DE3341304C2 - Elektrisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Ein elektrisches Bauteil mit Anschlußstiften (5), das über die Anschlußstifte (5) einer höheren thermischen Belastung über eine längere Zeit ausgesetzt wird, kann aus thermoplastischem Material hergestellt werden, wenn der Stift (5) an dem in dem Bauteilkörper eingegossenen Verankerungsteil (6) von einem Materialstück (8) mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit umgeben ist, das mit in den Bauteilkörper eingegossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils, insbesondere eines Spulenkörpers, aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einem aus dem Bauteilkörper ragenden elektrisch leitenden Stift, der in einer Gießform für den Bauteilkörper mit einem von einem duroplastischen Material umgebenen Verankerungsende in den Bauteilkörper im Arbeitstakt für thermoplastische Bauteile eingegossen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein nach einem derartigen Verfahren herstellbares elektrisches Bauteil.

Ein derartiges Verfahren und ein derartiges elektrisches Bauteil ist aus der FR-PS 13 51 583 bekannt.

In zahlreichen Anwendungsfällen müssen die elektrischen Bauteile, beispielsweise bei der Verlötung der Anschlußstifte einer Spule, einer länger währenden hohen thermischen Belastung unterworfen werden. An diese Bauteile wird daher die Forderung gestellt, daß sie einer thermischen Belastung an den Anschlußstiften von ca. 400—450⁰C bis zu 5 Sekunden standhalten müssen. Da thermoplastische Bauteilkörper bei dieser thermischen Belastung an den Anschlußstiften in dem Bereich der Anschlußstifte schmelzen, führt zu diesem Zeitpunkt jede auf die Anschlußstifte wirkende mechanische Kraft zu einer Verformung des Bauteilkörpers bzw. Lockerung der Anschlußstifte. Da die Anschlußstifte vom Bauteilkörper sehr präzise ausgerichtet sein müssen, damit sie beispielsweise in vorgefertigte Bohrungen einer Schaltungsplatte einsetzbar sind, ist die Verwendung von Thermoplasten zur Herstellung der Bauteilkörper in diesen Fällen nicht möglich. Diese Bauteilkörper werden daher regelmäßig aus duroplastischem Material gebildet. Duroplastisches Material ist nach dem Aushärten nicht durch Wiedererwärmung verformbar und kann daher den geforderten Temperaturbelastungen standhalten. Die Verwendung von duroplastischem Material hat jedoch eine Vielzahl von Nachteilen bei der Herstellung. Während thermoplastisches Material sehr schnell aushärtet und daher Spritzgußmaschinen für thermoplastisches Material beispielsweise mit sechs Schüssen pro Minute arbeiten können, bedingt die höhere Aushärtezeit für Duroplaste eine wesentlich geringere Taktzeit (beispielsweise zwei Schuß pro Minute) und somit eine geringere Auslastung des Werkzeugs. Darüber hinaus entstehen bei der Herstellung von duroplastischen Körpern Abfallteile (Angüsse etc.), die — im Gegensatz zu thermoplastischen Abfällen — nicht wieder verwertet werden können, so daß für duroplastische . 5 Teile ein höherer Materialbedarf erforderlich ist

