DE10362237B4

DE10362237B4 - Verfahren zur Installation eines Leiterelements in einer Formplatte aus Harz und Vakuumformwerkzeug

Info

Publication number: DE10362237B4
Application number: DE10362237.3A
Authority: DE
Inventors: Naomi Kisu; Emi Soshino
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2023-04-26
Also published as: JP3922565B2; DE10319059B4; DE10319059B8; JP2004001381A; DE10319059A1; US20030218279A1; US7201867B2

Abstract

Verfahren zur Installation eines Leiterelements (92, 118, 139, 158) in einer Formplatte (94, 123, 141) aus Harz, die folgenden Schritte umfassend:einen ersten Schritt, bei dem das Leiterelement (92, 118, 139, 158), das installiert werden soll, auf einer ebenen Fläche (99, 72) eines Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) eines Vakuumformwerkzeugs (91, 111, 131, 151), eine Ausnehmung (96, 68, 114, 134), die in der ebenen Fläche (99, 72) des Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) ausgebildet ist, überdeckend über der Ausnehmung (96, 68, 114, 134) angeordnet wird,einen zweiten Schritt, bei dem, nachdem der erste Schritt abgeschlossen ist, ein erwärmtes und weiches Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte (94, 123, 141) auf der ebenen Fläche (99, 72) des Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) derart angeordnet wird, daß es das Leiterelement (92, 118, 139, 158) abdeckt, undeinen dritten Schritt, bei dem, nachdem der zweite Schritt abgeschlossen ist, die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte (94, 123, 141) und dem Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152) durch die Ausnehmung (96, 68, 114, 134) und eine Luftabsaugbohrung (97, 69, 115, 135), die in dem Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152) ausgebildet ist und mit der Ausnehmung (96, 68, 114, 134) in Verbindung steht, abgesaugt wird,wodurch das Leiterelement (92, 118, 139, 158) in der Formplatte (94, 123, 141) aus Harz installiert wird, während die Formplatte (94, 123, 141) aus Harz vakuumgeformt wird.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Installation eines Leiterelements in einer Formplatte aus Harz und auch ein Vakuumformwerkzeug zur Installation des Leiterelements.
Befestigungselemente, beispielsweise Klemmen, wurden bisher zur Befestigung eines Kabelstrangs (Leiterelements) an einer Platte oder Verkleidungselement eines Fahrzeugs, beispielsweise eines PKWs, verwendet und diese Klemmen wurden an der Platte sicher befestigt, um die Befestigung des Kabelstrangs zu erzielen. Es ist ferner eine Anordnung zur Befestigung eines Kabelstrangs bekannt, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP H09-19035A beschrieben ist.
In den letzten Jahren wurden verschiedene Bauteile eines Fahrzeugs als modulare Baugruppen ausgebildet. Es wurde eine Anordnung vorgeschlagen, bei der ein Kabelstrang in einer Formplatte aus Harz integriert wird. Als solch eine vorgeschlagene Anordnung des Einbeziehens eines Kabelstrangs in eine Formplatte aus Harz ist ein Verfahren zur Installation eines Leiterelements in einer Formplatte aus Harz durch ein Vakuumformverfahren, wie in 9 gezeigt, bekannt. Insbesondere ist ein Verfahren zur Installation des Leiterelements in der Formplatte aus Harz bekannt, bei dem die Formplatte 1 aus Harz durch Vakuumformen gebildet wird. Das Leiterelement 3 wird nachfolgend in einer Installationsnut 2 in der Formplatte 1 aus Harz befestigt.
Gemäß 9 und 10 betrifft das Leiterelement 3 ein ebenes Leiterelement, bei dem mehrere Kabel nebeneinander angeordnet und einstückig verbunden sind. Mehrere vorspringende (konvexe) Halteabschnitte 5 zur Verhinderung des Herausfallens des Leiterelements 3 sind an dem Installationsnutenabschnitt 2, der das Leiterelement 3 aufnimmt, ausgebildet. Diese konvexen Halteabschnitte 5 sind jeweils in Form eines kleinen Vorsprungs gestaltet und an entgegengesetzten Seitenkanten einer Öffnung der Installationsnut 2 ausgebildet und zueinander versetzt angeordnet.
Die oben beschriebene Technik gemäß dem Stand der Technik weist die folgenden Probleme auf. Erstens ist es schwierig, kleine, dünne klauenförmige Vorsprünge, beispielsweise die konvexen Halteabschnitte 5, durch Vakuumformen auszubilden, da Hinterschneidungen jeweils an den konvexen Halteabschnitten 5 entstehen. Dies führt zu dem Problem, daß die Produktivität verringert ist.
Zweitens tritt das Problem auf, daß aufgrund der kleinen dünnen, klauenförmigen Vorsprünge, wie beispielsweise die konvexen Halteabschnitte 5, keine ausreichende Halterung und Befestigung des Leiterelements bewirkt wird.
Drittens tritt das Problem auf, daß die konvexen Halteabschnitte 5 die Installation des Leiterelements 3 erschweren, so daß der Zeitaufwand und der Arbeitsaufwand, die für das Verfahren benötigt werden, erhöht sind.
Viertens ist die Installationsnut 2 für ein Leiterelement herkömmlich derart ausgebildet, daß ihre Breite größer als die Breite des Leiterelements 3 und ferner die Nutbodenfläche eben und rutschig ist, so daß das Problem auftritt, daß das Leiterelement 3 in horizontaler Richtung seitlich verlagert wird.
