzen schmelzflüssigen Kunststoffes K2 (vergleiche 2h) in die Kavität 30 der anderen Werkzeughälfte 3 die Schieber 41, 42 der zweiten Werkzeughälfte 2 ausgefahren werden, so dass sich dort zusätzliche Hohlräume 43, 44 bilden, vergleiche 2g.
Diese zusätzlichen Hohlräume 43, 44 stehen in Strömungsverbindung mit der Kavität 30 der anderen Werkzeughälfte 3 und umgreifen nach außen abstehende Abschnitte 64 des zuvor vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 gebildeten Kunststoffträgers 62. Diese seitlich abstehenden Abschnitte 64 des entsprechenden Teiles 62 des Kunststoffträgers werden gebildet aufgrund einer entsprechenden Formgebung der Kavität 20 in der zweiten Werkzeughälfte 2.
Ein in 2a mit dem Bezugszeichen 45 versehener weiterer Schieber dient dazu, um bei dem späteren Austausch der ersten Werkzeughälfte 1 gegen eine andere Werkzeughälfte 3 eine Kollision mit dieser Werkzeughälfte beim Zusammensetzen des Spritzgusswerkzeuges zu verhindern, vergleiche 2f und 2g.
Nach dem Einspritzen schmelzflüssigen Kunststoffes K2 in die Kavität 30 der anderen Werkzeughälfte 3 durch den hierfür vorgesehenen Einspritzkanal 35 hindurch füllt der eingespritzte schmelzflüssige Kunststoff K2 nicht nur die Kavität 30 in der anderen Werkzeughälfte 3, sondern auch die hieran angrenzenden, durch Ausfahren der Schieber 41, 42 in der zweiten Werkzeughälfte 2 freigelegten Hohlräume 43, 44, so dass der neu eingespritzte schmelzflüssige Kunststoff K2 den in einem früheren Verfahrensschritt eingespritzten, inzwischen abgekühlten Teil 62 des Kunststoffträgers an seinen seitlich abstehenden Abschnitten 64 formschlüssig umgreift.
Somit bildet nach dem Abkühlen des im letzten Verfahrensschritt in die Kavität 30 der anderen Werkzeughälfte 3 eingespritzten Kunststoffes K2 dieser einen Teil 61 des Kunststoffträgers 61, 62, welcher sich nicht nur vor der ersten Oberfläche 51 und den seitlichen Rändern 53, 54 des Flachleiters 5 erstreckt, sondern darüber hinaus mit äußeren Abschnitten 63 die seitlich abstehenden Randabschnitte 64 des zweiten Teiles 62 des Kunststoffträgers 61, 62 unter Bildung jeweils eines Hinterschnittes formschlüssig umgreift, vergleiche auch die Darstellung in 3, wo der Träger 61, 62 des Flachleiters 5 in seiner Geometrie im Prinzip mit dem in 2h gezeigten Träger 61, 62 übereinstimmt. Bei der Ausführungsform gemäß 3 besteht ein Unterschied darin, dass der vor der zweiten Oberfläche 52 angeordnete Teil 62 des Kunststoffträgers 61, 62 mit seinen seitlich abstehenden Abschnitten 64 zugleich auch die seitlichen Ränder 53, 54 des Flachleiters 5 überdeckt.
Durch das formschlüssige Umgreifen der seitlich abstehenden Ränder 64 des zweiten Teiles 62 des Kunststoffträgers 61, 62 durch äußere Abschnitte 63 des ersten Teiles 61 des Kunststoffträgers 61, 62 werden die Festigkeit und Dichtheit der Kunststoffummantelung des Flachleiters 5 verbessert.