Aus der FR-PS 13 51 583 ist ein elektrischer Spulenkörper bekannt, bei dem die Anschlußstifte in ein duroplastisches Material in Form eines Ringes eingesetzt sind und anschließend diese Anordnung mit thermoplastischem Material umgespritzt worden ist. Damit ist zwar im Bereich des Verankerungsendes der Anschlußstifte die erforderliche Festigkeit gegenüber der thermischen Belastung beim Verlöten gewährleistet; die Herstellung eines derartigen Bauteils erfordert jedoch einen relativ großen Aufwand, da zunächst die Anschlußstifte mit dem duroplastischer. Teil vorgefertigt werden müssen und in dieser Form der Spritzgußform für das thermoplastische Restmaterial zugeführt werden. Das Verfahren einer derartigen Zuführung besonderer Teile in eine Spritzgußform zur Herstellung eines Spulenkörpers ist aus der US-PS 35 17 365 an sich bekannt. Zur Verankerung des duroplastischen Formteils in dem umgebenden thermoplastischen Material ist das duroplastische Formteil durch Anbringen von Rippen besonders geformt, um mit dem thermoplastischen Material einen Formschluß zu bilden. Durch die notwendige Formung des duroplastischen Materials wird der Aufwand bei der Herstellung des Bauteils noch vergrößert. Bei sehr kleinen Bauteilen läßt sich ein duroplastischer Formkörper aus Platzgründen nicht vorsehen, so daß die bekannte Anordnung für Bauteile kleiner Dimensionen nicht brauchbar ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem elektrischen Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einem aus dem Bauteilkörper ragenden elektrisch leitenden Stift, der mit einem von duroplastischen Material umgebenen, in den Bauteilkörper eingegossenen Verankerungsende versehen ist, eine zuverlässige Verbindung zwischen dem duroplastisehen und dem thermoplastischen Material auf rationelle Weise auch für Bauteile kleinster Dimensionen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art gelöst, bei dem auf den in die Gießform eingebrachten wenigstens einen Stift zunächst eine dünne Schicht aus dem duroplastischen Material auf einen Bereich des Verankerungsendes des Stiftes aufgebracht und beim nächsten Arbeitstakt das thermoplastische Material für den Bauteilkörper zugeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet die Zuführung des duroplastischen Materials und des thermoplastischen Materials in derselben Gießform statt. Dabei wird zunächst eine dünne Schicht aus duroplastischem Material auf den Stift aufgebracht. Wegen des dünnen Auftrages des duroplastischen Materials ist die Aushärtungszeit für das duroplastische Material kürzer als bei der Herstellung des gesamten Bauteils aus einem duroplastischen Kunststoff. Beim nächsten Arbeitstakt wird das thermoplastische Material zugeführt. Da der Arbeitstakt für thermoplastische Materialien gewählt ist, kann das duroplastische Material noch nicht vollständig ausgehärtet sein. Durch den aufgrund des Einspritzens des thermoplastischen Materials erfolgenden Temperaturschub an dem duroplastischen Material wird dieses an der Oberfläche getempert, das heißt aus ihm treten gelöste Gase aus, die zu einer Mikroporosität in der Oberfläche führen. Diese Mikroporosität verbes-

sert die Verbindung zwischen Thermoplast und Duroplast Der Temperaturanstieg führt ferner zum endgültigen Aushärten des Duroplasten in dem thermoplastischen Bauteil.

Ein nach dem Verfahren herstellbares elektrisches Bauteil weist somit eine Verbindungssonicht zwischen dem duroplastischen und dem thermoplastischen Material auf, in dem beide Materialien miteinander verzahnt sind. Die Verzahnung erfolgt in den Mikroporen, cie sich durch das Austreten der gelösten Gase aus dem noch nicht ausgehärteten Duroplasten beim Einspritzen des thermoplastischen Materials in typischer Form gebildet haben. Die verzahnte Ausbildung der beiden Materialien führt zu einer festen Verbindung, die die Wirkung von eventuellen Verzahnungsrippen unterstützt oder diese Veraahnungsrippen überflüssig macht.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist es möglich, einen Bauteilkörper auch kleinster Dimension im wesentlichen aus thermoplastischem Material zu erstellen, der auch verschärften Anforderungen für die thermische Belastbarkeit beim Löten genügt. Wird das erfindungsgemäß hergestelle Bauteil für längere Zeit mit den Anschlußstiften in ein Lötbad getaucht, bedingt die gute Leitfähigkeit der Stifte eine Aufheizung des in dem Bauteilkörper sitzende Verankerungsendes des Stiftes. Da das Verankerungsende mit einem Materialstück aus duroplastischem Material, also einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, umgeben ist, wird in diesem Bereich die Wärme nur schlecht auf das thermoplastische Material übertragen, so daß bei den hier in Rede stehenden zeitlichen Wärmebelastungen kein Schmelzen des Thermoplasts eintritt. Der thermoplastische Bauteilkörper bleibt daher im Bereich des Duroplasten fest, so daß der Stift ortsfest in dem Bauteilkörper verankert bleibt und sich daher nicht lockern oder verschieben kann. Unschädlich ist dabei, daß an anderen Stellen des Verankerungsteils, die nicht mit dem duroplaslischen Material umgeben sind, der Thermoplast in der Nähe des Verankerungsteils schmilzt, weil während der Erhitzungsphase der Stift im Bereich des duroplastischen Materials in dem Bauteilkörper ausreichend stabil gehalten wird.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht mit teilweisem Schnitt eines Spulenkörpers mit zwei Reihen von Anschlußstiften

F i g. 2 eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt eines Spulenkörpers mit an einer Leiste verankerten Anschlußstiften.