DE 29 38 479 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, bei dem ein Drahtgewebe auf die Fläche eines Basisformwerkzeugs eines Vakuumwerkzeugs aufgelegt wird, wobei die Fläche unterschiedlich gestaltet sein kann, um verschiedene Formen des Formteils zu erzielen. Auf das Drahtgewebe wird ein erwärmtes Ausgangsmaterial zur Bildung des Formteils aufgelegt, so daß das Drahtgewebe abgedeckt ist. Daraufhin wird die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial und dem Basisformwerkzeug durch Luftabsauföffnungen abgesaugt, wobei sich das Ausgangsmaterial zur Bildung des Formteils an das Drahtgewebe anlegt und sich an dieses anschmiegt. Hierbei dient das Drahtgewebe als Stabilisierung des Formteils. Das Verfahren ist daher für das Installieren von flexiblen Leiterelementen in einer Formplatte, bei dem die Formplatte die Leiterelemente hält, nicht geeignet.
Die JP 10-3828 zeigt ein Verfahren zum Formen von Formbauteilen, bei denen Leiterelemente auf der ebenen Fläche eines Basisformwerkzeugs aufgelegt werden. Um die Leiterelemente entlang ihres Leitungsverlaufes während des Befestigungsverfahrens zu halten, sind versenkbare Positionierelemente vorgesehen, die seitlich von den Leiterelementen angeordnet sind und diese in Position halten. Auf das Basisformwerkzeug wird eine Formplatte aufgelegt, die die Leiterelemente und die Positionierelemente abdeckt. Während des Einformens werden die Positionierelemente in das Basisformwerkzeug versenkt, so dass die Leiterelemente in der Formplatte befestigt werden. Während des gesamten Verfahrens liegen die Leiterelemente vollständig auf der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs auf.
Diese Erfindung wurde hinsichtlich der oben beschriebenen Probleme gemacht und es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Installation eines Leiterelements in einer Formplatte aus Harz vorzusehen, mit dem die Produktivität und die Verfahrenseffizienz und der befestigte Zustand des Leiterelements verbessert werden können. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Vakuumformwerkzeug zur Ausübung eines solchen Verfahrens zur Installation des Leiterelements in der Formplatte aus Harz vorzusehen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 durch ein Verfahren zur Installation eines Leiterelements in einer Formplatte aus Harz gelöst, die folgenden Schritte umfassend:

einen ersten Schritt, bei dem das Leiterelement, das installiert werden soll, auf einer ebenen Fläche eines Basisformwerkzeugs eines Vakuumformwerkzeugs derart angeordnet wird, daß es eine Ausnehmung, die in der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs ausgebildet ist, überdeckt,
einen zweiten Schritt, bei dem, nachdem der erste Schritt abgeschlossen ist, ein erwärmtes und weiches Ausgangsmaterial zur Bildung einer Formplatte auf der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs derart angeordnet wird, daß es das Leiterelement abdeckt, und
einen dritten Schritt, bei dem, nachdem der zweiten Schritt abgeschlossen ist, die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte und dem Basisformwerkzeug durch eine Ausnehmung und eine Luftabsaugbohrung, die in dem Basisformwerkzeug ausgebildet ist und mit der Ausnehmung in Verbindung steht, abgesaugt wird,
wodurch das Leiterelement in der Formplatte aus Harz installiert wird, während die Formplatte aus Harz vakuumgeformt wird.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Vakuumformwerkzeug gemäß Anspruch 2 zur gleichzeitigen Installation eines Leiterelements in einer Formplatte aus Harz, während die Formplatte aus Harz vakuumgeformt wird, umfassend:

ein Basisformwerkzeug, das eine ebene Fläche aufweist, auf der das Leiterelement angeordnet werden kann,
eine Ausnehmung, die in der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs derart ausgebildet ist, daß das Leiterelement die Ausnehmung überdeckend angeordnet werden kann, und
eine Luftabsaugbohrung, die in dem Basisformwerkzeug ausgebildet ist und mit der Ausnehmung in Verbindung steht und durch die Luft zwischen einem erwärmten und weichen Ausgangsmaterial zur Bildung einer Formplatte, das auf der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs derart angeordnet ist, daß es das Leiterelement abdeckt, und dem Basisformwerkzeug durch die Ausnehmung absaugbar ist.

Ergänzend ist zur diesem Vakuumformwerkzeug vorgesehen, daß Positionierabschnitte für das Leiterelement an dem Basisformwerkzeug ausgebildet sind und jeweils an entgegengesetzten Seiten des Leiterelements derart angeordnet sind, daß sie das Leiterelement positionieren.
Ergänzend ist zu diesem Vakuumformwerkzeug vorgesehen, daß Positionierabschnitte für das Leiterelement an dem Basisformwerkzeug ausgebildet sind, die in das Leiterelement einführbar sind und dieses positionieren.
Für das Vakuumformwerkzeug ist ferner vorgesehen, daß eine kanalförmige Aufnahmeausnehmung zur Aufnahme eines Endabschnitts des Leiterelements in dem Basisformwerkzeug ausgebildet ist.
Ferner ist bei dem Vakuumformwerkzeug ergänzend vorgesehen, daß ein Halter zum Halten des Endabschnitts in der Aufnahmeausnehmung ausgebildet ist.
Ergänzend kann zu dem Vakuumformwerkzeug vorgesehen sein, daß ein Deckel zum Abschließen der Aufnahmeausnehmung an der Aufnahmeausnehmung lösbar angebracht ist.