4 zeigt eine mögliche Anordnung, mit der der Ersatz der ersten Werkeughälfte 1 des Spritzgusswerkzeugs W durch eine andere Werkzeughälfte 3 zwischen den beiden Einspritzvorgängen (vergleiche die anhand der 1a bis 1h bzw. 2a bis 2h erläuterten Spritzgussprozesse) vorgenommen werden kann. Hierzu sind die erste Werkzeughälfte 1 und die andere Werkzeughälfte 3 in Umfangsrichtung U eines Drehtellers T voneinander beabstandet auf dem besagten Drehteller T angeordnet, welcher sich vor bzw. unter der an einer Halterung festgelegten zweiten Werkzeughälfte 2 des Spritzgusswerkzeugs erstreckt. Durch Drehen des Drehtellers T um seine Drehachse A um einen ersten Winkel/Drehweg D1 bzw. einen zweiten Winkel/Drehweg D2 – bezogen auf eine in 4 dargestellte Ausgangslage – können nacheinander die erste Werkzeughälfte 1 und sodann die andere Werkzeughälfte 3 vor bzw. unter die zweite Werkzeughälfte 2 des Spritzgusswerkzeugs geführt und dort jeweils mit dieser zusammengesetzt werden, so dass beim ersten Spritzgussvorgang die erste Werkzeughälfte 1 und die zweite Werkzeughälfte 2 das Spritzgusswerkzeug bilden und beim zweiten Spritzgussvorgang die andere Werkzeughälfte 3 und die zweite Werkzeughälfte 2 das Spritzgusswerkzeug bilden.
In der Ausgangslage des Drehtellers T, d. h., bevor die erste Werkzeughälfte 1 vor bzw. unter die zweite Werkzeughälfte 2 geführt wird, ist die erste Werkzeughälfte 1 für das Einlegen des zu umspritzenden Flachleiters frei zugänglich, wie in 4 dargestellt.
An dem Drehteller T, der die erste Werkzeughälfte 1 sowie die andere Werkzeughälfte 3 des Spritzgusswerkzeugs aufnimmt sowie an der Halterung H für die zweite Werkzeughälfte 2 andererseits können miteinander korrespondierende Formschlusselemente, z. B. in Form von Vorsprüngen (gebildet durch je einen beweglichen Bolzen) und zugeordneten Vertiefungen vorgesehen sein, mit denen der Drehteller T und die Halterung H definiert zueinander ausgerichtet werden, wenn sich die erste Werkzeughälfte 1 oder die andere Werkzeughälfte 3 vor der zweiten Werkzeughälfte 2 befindet. Hierdurch werden die jeweils das Spritzgusswerkzeug bildenden Werkzeughälften 1, 2 oder 3, 2 definiert zueinander ausgerichtet und zentriert. Dabei können ergänzend auch die jeweils das Spritzgusswerkzeug bildenden Werkzeughälften 1, 2 oder 3, 2 lösbar miteinander verbunden werden.
In den 5a bis 5h ist eine Abwandlung des in den 1a bis 1h gezeigten Spritzgussprozesses dargestellt, wobei ein wesentlicher Unterschied darin besteht, dass die erste Werkzeughälfte 1 gemäß 5a keine Vertiefung zur Aufnahme des zu umspritzenden Flachleiters 5 aufweist, sondern dass der Flachleiter 5 gemäß 5b vielmehr auf eine ebene Anlagefläche 11 der ersten Werkzeughälfte 1 aufgelegt wird, der keine seitlichen Begrenzungswände zugeordnet sind.
Dementsprechend wäre vorliegend der Flachleiter 5 nach dem Aufsetzen auf die hierfür vorgesehene Anlagefläche 11 der ersten Werkzeughälfte 1 nicht vor dem unmittelbaren Kontakt mit heißem, schmelzflüssigem Kunststoff geschützt, der mit einer Richtung parallel zur Anlagefläche 11 eingespritzt wird. Daher ist hier der Einspritzkanal 15 für den schmelzflüssigen Kunststoff in der ersten Werkzeughälfte 1 so angeordnet, dass er sich nicht parallel zu der Anlagefläche 11 erstreckt, sondern vielmehr senkrecht zu dieser. Der Einspritzkanal 15 mündet dabei in die Anlagefläche 11, und zwar an einer Stelle, die nicht durch die auf der Anlagefläche 11 aufliegende erste Oberfläche 51 des zu umspritzenden Flachleiters 5 überdeckt ist. Hierdurch kann der schmelzflüssige Kunststoff gemäß den 5c und 5d entlang einer Einspritzrichtung E' senkrecht zur Anlagefläche 11 und an dem Flachleiter 5 vorbei in die Kavität 20 der zugeordneten zweiten Werkzeughälfte 2 eintreten. Der Quellfluss des schmelzflüssigen Kunststoffes wird dabei bevorzugt an einer der Mündung des Einspritzkanals 15 gegenüber liegenden Schulter der Begrenzungswand der besagten Kavität 20 teilweise umgelenkt.