Fig. 1 zeigt einen üblichen Spulenkörper, der einen durch zwei Flansche 1,2 begrenzten Wickelkörper 3 für eine (nicht dargestellte) Kupferwicklung aufweist. An dem unteren Flansch 2 befinden sich Ansätze 4, in die Anschlußstifte 5 mit einem als Verankerungsteil dienenden Ende 6 eingespritzt sind.

Die Anschlußstifte 5 können an ihrem eingespritzten Ende 6 einen flanschartigen Kopf 7 aufweisen, der die Befestigung in dem Ansatz 4 unterstützt.

Der Anschlußstift 5 ist an seinem Verankerungsteil 6 mit einer ihn umgebenden dünnen Schicht 8 aus duroplasiischem Material versehen, die eine beliebige Form haben kann und den Anschlußstift 5 auf seinem Umfang ringförmig umschließt. Diese Schicht 8 wird erst in der Spritzl'orm für den Spulenkörper auf den Anschlußstift 5 aufgespritzt.

Es ist erkennbar, daß die Schicht 8 den Materialbedarf in der Höhe des Ansatzes 4 nicht erhöht, da das in den Ansatz 4 ragende Ende 6 zur ausreichenden mechanisch festen Verankerung des Anschlußstiftes 5 in jedem Fall eine gewisse Länge aufweisen muß. Auf diese Länge läßt sich bequem die Schicht 8 urncrbringen, die vom thermoplastischen Material des Ansatzes 4 noch allseitig umspritzt wird.

F i g. 2 zeigt eine nur unwesentlich abgewandelte Ausführungsform des Spulenkörpers, weswegen gleiche Bezugsziffern für den Spulenkörper verwendet worden

ίο sind. Der Ansatz 4 nimmt eine Vielzahl von Anschlußstiften 5 auf, die linear nebeneinander angeordnet sind. Zu dem gleichen Zweck wie die Schicht 8 in F i g. 1 ist eine Leiste 9 aus duroplastischem Material in den Ansatz 4 eingespritzt, die eine Mehrzahl von Anschlußstiften 5 aufnimmt, !n gleicherweise wie die Schicht 8 wird die Leiste 9 aus duroplastischem Material in der Spritzgußform hergestellt, in der anschließend das thermoplastische Material für den Spulenkörper zugeführt wird.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die in der Zeichnung als Schicht 8 oder Leiste 9 schematisch dargestellten Materialstücke eine beliebige Form aufweisen können, die dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden kann. Steht eine ausreichende Tiefe für das Verankerungsteil 6 des ^nschlußstifts 5 zur Verfügung, muß das Materialstück keineswegs flächig ausgebildet sein. Es kann den Anschlußstift dann in zylindrischer Form umgeben und vermindert somit über eine größere Länge den Wärmeübergang in das thermoplastische Material des Bauteils.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils, insbesondere eines Spulenkörpers, aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einem aus dem Bauteilkörper (1,2,3,4) ragenden elektrisch leitenden Stift (5), der in einer Gießform für den Bauteilkörper (1, 2,3,4) mit einem von einem duroplastischen Material umgebenen Verankerungsende (6) in den Baliteilkörper (1,2,3,4) im Arbeitstakt für thermoplastische Bauteile eingegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf den in die Gießform eingebrachten wenigstens einen Stift (5) zunächst eine dünne Schicht (8, 9) aus dem duroplastischen Material auf einen Bereich des Veranktrungiendes (6) des Stiftes (5) aufgebracht untl daß beim nächsten Arbeitstakt das thermoplastische Material für den Bauteilkörper (1,2,3,4) zugeführt wird.

2. Elektrisches Bauteil, herstellbar nach dem Verfahren nach Anspruch 1.