Des weiteren können bei dem Vakuumformwerkzeug Lösemittel zur Unterstützung des Entfernen des Deckels aus der Aufnahmeausnehmung an der Aufnahmeausnehmung vorgesehen sein.
Hierzu kann bei dem Vakuumformwerkzeug ergänzend vorgesehen sein, daß die Lösemittel einen Lufteinlaßkanal, der mit der Aufnahmeausnehmung in Verbindung steht, und eine Lufteinführvorrichtung zum Zuführen von Luft zu der Aufnahmeausnehmung durch den Lufteinlaßkanal umfassen.
Schließlich kann bei dem Vakuumformwerkzeug ein kastenförmiger Aufnahmekasten zur Aufnahme eines Endabschnitts des Leiterelements an dem Basisformwerkzeug lösbar montiert sein.
Gemäß der Erfindung kann mittels des ersten, des zweiten und des dritten Schritts das Leiterelement in der Formplatte aus Harz installiert werden, während diese Formplatte aus Harz vakuumgeformt wird. Im ersten Schritt wird das Leiterelement, das installiert werden soll, auf der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs, die Ausnehmung, die in der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs ausgebildet ist, überdeckend angeordnet. Im zweiten Schritt wird das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte auf der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs angeordnet. Das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial für die Formplatte wird derart angeordnet, daß es das Leiterelement abdeckt. Im dritten Schritt wird die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial für die Formplatte und dem Basisformwerkzeug durch die Ausnehmung und die Luftabsaugbohrung abgesaugt. Wenn die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial für die Formplatte und dem Basisformwerkzeug abgesaugt wird, wird das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte in die Ausnehmung gesaugt und in diese eingezogen und mit dem Leiterelement in engen Kontakt gebracht, wodurch dieses Leiterelement befestigt gehalten wird. Das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial für die Formplatte wird entsprechend der Gestalt des Leiterelements geformt.
Gemäß der Erfindung umfaßt das Vakuumformwerkzeug das Basisformwerkzeug, die Ausnehmung und die Luftabsaugbohrung. Mit diesem Vakuumformwerkzeug kann das Leiterelement in der Formplatte aus Harz installiert werden, während diese Formplatte aus Harz vakuumgeformt wird. Die Ausnehmung ist in der ebenen Fläche des Basisformwerkzeugs ausgebildet und das Leiterelement, das installiert werden soll, wird auf die ebene Fläche des Basisformwerkzeugs, die Ausnehmung überdeckend, angeordnet. Das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial für die Formplatte wird dann auf die ebene Fläche des Basisformwerkzeugs derart gelegt, daß es das Leiterelement abdeckt. Die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial für die Formplatte und dem Basisformwerkzeug wird durch die Ausnehmung und die Luftabsaugbohrung abgesaugt, so daß das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte in die Ausnehmung (Ausnehmungsbereich) gesogen und in diese eingezogen und mit dem Leiterelement in engen Kontakt gebracht wird, wodurch dieses Leiterelement befestigt gehalten wird. Das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial wird bei Bildung der Formplatte entsprechend an die Gestalt des Leiterelements angepaßt.
Gemäß der Erfindung sind Positionierabschnitte für das Leiterelement an dem Basisformwerkzeug ausgebildet. Die Positionierabschnitte für das Leiterelement halten das Leiterelement zwischen sich. Bei dieser Ausbildung kann das Leiterelement, das installiert werden soll, auf dem Basisformwerkzeug, ohne daß eine Verlagerung eintreten kann, formschlüssig angeordnet werden. Der installierte Zustand des Leiterelements ist daher nach dem Formen stabil, so daß eine konstante Qualität des Produkts erzielt wird.
Gemäß der Erfindung sind Positionierabschnitte für das Leiterelement an dem Basisformwerkzeug ausgebildet. Die Positionierabschnitte für das Leiterelement sind derart ausgebildet, daß sie in das Leiterelement eingeführt werden können. Mit dieser Ausbildung kann das Leiterelement, das installiert werden soll, auf dem Basisformwerkzeug, ohne daß eine Verlagerung eintritt, formschlüssig gehalten werden. Der installierte Zustand des Leiterelements ist daher nach dem Formen stabil, so daß eine konstante Qualität des Produkts erzielt wird.
Gemäß der Erfindung ist die Aufnahmeausnehmung in dem Basisformwerkzeug ausgebildet. Diese Aufnahmeausnehmung ist kanalförmig gestaltet, um den Endabschnitt des Leiterelements aufzunehmen. Aufgrund dieser Aufnahmeausnehmung kann eine Behandlung des Endabschnitts des langen Leiterelements beim Formen leicht ausgeführt werden.
Gemäß der Erfindung ist der Halter in der Aufnahmeausnehmung ausgebildet. Mit diesem Aufbau wird verhindert, daß der Endabschnitt, der in der Aufnahmeausnehmung aufgenommen wird, von dieser nach außen ragt. Eine konstante Qualität des Produkts nach dem Formen ist daher erzielt.
Gemäß der Erfindung wird die Aufnahmeausnehmung durch den Deckel abgedeckt. Durch den Deckel wird verhindert, daß das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial für die Formplatte in die Aufnahmeausnehmung fallen kann. Eine konstante Qualität des Produkts nach dem Formen ist erzielt.
Gemäß der Erfindung wird das Entfernen des Deckels durch die Lösemittel unterstützt. Der Endabschnitt, der in der Aufnahmeausnehmung aufgenommen wird, kann daher aus dieser Ausnehmung nach dem Formen leicht entfernt werden.