Der durch den Einspritzkanal 15 in die besagte Kavität 20 eingelassene schmelzflüssige Kunststoff K1 bildet dort gemäß 5e, wie auch bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, einen Kunststoffträger 62 vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 und umgibt gleichzeitig auch die Randbereiche 53, 54 des Flachleiters 5.
Nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeuges W wird dann, wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, die erste Werkzeughälfte 1 ausgetauscht gegen eine andere Werkzeughälfte 3, vgl. 5f, die eine Kavität 30 aufweist, welche vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5 liegt.
Nach dem erneuten Schließen des Spritzgusswerkzeugs W, wobei nun die erste Werkzeughälfte 1 durch eine andere Werkzeughälfte 3 mit einer Kavität 30 vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5 ersetzt ist, vgl. 5g, wird sodann gemäß 5h erneut schmelzflüssiger Kunststoff K2 durch einen Einspritzkanal 35 der anderen Werkzeughälfte 3 entlang der vorstehend definierten Einspritzrichtung E' in den Innenraum des Spritzgusswerkzeugs W eingespritzt und gelangt dort in Kavität 30 der anderen Werkzeughälfte 3. Dieser Kunststoff K2 bildet nach dem Abkühlen einen weiteren Teil 61 des den Flachleiter 5 vollständig umschließenden Kunststoffträgers 61, 62 und erstreckt sich vor dessen erster Oberfläche 51.
In den 6a bis 6c sind noch einmal schematisch drei unterschiedliche, jeweils einen Flachleiter 5 umschließende Kunststoffträger 61, 62 dargestellt, wobei die in 6a dargestellte Anordnung mit einem Verfahren der anhand der 1a bis 1h beschriebenen Art herstellbar ist, die in 6b dargestellte Anordnung mit einem Verfahren der in den 2a bis 2h beschriebenen Art herstellbar ist und die in 6c dargestellte Anordnung mit einem Verfahren der in den 5a bis 5h dargestellten Art herstellbar ist.
Die in 6a dargestellte Anordnung ist unter anderem dadurch charakterisiert, dass der Flachleiter 5 bei der Erzeugung eines Teiles 62 des Kunststoffträgers 61, 62 vor seiner zweiten Oberfläche 52 in einer Vertiefung der ersten Werkzeughälfte lag, wie anhand der 1a bis 1h dargestellt und erläutert. Da die beiden Teile 61, 62 des Kunststoffträgers mit ihren beidseits der Randbereiche 53, 54 des Flachleiters 5 liegenden Abschnitten 63 bzw. 64 lediglich aneinander anliegen ohne formschlüssig ineinander zu greifen, ist diese Anordnung vorteilhaft bei der Verwendung von Kunststoffkomponenten für das erste Teil 61 und das zweite Teil 62 des Kunststoffträgers, die an ihrer Grenzfläche aneinander haften.
Dies gilt auch für die in 6c dargestellte Anordnung, die mit einem Spritzgussprozess der in den 5a bis 5h dargestellten Art herstellbar ist und deren wesentlicher Unterschied zu der in 6a dargestellten Anordnung darin besteht, dass sich der Flachleiter 5 beim Erzeugen des Teiles 62 des Kunststoffträgers 61, 62 vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 nicht in einer Vertiefung der ersten Werkzeughälfte befand.