Gemäß der Erfindung umfassen die Lösemittel den Lufteinlaßkanal und die Lufteinführvorrichtung. Mit diesem Aufbau kann Luft in die Aufnahmeausnehmung eingeführt werden. Das Entfernen kann daher leicht ausgeführt werden.
Gemäß der Erfindung wird der Aufnahmekasten an dem Basisformwerkzeug lösbar montiert. Dieser Aufnahmekasten ist kastenförmig ausgebildet, um den Endabschnitt des Leiterelements aufzunehmen. Durch diesen Aufnahmekasten kann die Behandlung des Endabschnitts des langen Leiterelements während des Formens leicht ausgeführt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform eines Vakuumformwerkzeugs darstellt, wobei 1A eine perspektivische Ansicht und 1B eine vergrößerte perspektivische Ansicht einen wichtigen Abschnitts ist.
2 ist ein Querschnitt einer Formplatte mit einbezogenem Leiterelement, die durch Verwenden des Vakuumformwerkzeugs von 1 gebildet ist.
3 zeigt ein weiteres Beispiel von Positionierabschnitten für das Leiterelement, wobei 3A eine perspektivische Ansicht, 3B ein Querschnitt mit einem Flachkabel und 3C ein Querschnitt mit einem Kabelbündel ist.
4 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform eines Vakuumformwerkzeugs zeigt, wobei 4A eine perspektivische Ansicht und 4B eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines wichtigen Abschnitts ist.
5 ist eine Ansicht, die eine Formplatte mit einbezogenem Leiterelement, die durch Verwenden des Vakuumformwerkzeugs von 4 gebildet ist, zeigt, wobei 5A eine perspektivische Ansicht ihrer Rückseite und 5B eine perspektivische Ansicht ihrer Vorderseite ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Vakuumformwerkzeugs.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Vorderseite der Formplatte mit einbezogenem Leiterelement, die durch Verwenden des Vakuumformwerkzeugs gemäß 6 gebildet wird, darstellt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform eines Vakuumformwerkzeugs zeigt.
9 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zur Installation eines Leiterelements in einer Formplatte aus Harz gemäß dem Stand der Technik, wobei 9A eine Draufsicht und 9B ein Schnitt entlang der Linie A-A ist.
10 ist eine Ansicht der Formplatte aus Harz gemäß dem Stand der Technik, wobei 10A eine Draufsicht und 10B ein Schnitt entlang der Linie B-B ist.

Nachfolgend wird ein Vakuumformwerkzeug gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt das Vakuumformwerkzeug, wobei 1A eine perspektivische Ansicht und 1B eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines wichtigen Abschnitts ist. 2 ist ein Querschnitt einer Formplatte mit integriertem Leiterelement, die durch Verwenden des Vakuumformwerkzeugs von 1 gebildet wird. Zum besseren Verständnis sind Abschnitte der Zeichnungen übertrieben (vergrößert) dargestellt oder ausgelassen. Zunächst wird der Aufbau beschrieben.
In 1 und 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 91 das Vakuumformwerkzeug gemäß der Erfindung und das Bezugszeichen 92 ein Leiterelement (Kabelbündel). Das Bezugszeichen 93 kennzeichnet die Formplatte mit integriertem Leiterelement, die durch ein Verfahren zur Installation des Leiterelements 92 in der Formplatte 94 aus Harz und dem Vakuumformwerkzeug 91 gemäß der Erfindung erzielt wird. Diese Formplatte 93 mit integriertem Leiterelement umfaßt das Leiterelement 92 und die Formplatte 94 aus Harz. Die Formplatte 94 wird aus einem Ausgangsmaterial (nicht dargestellt), wie oben beschrieben, geformt.
Das Vakuumformwerkzeug 91 umfaßt ein Basisformwerkzeug 95 und eine oder mehrere Ausnehmungen 96 und mehrere Luftabsaugbohrungen 97 und 98. Dieses Vakuumformwerkzeug 91 weist den Aufbau auf, der in den Zeichnungen dargestellt ist. Das Basisformwerkzeug 95 ist ein plattenförmiges Element, das eine ebene Fläche 99 aufweist. Das Leiterelement 92 kann auf dem Basisformwerkzeug 95 angeordnet werden. Die Ausnehmung 96, die eine Breite, die größer als die Breite des Leiterelements und eine geeignete Höhe aufweist, ist in der ebenen Fläche 99 des Basisformwerkzeugs 95 ausgebildet. Mehrere Paare von jeweils zwei ein Paar bildenden Positionierabschnitten 100 zum Positionieren des Leiterelements 92 sind an der ebenen Fläche 99 ausgebildet.
Die Ausnehmung 96 ist entlang des Installationspfads des Leiterelements 92 ausgebildet und die Ausnehmung 96 ist in dem Bereich, in dem das Leiterelement 92 befestigt werden soll, ausgebildet. Jeder Positionierabschnitt 100 für das Leiterelement 92 weist die Form eines halben Zylinders auf. Die ein Paar bildenden Positionierabschnitte 100 erstrecken sich von der ebenen Fläche 99 des Basisformwerkzeugs 95. Die Positionierabschnitte 100 eines jeden Paares sind jeweils an entgegengesetzten Seitenkanten des Leiterelements 92 angeordnet und verhindern, daß das Leiterelement 92 aus seiner Position verlagert wird. Die beiden ein Paar bildenden Positionierabschnitten 100 für das Leiterelement 92 können derart angeordnet und ausgebildet werden, daß sie in das Leiterelement 92 eingeführt werden.
Die Luftabsaugbohrungen 97, die mit der Ausnehmung 96 in Verbindung stehen, verlaufen durch das Basisformwerkzeug 95. Die Luftabsaugbohrungen 97 sind in der Bodenfläche der Ausnehmung 96 ausgebildet. Die Luftabsaugbohrungen 98, nicht die Luftabsaugbohrungen 97 (die die gleiche Funktion aufweisen, aber bezüglich der Anordnung sich von diesen unterscheiden) sind jeweils in geeigneten Abschnitten des Basisformwerkzeugs 95 ausgebildet.
Ein Kabelbündel, das aus mehreren Kabeln 101, die miteinander gebündelt sind, umfaßt, wird als Leiterelement 92 verwendet (Das Leiterelement ist jedoch nicht auf solch einen Typ beschränkt.). Das nicht dargestellte Ausgangsmaterial für die Formplatte 94 ist eine Platte, die aus einem synthetischen Harz, einer flexiblen Platte oder einer Folie hergestellt ist. Dieses Ausgangsmaterial für die Formplatte 94 wird, wenn es erwärmt wird, weich und nach dem Vakuumformen wird dieses Ausgangsmaterial zu der Formplatte 94 umgeformt (Die Formplatte 94 aus Harz kann starr oder weich (flexibel) sein.).
Nachfolgend wird das Verfahren zur Installation des Leiterelements 92 in der Formplatte 94 aus Harz auf der Basis des oben beschriebenen Aufbaus beschrieben. Das Verfahren zur Installation des Leiterelements 92 in der Formplatte 94 aus Harz gemäß der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines ersten, eines zweiten und eines dritten Schritts, die später beschrieben werden, das Leiterelement 92 in der Formplatte 94 aus Harz installiert wird, während die Formplatte 94 aus Harz vakuumverformt wird.
Im ersten Schritt wird das Leiterelement 92, das installiert werden soll, auf die obere Fläche 99 des Basisformwerkzeugs 95 entlang des Installationspfads angeordnet. Das Leiterelement 92 wird dabei über der Ausnehmung 96 installiert. Das Leiterelement 92 wird ferner auf dieser oberen Fläche mittels der Positionierabschnitte 100 verlegt, so daß keine Verlagerung eintreten kann. Nachdem der erste Schritt abgeschlossen ist, wird zum zweiten Schritt übergegangen.
Im zweiten Schritt wird das Ausgangsmaterial (nicht dargestellt) für die Formplatte, das im voraus beispielsweise mittels einer Infrarotheizvorrichtung oder dergleichen, erwärmt und weich gemacht wurde, auf der ebenen Fläche 99 des Basisformwerkzeugs 95 angeordnet oder auf diese gelegt. Dabei wird das Ausgangsmaterial für die Formplatte, das derart erwärmt und weich gemacht wurde, so auf die ebene Fläche 99 gelegt, daß es das Leiterelement 92, das auf der ebenen Fläche 99 des Basisformwerkzeugs 95 angeordnet ist, abdeckt. Nachdem der zweite Schritt abgeschlossen ist, wird zum dritten Schritt übergegangen.
Im dritten Schritt wird die Luft, die zwischen dem Ausgangsmaterial für die Formplatte 94 und der ebenen Fläche 99 des Basisformwerkzeugs 95 vorhanden ist, durch die Ausnehmung 96 und die Luftabsaugbohrungen 97 und 98 abgesaugt. D.h., wenn die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial für die Formplatte und der ebenen Fläche 99 des Basisformwerkzeugs 95 abgesaugt wird, wird das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial für die Formplatte in den Ausnehmungsbereich, der durch die Ausnehmung 96 definiert ist, gesogen und eingezogen und mit dem Leiterelement 92 in engen Kontakt gebracht, wodurch dieses Leiterelement 92 gehalten und befestigt wird. Das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial für die Formplatte 94 wird an die Gestalt des Leiterelements 92 angepaßt geformt.
Nachdem der dritte Schritt derart abgeschlossen ist und nachdem das Vakuumformwerkzeug 91 in Luftabsaugrichtung entfernt oder das ausreichend abgekühlte Ausgangsmaterial für die Formplatte, d.h. die Formplatte 94 aus Harz in einer Richtung entgegengesetzt der Luftabsaugrichtung herausgenommen wurde, ist die in 2 gezeigte Querschnittsform aufweisende Formplatte 93 mit integriertem Leiterelement erzielt.
Gemäß 2 wird das Leiterelement 92 in der Formplatte 93 mit integriertem Leiterelement 92 mittels konvexer Halteabschnitte 102 befestigt gehalten. Die Formplatte 94 aus Harz schmiegt sich eng an die Gestalt des Leiterelements 92 angepaßt an, so daß das Leiterelement 92 gehalten und befestigt wird (Eine seitliche Verlagerung desselben kann nicht auftreten.). Die konvexen Halteabschnitte 102 sind jeweils an den Abschnitten des erwärmten und weichen Ausgangsmaterials für die Formplatte 94, die jeweils in die Ausnehmung, wie oben beschrieben, gesogen und eingezogen werden, ausgebildet.
Wie oben unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben, kann das Leiterelement 92 in der Formplatte 94 aus Harz installiert werden, während diese Formplatte 94 aus Harz vakuumverformt wird.