6b zeigt schließlich eine Anordnung, wie sie mit einem anhand der 2a bis 2h dargestellten Verfahren herstellbar ist, wobei die Besonderheit darin besteht, dass durch die Verwendung zusätzlicher Schieber die aneinander angrenzenden Abschnitte 63, 64 des Kunststoffträgers 61, 62 beidseits der Randbereiche 53, 54 des Flachleiters 5 derart ausgebildet sind, dass der eine Abschnitt 63 den anderen Abschnitt 64 formschlüssig umgreift. Diese Konfiguration ist insbesondere vorteilhaft bei der Verwendung von Materialien für die beiden Teile 61, 62 des Kunststoffträgers, die in ihrer Grenzschicht nicht aneinander haften.
In den 7a bis 7e ist eine Abwandlung des anhand der 5a bis 5h beschriebenen Verfahrens zur Ummantelung eines Flachleiters mit einem Kunststoffträger dargestellt. Der wesentliche Unterschied zwischen dem anhand der 5a bis 5h erläuterten Verfahren und dem in den 7a bis 7e beschriebenen Verfahren besteht dabei darin, dass gemäß den 7a bis 7e der herzustellende Kunststoffträger 61, 62, 62' des Flachleiters 5 aus drei unterschiedlichen Abschnitten besteht.
Ausgangspunkt für die Herstellung des Kunststoffträgers ist gemäß 7a ein aus zwei Werkzeughälften 1, 2 bestehendes Spritzgusswerkzeug W, dessen erste Werkzeughälfte eine Anlagefläche 11 zur Auflage des zu umspritzenden Flachleiters 5 (vgl. 7b) aufweist. In der zweiten Werkzeughälfte 2 ist eine Kavität 20 vorgesehen, in die ein Einspritzkanal 25 der zweiten Werkzeughälfte mündet, der sich senkrecht zu der Anlagefläche 11 der ersten Werkzeughälfte 1 erstreckt und demnach das Einspritzen von Kunststoff entlang einer Einspritzrichtung E' senkrecht zu der Anlagefläche 11 ermöglicht.
Anhand der 7b und 7c wird deutlich, wie nach dem Auflegen des Flachleiters 5 mit seiner ersten Oberfläche 51 auf die Anlagefläche 11 der ersten Werkzeughälfte 1 und dem Einspritzen eines schmelzflüssigen Kunststoffes K1 in die hierfür vorgesehene Kavität 20 der zweiten Werkzeughälfte 2 vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 ein Abschnitt 62 eines Kunststoffträgers gebildet wird. Dieser erstreckt sich nur über einen kleineren Abschnitt der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5.
Anschließend wird die zweite Werkzeughälfte 2 vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 durch eine neue Werkzeughälfte 2' ersetzt, deren Kavität 20' so groß ist, dass sie einerseits den bereits erzeugten Abschnitt 62 des Kunststoffträgers aufnimmt und zum anderen noch Raum für weiteren mittels eines zugeordneten Einspritzkanals 25' einzuspritzenden Kunststoff K1' zur Verfügung stellt, vgl. 7d. Hierdurch wird ein zusätzlicher Abschnitt 62' eines Kunststoffträgers vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 erzeugt, der sich entlang der zweiten Oberfläche 52 unmittelbar an den zuvor hergestellten Abschnitt 62 des Kunststoffträgers anschließt. Hierdurch können vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 zwei unmittelbar aneinander anschließende Abschnitte 62, 62' eines Kunststoffträgers aufgebracht werden, die aus unterschiedlichen Kunststoffen K1 und K1' hergestellt sind und dementsprechend unterschiedliche Eigenschaften, zum Beispiel hinsichtlich ihrer Härte bzw. Festigkeit, aufweisen.
Abschließend wird dann die bisher vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5 angeordnete Werkzeughälfte 1 ersetzt durch eine andere Werkzeughälfte 3 mit einer Kavität 30 vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5. Diese wird mittels eines in der Kavität 30 mündenden Einspritzkanals 35 mit einem schmelzflüssigen Kunststoff K2 befüllt, der nach dem Abkühlen vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5 einen Teil 61 des Kunststoffträgers bildet, vergleiche 7e.