3A ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Positionierabschnitt für ein Leiterelement zeigt. Gemäß 3A sind mehrere Positionierabschnitte 74' für das Leiterelement 92 an einer oberen Fläche eines Installationsabschnitts 67 für das Leiterelement 92 ausgebildet. Die Positionierabschnitte 74' für das Leiterelement 92 weisen eine stiftförmige Gestalt auf. Die Positionierabschnitte 74', die ein Paar bilden, sind benachbart und mit einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet. Ein Leiterelement 92 in Form eines Flachkabels oder ein Leiterelement 92 in Form eines Kabelbündels wird so angepaßt, daß es auf der oberen Fläche 72 des Installationsabschnitts 67 für das Leiterelement 92 angeordnet werden kann. Das Leiterelement 92 weist Überbrückungsabschnitte 81 auf, die nebeneinanderliegende Kabel 80 miteinander verbinden. Schlitze 82 sind in jedem Überbrückungsabschnitt 81 ausgebildet (Die Art des Flachkabels, das Schlitze, die in den Überbrückungsabschnitten ausgebildet sind, um ein Biegen zu erleichtern, aufweist, ist allgemein bekannt. Solch ein Flachkabel wird hier verwendet.).
Wenn gemäß 3 das Leiterelement 92, das ein Flachkabel ist, auf der oberen Fläche 72 des Installationsabschnitts 67 angeordnet wird, werden die Positionierabschnitte 74', die jeweils ein Paar bilden, in die entsprechenden Schlitze 82 eingeführt, wodurch das Leiterelement 92 positioniert wird. Wenn ein Leiterelement 92 in Form eines Kabelbündels auf der oberen Fläche 72 des Installationsabschnitts 74' angeordnet wird, werden die Positionierabschnitte 74', die jeweils ein Paar bilden, zwischen die Kabel eingeführt, um so das Leiterelement 92 zu positionieren.
Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform eines Vakuumformwerkzeugs gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. 4 zeigt das Vakuumformwerkzeug gemäß dieser Ausführungsform, wobei 4A eine perspektivische Ansicht und 4B eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines wichtigen Abschnitts ist. 5 zeigt eine Formplatte mit integriertem Leiterelement, die durch Verwenden des Vakuumformwerkzeugs gemäß 4 gebildet ist, wobei 5A eine perspektivische Ansicht dessen Rückseite und 5B eine perspektivische Ansicht dessen Vorderseite zeigt.
Gemäß 4 umfaßt das Vakuumformwerkzeug 111 ein Basisformwerkzeug 112 und einen Installationsabschnitt 113 für ein Leiterelement 118, mehrere Kerbenfreiräume 114 und mehrere Luftabsaugbohrungen 115 und 116. Dieses Vakuumformwerkzeug 111 weist den in den Zeichnungen dargestellten Aufbau auf. Das Basisformwerkzeug 112 ist ein plattenförmiges Element, das eine ebene Fläche 117 aufweist. Der Installationsabschnitt 113 für das Leiterelement 118, der eine Breite, die im wesentlichen gleich der Breite des Leiterelements 118 (das nicht auf ein dargestelltes Flachkabel beschränkt ist) ist, und eine geeignete Höhe aufweist, ist an der ebenen Fläche 117 ausgebildet und ragt von dieser vor. Eine Aufnahmeausnehmung 120 zur Aufnahme eines Endabschnitts 119 des Leiterelements 118 ist in der ebenen Fläche 117 ausgebildet.
Der Installationsabschnitt 113 für das Leiterelement 118 weist eine schräge Fläche 121 zum Einführen des Endabschnitts 119 des Leiterelements 118 in die Aufnahmeausnehmung 120 auf.
Die Aufnahmeausnehmung 120 weist die in den Zeichnungen gezeigte Kanalform auf. Die Aufnahmeausnehmung 120 ermöglicht, daß der lange Endabschnitt 119 des Leiterelements 118 während des Formens der Formplatte aus Harz leicht umgeformt werden kann. Ein Halter 122 ist in der Aufnahmeausnehmung 120 vorgesehen. Der Halter 122 wird, wenn es notwendig ist, vorgesehen und weist, beispielsweise eine stiftförmige Gestalt auf. Der Halter 122 dient zur Verhinderung, daß der Endabschnitt 119, der in der Aufnahmeausnehmung 120 aufgenommen wird, von dieser nach außen vorragt, und daß er sogar dann, wenn der Endabschnitt 119, der gebogenen in der Aufnahmeausnehmung 120 aufgenommen ist, eine Reaktionskraft aufgrund der Biegung erzeugt wird, den Endabschnitt 119 hält, um zu verhindern, daß dieser über die ebene Fläche 117 des Basisformwerkzeugs 112 nach außen vorragt.
Die Formplatte 123 mit integriertem Leiterelement, die in 5 gezeigt ist, wird durch den ersten bis dritten Schritt eines Verfahrens zum Installieren des Leiterelements in der Formplatte aus Harz, die das Vakuumformwerkzeug 111, wie oben beschrieben, nutzt, geformt. In 5 kennzeichnet eine gedachte Linie 124 die Position der Aufnahmeausnehmung 120 in Überlagerung. In 5 kennzeichnet das Bezugszeichen 125 konvexe Halteabschnitte. Das Bezugszeichen 126 kennzeichnet Ausnehmungen, die jeweils durch Positionierabschnitte 127 für das Leiterelement (siehe 4) gebildet werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform eines Vakuumformwerkzeugs gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Vakuumformwerkzeugs gemäß dieser Ausführungsform. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Vorderseite einer Formplatte mit integriertem Leiterelement, die bei Verwenden des Vakuumformwerkzeugs von 6 gebildet wird, zeigt.
Gemäß 6 umfaßt das Vakuumformwerkzeug 131 ein Basisformwerkzeug 132 und einen Installationsabschnitt 133, mehrere Kerbenfreiräume 134 und mehrere Luftabsaugbohrungen 135 und 136. Dieses Vakuumformwerkzeug 131 weist den in den Figuren gezeigten Aufbau auf. Das Basisformwerkzeug 132 ist ein plattenförmiges Element, das eine ebene Fläche 138 aufweist. Der Installationsabschnitt 133 hat eine Breite, die im wesentlichen gleich der Breite des Leiterelements 139 (das nicht auf das dargestellte Flachkabel beschränkt ist) ist, und hat eine geeignete Höhe und ist an der ebenen Fläche 138 ausgebildet und ragt von dieser vor. Ein Aufnahmekasten 137 zur Aufnahme eines Endabschnitts 140 des Leiterelements 139 ist an der ebenen Fläche 138 lösbar befestigt. Der Aufnahmekasten 137 ist kastenförmig ausgebildet und übernimmt eine ähnliche Funktion wie die oben beschriebene Aufnahmeausnehmung 120 (siehe 4).
Die Formplatte 141 mit integriertem Leiterelement 139, die in 7 gezeigt ist, wird durch den ersten bis dritten Schritt eines Verfahrens zum Installieren des Leiterelements 139 in der Formplatte aus Harz, das das Vakuumformwerkzeug 131, wie oben beschrieben, nutzt, geformt. In 7 kennzeichnet das Bezugszeichen 142 eine Ausnehmung, die durch den Aufnahmekasten 137 ausgebildet wird. Das Bezugszeichen 143 kennzeichnet konvexe Halteabschnitte. Das Bezugszeichen 144 kennzeichnet Ausnehmungen, die jeweils durch Positionierabschnitte 145 für das Leiterelement 139 (siehe 6) gebildet sind.
Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform eines Vakuumformwerkzeugs gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die das Vakuumformwerkzeug gemäß dieser Ausführungsform darstellt.
Gemäß 8 umfaßt das Vakuumformwerkzeug 151 ein Basisformwerkzeug 152 und einen Installationsabschnitt 153, mehrere Kerbenfreiräume 154 und mehrere Luftabsaugbohrungen 155 und 156. Dieses Vakuumformwerkzeug 151 weist den in der Figur dargestellten Aufbau auf. Das Basisformwerkzeug 152 ist ein plattenförmiges Element, das eine ebene Fläche 157 aufweist. Der Installationsabschnitt 153 hat eine Breite, die im wesentlichen gleich der Breite des Leiterelements 158 (das nicht auf ein dargestelltes Flachkabel beschränkt ist) ist, und eine geeignete Höhe und ist an der ebenen Fläche 157 ausgebildet und ragt von dieser vor. Aufnahmeausnehmungen 160 zur jeweiligen Aufnahme von Endabschnitten 159 des Leiterelements 158 sind in der ebenen Fläche 157 ausgebildet. Ein Deckel 161 ist an der Aufnahmeausnehmung 160 lösbar vorgesehen.
Die Aufnahmeausnehmung 160 hat eine ähnliche Funktion wie die oben beschriebene Aufnahmeausnehmung 120 (siehe 4). Die Aufnahmeausnehmung 160 ist kanalförmig ausgebildet. Der Deckel 161 kann die Aufnahmeausnehmung 160 abschließen. Wenn die Aufnahmeausnehmung 160 mittels des Deckels 161 geschlossen ist, sind die ebene Fläche 157 des Basisformwerkzeugs 152 und die ebene Fläche des Deckels 161 in einer Ebene angeordnet. Eine Kerbe 162, durch die sich der Endabschnitt 159 des Leiterelements 158 in die Aufnahmeausnehmung 160 erstreckt, ist in dem Deckel 161 ausgebildet. Das Bezugszeichen 163 kennzeichnet einen Aufnahmeabschnitt für den Deckel 161. Das Bezugszeichen 164 kennzeichnet einen Halter (Hierbei verhindert der Deckel 161, daß der Endabschnitt 159 aus der Aufnahmeausnehmung nach außen ragt. Daher ist es nicht erforderlich, einen Halter 164 vorzusehen.)
Eine Formplatte mit integriertem Leiterelement (obwohl nicht besonders dargestellt) ähnlich der gemäß 5, wird mittels eines ersten bis dritten Schritts eines Verfahrens zur Installation des Leiterelements in der Formplatte aus Harz, wobei das Vakuumformwerkzeug, wie oben beschrieben, verwendet wird, gebildet. Der Deckel 161 hat den Vorteil, daß er verhindert, daß das erwärmte und weiche Ausgangsmaterial in die Aufnahmeausnehmung 160 hineinfällt.
Lösemittel sind an der Aufnahmeausnehmung 160 vorgesehen. Diese Lösemittel helfen beim Entfernen des Deckels 161 aus der Aufnahmeausnehmung 160 und können einen Lufteinlaßkanal 165 umfassen, der mit der Aufnahmeausnehmung 160 in Verbindung steht, und eine Lufteinführvorrichtung (nicht dargestellt) zum Zuführen der Luft in die Ausnahmeausnehmung 160 über diesen Lufteinlaßkanal. Durch die Lösemittel wird, nachdem die Formplatte mit integriertem Leiterelement gebildet ist, Luft in die Ausnahmeausnehmung 160 derart eingeführt, daß diese Kraft auf den Deckel 161 ausübt und das Entfernen des Deckels leicht ausgeführt werden kann.