Der besondere Vorteil des anhand der 7a bis 7e dargestellten Verfahrens liegt darin, dass durch die Verwendung unterschiedlicher Werkzeughälften 2, 2' mit jeweils mindestens einer Kavität 20, 20' zur Erzeugung desjenigen Teils 62, 62' des Kunststoffträgers, welcher vor der entsprechenden (zweiten) Oberfläche 52 des Flachleiters 5 angeordnet ist, der besagte Teil 62, 62' des Kunststoffträgers 61, 62, 62' abschnittsweise aus unterschiedlichen Kunststoffen K1, K1' bestehen kann, um den Kunststoffträger gezielt an technische Anforderungen innerhalb eines Kraftfahrzeugs anpassen zu können.
Ein Beispiel hierfür ist in 8 dargestellt. Danach umfasst der Kunststoffträger 61, 62, 62' des Flachleiters 5 vor dessen erster Oberfläche 51 ein einzelnes einheitliches Teil 61 bestehend aus einem bestimmten Kunststoff, während das Teil 62, 62' des Kunststoffträgers vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 aus zwei Abschnitten 62, 62', bestehend aus jeweils einem anderen Kunststoff, gebildet wird. Dabei können, wie anhand der 7a bis 7e erläutert, zunächst die beiden Abschnitte 62, 62' des Teiles des Kunststoffträgers vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 hergestellt werden und anschließend der Teil 61 des Kunststoffträgers vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5.
Gemäß 8 ist der eine Abschnitt 62 des vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 gelegenen Teiles 62, 62' des Kunststoffträgers als Befestigungsabschnitt mit einem daran ausgebildeten Befestigungselement 65 in Form eines Clips und zugeordneten Dichtlippen 66 ausgestaltet. Hierzu eignet sich die Verwendung eines vergleichsweise harten Kunststoffes, damit das Befestigungselement 65 hinreichend stabil ist. Der daran anschließende Abschnitt 62' des Kunststoffträgers 61, 62, 62' sowie der vor der ersten Oberfläche 51 des Flachleiters 5 angeordnete Teil 61 des Kunststoffträgers bestehen demgegenüber bevorzugt aus einem vergleichsweise weicheren Kunststoff, damit sich der Flachleiter einschließlich der zugeordneten Kunststoffummantelung bzw. -verkleidung biegen und damit flexibel verlegen lässt. Dementsprechend sind bei einem Herstellungsprozess der anhand der 7a bis 7e dargestellten Art die Kavität 20 der ersten Werkzeughälfte 2 mit einer entsprechend harten Kunststoffkomponente zu füllen und die Kavitäten 20', 30 der zusätzlichen zweiten Werkzeughälfte 2' sowie der anderen Werkzeughälfte 3 mit einer entsprechend weicheren Kunststoffkomponente zu füllen. Bevorzugt wird als Hartkomponente Polypropylen (PP) und als Weichkomponente ein thermoplastisches Elastomer (TPE) verwendet, da diese beiden Kunststoff-Komponenten (insbesondere bei Verwendung eines thermoplastischen Elastomers mit einer Matrix aus Polypropylen) in ihrer Grenzschicht sehr stark aneinander haften, also eine entsprechend feste Bindung eingehen. Es ist daher nicht erforderlich, die entsprechenden Komponenten in den Übergangsbereichen formschlüssig ineinander zu verschachteln, so dass entsprechend einfachere und kostengünstigere Werkzeuge verwendet werden können.
Die 9a und 9b zeigen zwei Abwandlungen der Anordnung aus 8, wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, dass mittels des aus einer harten Kunststoffkomponente bestehenden Abschnittes 62' des vor der zweiten Oberfläche 52 des Flachleiters 5 angeordneten Teiles 62, 62' des Kunststoffträgers 61, 62, 62' ein abgewinkelter Abschnitt des Kunststoffträgers gebildet wird. Aufgrund der Stabilität und Härte der hierfür verwendeten Kunststoffkomponente bleibt dieser abgewinkelte Abschnitt 62 auch bei und nach der Montage der Anordnung insgesamt formstabil. Die übrigen Teile 61 bzw. Abschnitte 62' des Kunststoffträgers bestehen auch hier wiederum bevorzugt aus einer weicheren Kunststoffkomponente.
Der abgewinkelte Abschnitt 62 des Kunststoffträgers kann dabei gemäß 9a ohne zusätzliche Befestigungselemente oder gemäß 9b mit mindestens einem zusätzlichen, einstückig angeformten Befestigungselement 65 einschließlich zugeordneter Dichtlippen 66 ausgeführt sein.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffträgers für einen eine erste Oberfläche und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweisenden Flachleiter, wobei der Kunststoffträger mittels schmelzflüssigen Kunststoffes in einem Gusswerkzeug erzeugt wird und sich vor beiden Oberflächen des Flachleiters erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Flachleiter (5) derart in ein Gusswerkzeug (W) eingelegt wird, dass die erste Oberfläche (51) des Flachleiters (5) an einer Anlagefläche (11) des Gusswerkzeugs (W) anliegt und vor der zweiten Oberfläche (52) des Flachleiters (5) eine Kavität (20) des Gusswerkzeugs (W) gebildet ist, b) die Kavität (20) mit flüssigem Kunststoff (K1) gefüllt wird, so dass sich vor der zweiten Oberfläche (52) des Flachleiters (5) ein Teil des Kunststoffträgers (61, 62, 62') bildet, c) vor der ersten Oberfläche (51) des Flachleiters (5) eine weitere Kavität (30) gebildet wird und d) die weitere Kavität (30) mit flüssigem Kunststoff (K2) gefüllt wird, so dass sich vor der ersten Oberfläche (51) des Flachleiters (5) ein weiterer Teil des Kunststoffträgers (61, 62, 62') bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Kunststoff (K1, K2) entlang einer Richtung (E) im Wesentlichen parallel zu der jeweiligen Oberfläche (51, 52) des Flachleiters (5) in die zugeordnete Kavität (20, 30) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachleiter (5) in einer Vertiefung (10) des Gusswerkzeugs (W) angeordnet ist, wenn er mit der ersten Oberfläche (51) an der Anlagefläche (11) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) des Gusswerkzeugs (W) an einander gegenüberliegenden Seiten durch jeweils eine Begrenzungswand (12, 13) begrenzt ist, so dass zwischen den beiden Begrenzungswänden (12, 13) die Vertiefung (10) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Begrenzungswände (12, 13) in Einspritzrichtung (E) des flüssigen Kunststoffes (K1) voneinander beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Kunststoff (K1, K2) entlang einer Richtung (E') im Wesentlichen senkrecht zu der jeweiligen Oberfläche (51, 52) des Flachleiters (5) in die zugeordnete Kavität (20, 30) eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zusätzliche, dritte Kavität (20') vor einer Oberfläche (52) des Flachleiters (5) gebildet wird, die zur Erzeugung eines Abschnittes (62') des Kunststoffträgers (61, 62, 62') mit flüssigem Kunststoff gefüllt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor zumindest einer Oberfläche (51, 52) des Flachleiters (5) der Kunststoffträger (61, 62, 62') aus mindestens zwei Abschnitten (62, 62') besteht, die nacheinander durch Einfüllen flüssigen Kunststoffes (K1, K1') in eine Kavität (20, 20') des Gusswerkzeugs (W) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Abschnitte (62, 62') des vor der zugeordneten Oberfläche (52) des Flachleiters (5) angeordneten Kunststoffträgers aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kavität (30) durch Bewegung eines Schiebers des Gusswerkzeugs (W) gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gusswerkzeug (W) ein mehrteiliges Werkzeug verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) für die erste Oberfläche (51) des Flachleiters (5) an einem Werkzeugteil (1) vorgesehen ist, welches nach dem Einspritzen flüssigen Kunststoffes (K1) in die vor der zweiten Oberfläche (52) des Flachleiters (5) liegende Kavität (20) durch ein anderes Werkzeugteil (3) ersetzt wird und dass das