Der Deckel ist nicht auf den Typ, der in der 8 gezeigt ist, beschränkt. Durch das Vorsehen von Verbindungsabschnitten die mehrere Deckel verbinden können die Deckel in einem Vorgang entfernt werden. Es müssen nicht mehrere Deckel 161 separat von mehreren Aufnahmeausnehmungen 160 entfernt werden.
Die Erfindung kann nicht nur im Fahrzeugbereich, sondern auch in verschiedenen anderen industriellen Bereichen, die den Bereich der elektrischen Haushaltsgeräte und den Bereich von Herstellungsvorrichtungen umfassen, angewendet werden.

Claims

Verfahren zur Installation eines Leiterelements (92, 118, 139, 158) in einer Formplatte (94, 123, 141) aus Harz, die folgenden Schritte umfassend: einen ersten Schritt, bei dem das Leiterelement (92, 118, 139, 158), das installiert werden soll, auf einer ebenen Fläche (99, 72) eines Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) eines Vakuumformwerkzeugs (91, 111, 131, 151), eine Ausnehmung (96, 68, 114, 134), die in der ebenen Fläche (99, 72) des Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) ausgebildet ist, überdeckend über der Ausnehmung (96, 68, 114, 134) angeordnet wird, einen zweiten Schritt, bei dem, nachdem der erste Schritt abgeschlossen ist, ein erwärmtes und weiches Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte (94, 123, 141) auf der ebenen Fläche (99, 72) des Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) derart angeordnet wird, daß es das Leiterelement (92, 118, 139, 158) abdeckt, und einen dritten Schritt, bei dem, nachdem der zweite Schritt abgeschlossen ist, die Luft zwischen dem Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte (94, 123, 141) und dem Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152) durch die Ausnehmung (96, 68, 114, 134) und eine Luftabsaugbohrung (97, 69, 115, 135), die in dem Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152) ausgebildet ist und mit der Ausnehmung (96, 68, 114, 134) in Verbindung steht, abgesaugt wird, wodurch das Leiterelement (92, 118, 139, 158) in der Formplatte (94, 123, 141) aus Harz installiert wird, während die Formplatte (94, 123, 141) aus Harz vakuumgeformt wird.
Vakuumformwerkzeug zur gleichzeitigen Installation eines Leiterelements (92, 118, 139, 158) in einer Formplatte (94, 123, 141) aus Harz, während die Formplatte aus Harz vakuumgeformt wird, umfassend: ein Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152), das eine ebene Fläche (99, 72) aufweist, auf der das Leiterelement (92, 118, 139, 158) angeordnet werden kann, eine Ausnehmung (96, 68, 114, 134), die in der ebenen Fläche (99, 72) des Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) derart ausgebildet ist, daß das Leiterelement die Ausnehmung (96, 68, 114, 134) überdeckend angeordnet werden kann, und eine Luftabsaugbohrung (97, 69, 115, 135), die in dem Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152) ausgebildet ist und mit der Ausnehmung (96, 68, 114, 134) in Verbindung steht und durch die Luft zwischen einem erwärmten und weichen Ausgangsmaterial zur Bildung der Formplatte (94, 123, 141), das auf der ebenen Fläche (99, 72) des Basisformwerkzeugs (95, 112, 132, 152) derart angeordnet ist, daß es das Leiterelement (92, 118, 139, 158) abdeckt, und dem Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152) durch die Ausnehmung (96, 68, 114, 134) absaugbar ist, wobei eine kanalförmige Aufnahmeausnehmung (120, 160) zur Aufnahme eines Endabschnitts (119, 159) des Leiterelements (118, 158) in dem Basisformwerkzeug (112, 152) ausgebildet ist, wobei ein Halter (122, 164) zum Halten des Endabschnitts (119, 159) in der Aufnahmeausnehmung (120, 160) ausgebildet ist.
Vakuumformwerkzeug gemäß Anspruch 2, wobei Positionierabschnitte (100, 127, 145) für das Leiterelement (92, 118, 139, 158) an dem Basisformwerkzeug (95, 112, 132, 152) ausgebildet sind und jeweils an entgegengesetzten Seiten des Leiterelements (92, 118, 139, 158) derart angeordnet sind, daß sie das Leiterelement (92, 118, 139, 158) positionieren.
Vakuumformwerkzeug gemäß Anspruch 2, wobei Positionierabschnitte (74') für das Leiterelement (92) an dem Basisformwerkzeug (95) ausgebildet sind, die in das Leiterelement (92) einführbar sind und diese positionieren.
Vakuumformwerkzeug gemäß Anspruch 2, wobei ein Deckel (161) zum Abschließen der Aufnahmeausnehmung (160) an der Aufnahmeausnehmung (160) lösbar vorgesehen ist.
Vakuumformwerkzeug gemäß Anspruch 5, wobei Lösemittel zur Unterstützung des Entfernens des Deckels (161) aus der Aufnahmeausnehmung (160) an der Aufnahmeausnehmung (160) vorgesehen sind.
Vakuumformwerkzeug gemäß Anspruch 6, wobei die Lösemittel einen Lufteinlaßkanal, der mit der Aufnahmeausnehmung (160) in Verbindung steht, und eine Lufteinführvorrichtung zum Zuführen von Luft zu der Aufnahmeausnehmung (160) durch den Lufteinlaßkanal umfassen.
Vakuumformwerkzeug gemäß Anspruch 2, wobei ein Aufnahmekasten (137) zur Aufnahme eines Endabschnitts (140) des Leiterelements (139) an dem Basisformwerkzeug (132) lösbar montiert ist.