andere Werkzeugteil (3) vorzugsweise derart an dem Gusswerkzeug (W) angeordnet wird, dass es eine weitere, sich vor der ersten Oberfläche (51) des Flachleiters (5) erstreckenden Kavität (30) bildet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Werkzeugteil (1) und das andere Werkzeugteil (3) an einem gemeinsamen Halter (T) vorgesehen sind, mittels dem wahlweise das eine Werkzeugteil (1) oder das andere Werkzeugteil (3) an dem Gusswerkzeug (W) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (T) verschwenkt wird, um wahlweise das eine Werkzeugteil (1) oder das andere Werkzeugteil (3) an dem Gusswerkzeug (W) anzuordnen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung unterschiedlicher Abschnitte (62, 62') des Kunststoffträgers vor einer Oberfläche (52) des Flachleiters (5) mindestens zwei Werkzeugteile (2, 2') eines Gusswerkzeugs (W) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werkzeugteile (2, 2') unterschiedlich große und/oder unterschiedlich geformte Kavitäten (20, 20') aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kavität (20) und/oder die weitere Kavität (30) nicht nur an eine Oberfläche (51, 52) des Flachleiters (5) grenzen, sondern diesen derart teilweise umgreifen, dass der in die entsprechende Kavität (20, 30) eingespritzte Kunststoff (K1, K2) den Flachleiter (5) teilweise umschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusswerkzeug (W) mindestens einen Schieber (41, 42) aufweist, der sich in einer ersten Position befindet, wenn die eine Kavität (20) mit flüssigem Kunststoff (K1) gefüllt wird und in eine zweite Position gebracht ist, wenn die weitere Kavität (30) mit flüssigem Kunststoff (K2) befüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Verfahren des mindestens einen Schiebers (41, 42) von einer ersten Position in eine zweite Position die eine Kavität (20) und/oder die andere Kavität (30) derart erweitert wird, dass der in die weitere Kavität (30) eingespritzte flüssige Kunststoff (K2) den zuvor in die eine Kavität (20) eingespritzten Kunststoff (K1) umgreift.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die eine Kavität (20) und die weitere Kavität (30) flüssiger Kunststoff derselben Kunststoffsorte eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in die eine Kavität (20) einerseits und in die weitere Kavität (30) andererseits flüssiger Kunststoff unterschiedlicher Kunststoffsorten eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gusswerkzeug (W) ein zweiteiliges Werkzeug verwendet wird, wobei die Anlagefläche (11) an einem ersten Gehäuseteil (1) und die eine Kavität (20) an einem zweiten Gehäuseteil (2) vorgesehen ist und das erste Gehäuseteil (1) nach dem Einspritzen von Kunststoff (K1) in die eine Kavität (2) durch ein anderes Gehäuseteil (3) mit einer weiteren Kavität (30) ersetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Teil (61, 62, 62') des Kunststoffträgers (61, 62, 62') Befestigungsmittel (65) und/oder Dichtmittel (66) angeformt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt (62) des Kunststoffträgers (61, 62, 62') vor einer Oberfläche (52) des Flachleiters (5) einen Winkel bildet.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Abschnitt (62) des Kunststoffträgers (61, 62, 62') aus einem härteren Kunststoff besteht als mindestens ein weiterer Abschnitt (62') des Kunststoffträgers (61, 62, 62').
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachleiter (5) an der Anlagefläche (11) fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachleiter (5) an der Anlagefläche (11) mittels Druck, insbesondere mittels Unterdruck, fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachleiter (5) an der Anlagefläche (11) durch separate Befestigungsmittel fixiert wird.
Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffträgers für einen eine erste Oberfläche und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweisenden Flachleiter, mit einem Gusswerkzeug, in das der Flachleiter (5) einlegbar ist und in das zur Erzeugung des Kunststoffträgers schmelzflüssiger Kunststoff einfüllbar ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusswerkzeug (W) eine Anlagefläche (11) aufweist, an die der Flachleiter (5) mit einer ersten Oberfläche (51) anlegbar ist, und dass das Gusswerkzeug (W) eine Kavität (20) aufweist, die vor der zweiten Oberfläche (52) des Flachleiters (5) liegt und in die schmelzflüssiger Kunststoff (K1) einfüllbar ist, wobei die Anlagefläche (11) an einem ersten Gehäuseteil (1) des Gusswerkzeuges (W) vorgesehen ist, welches durch ein anderes Gehäuseteil (3) ersetzbar ist, das eine weitere Kavität (30) zum Einfüllen schmelzflüssigen Kunststoffes (K2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusswerkzeug (W) eine Vertiefung (10) aufweist, deren Bodenfläche die Anlagefläche (11) für den Flachleiter (11) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) seitlich durch zwei Begrenzungswände (12, 13) begrenzt ist, so dass zwischen den beiden Begrenzungswänden (12, 13) die Vertiefung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Begrenzungswände (12, 13) entlang der Einspritzrichtung (E) schmelzflüssigen Kunststoffes (K1) in die eine Kavität (20) voneinander beabstandet sind, wobei die Einspritzrichtung (E) durch die Orientierung eines Einspritzkanales (15) des Gusswerkzeugs festgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass als Gusswerkzeug (W) ein mehrteiliges Werkzeug verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) für die erste Oberfläche (51) des Flachleiters (5) an einem Werkzeugteil (1) vorgesehen ist, welches nach dem Einspritzen flüssigen Kunststoffes (K1) in die vor der zweiten Oberfläche (52) des Flachleiters (5) gelegene Kavität (20) durch ein anderes Werkzeugteil (3) ersetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Werkzeugteil (3) eine weitere Kavität (30) aufweist, in die schmelzflüssiger Kunststoff einfüllbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Werkzeugteil (1) und das weitere Werkzeugteil (3) an einem gemeinsamen Halter (T) vorgesehen sind, mittels dem wahlweise das eine Werkzeugteil (1) oder das andere Werkzeugteil (3) an dem Gusswerkzeug (W) angeordnet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (T) verschwenkbar ist, um wahlweise das eine oder das andere Werkzeugteil (1, 3) an dem Gusswerkzeug (W) anzuordnen.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kavität (20) und/oder die weitere Kavität (30) nicht nur an eine Oberfläche (51, 52) des Flachleiters (5) grenzt, sondern diesen derart teilweise umgreift, dass der in die entsprechende Kavität (20, 30) eingespritzte Kunststoff (K1, K2) den Flachleiter (5) teilweise umschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusswerkzeug (W) mindestens einen Schieber (41, 42) aufweist, der von einer ersten Position in eine zweite Position bringbar ist, um die eine und/oder die weitere Kavität (20, 30) des Gusswerkzeugs (W) zu erweitern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Oberfläche (52) des Flachleiters (5) zur Erzeugung eines Teiles (62, 62') Kunststoffträgers (61, 62, 62') vor dieser Oberfläche mindestens zwei Werkzeugteile (2, 2') zugeordnet sind, die nacheinander vor die Oberfläche (52) bringbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusswerkzeug (W) als zweiteiliges Werkzeug mit einem ersten Gehäuseteil (1) und einem zweiten Gehäuseteil (2) ausgebildet ist, wobei an dem ersten Gehäuseteil (1) die Anlagefläche (11) für den Flachleiter (5) und an dem zweiten Gehäuseteil die eine Kavität (20) vorgesehen ist, und dass das erste Gehäuseteil (1) durch ein anderes Gehäuseteil (3) mit einer weiteren Kavität (30) ersetzbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Fixierung des Flachleiters (5) an der Anlagefläche (11) des Gusswerkzeugs (W) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drucklufteinrichtung, insbesondere zur Erzeugung eines Unterdruckes, zur Fixierung des Flachleiters (5) an der Anlagefläche (11) vorgesehen ist.