DE3822665C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffummantelung für einen flexiblen Stab nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 2 sowie einen danach hergestellten, mit Kunststoff ummantelten Stab nach dem Anspruch 8.

Häufig besteht das technische Problem, daß relativ langgestreckte und im Querschnitt dünne Teile, wie beispielsweise flexible Stäbe, Drähte, Seile, biegsame Wellen etc., mit einer Kunststoffummantelung versehen werden sollen.

Die Kunststoffumhüllung dient häufig einer bestimmten Design- oder Farbgebung, auch beispielsweise dem Schutz für die zu ummantelnden Teile, die beispielsweise aus Metall oder einer Metallegierung bestehen können. Insbesondere in der Antennentechnik und hierbei wiederum bei Autoantennen, d. h. auch Funkantennen, kann zudem durch die mit Kunststoff ummantelte Antenne zusätzlich noch eine gewisse Dämpfung erzielt werden, die einem zu starken Schwingen entgegenwirkt.

Derartige dünne Stäbe, die sich beispielsweise bei radial einwirkenden Kräften leicht verbiegen, also beispielsweise allein unter Schwerkrafteinwirkung durchhängen und ausbauchen etc., können beispielsweise in einem Kunststofftauchbad mit thermoplastischem Kunststoff umhüllt oder durch Wirbelsintern beschichtet werden. Allerdings läßt sich die Kunststoffschicht nicht gleichmäßig auftragen und weist für viele nachfolgende Bearbeitungsschritte zu stark schwankende unterschiedliche Kunststoffschichtdicken auf.

Häufig besteht eine Antenne aus unterschiedlichen Antennenabschnitten, die beispielsweise separat in nachfolgenden Bearbeitungsschritten mit Kunststoff ummantelt werden müßten. Würde ein derartiges, beispielsweise oberstes stabförmiges Antennenstück mit einer im Herstellverfahren stetig schwankenden, nicht gleichmäßigen Kunststoffumhüllung versehen werden, so könnte ein nächstes daran ansteckbares Antennenteil nicht in einem Spritzgußwerkzeug weiter verarbeitet und mit Kunststoff ummantelt werden. Denn die stetig schwankenden Schichtdicken erlauben es nicht, daß das so mit Kunststoff ummantelte erste Antennenteil als genauer und exakter Zentrieransatz für das nächste aufgesteckte Antennenteil verwandt werden kann.

Aber auch wenn man daran denken würde, einen leicht ausbauchenden und flexiblen Stab in einem Spritzgußwerkzeug mit thermoplastischem Kunststoff zu umspritzen, so würde dies zu keinem befriedigenden Ergebnis führen. Da die Anordnung nämlich zu labil ist, würden durch die Fließkräfte, d. h., durch die unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten des thermoplastischen Kunststoffes, auf den unterschiedlichen Seiten des zu ummantelnden flexiblen Stabes auf ihn zu gerichtete Radialkräfte auftreten mit der Folge, daß in der Spritzgußform der eigentliche metallische Stab in einer Bogenform liegend ummantelt würde, an einigen Stellen sogar noch sichtbar sein könnte, weil ein entsprechender Bauchabschnitt an der Innenwandung des Gußwerkzeugs anliegt. Schließlich wäre dadurch eine für die Antenne unerwünschte Vorprägung verursacht.

Zwar wäre es grundsätzlich vorstellbar, daß ein leicht flexibler Stab in einem Spritzgußwerkzeug mit Hilfe einer Vielzahl von in dessen Längsrichtung versetzt liegenden und in Radialrichtung ausgerichteten Haltestiften zentriert werden würde. Die Zentriermittel würden aber dann in der Kunststoffumhüllung zu zurückbleibenden Löchern führen, die nochmals in einem nachträglichen Bearbeitungsschritt geschlossen werden müßten. Das alleinige axiale Zentrieren jedenfalls würde nicht gewährleisten, daß der zu ummantelnde flexible Stab exakt koaxial, d. h. in einer mittigen Lage, vom Kunststoff umgossen wird.

Darüber hinaus ist auch ein Verfahren zum Einbetten von Verstärkungsdrähten an Brillenbügeln aus der DE-Z "Plastverarbeiter" 1953, Heft 1, Seite 11, bekanntgeworden. Dort wird das Problem abgehandelt, wie in einem aus Kunststoff bestehenden Brillenbügel zur Verstärkung des Kunststoffes ein dünner Draht eingebettet werden kann. Die einzubettenden Drähte werden mit einem abgeflachten durchbohrten Ende außerhalb der Form auf auswechselbare Leisten aufgehängt. Auf diese Drähte werden kleine Kolben aus Messing aufgeschoben. Beim Spritzen werden diese Kolben von der Spritzgußmasse vorgetrieben, wodurch die Drähte ihre genaue Lage erhalten. Am Ende der Form gleiten die Kolben von den Drähten ab. Die so gespritzten, gestreckten Bügel werden am Ende abgeschnitten und diese Enden unter Einfluß von Wärme flachgedrückt. Die in den abgeschnittenen Enden befindlichen Kolben werden ausgebrannt und können wieder verwendet werden.

Ausgehend von dem zuletzt genannten gattungsbildenden Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Kunststoffummantelung von flexiblen Stäben, Drähten, Seilen, biegsamen Wellen etc. und insbesondere Autoantennen sowie einen danach hergestellten flexiblen Stab zu schaffen, wobei gewährleistet werden soll, daß der zu umspritzende Stab bei geringem technischen Aufwand problemlos in koaxialer Mittellage zu seiner Kunststoffumhüllung umspritzt werden kann.

Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 oder 2 und bezüglich des umspritzten flexiblen Stabes enstsprechend den im Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein weiter vereinfachtes Verfahren geschaffen, bei dem mittels der während des Spritzvorganges vorbewegten Zentrierhülse eine Zentrierung des zu umspritzenden Stabes vorgenommen werden kann. Als besonders günstig erweist sich dabei, daß die während des Spritzvorganges vorbewegte und die Zentrierung ermöglichende Zentrierhülse an einem Anschlag am Ende des zu umspritzenden Stabes gehalten werden kann, mit anderen Worten also nachträglich nicht wie beim gattungsbildenden Stand der Technik ein entsprechender Kunststoffanteil mit der darin befindlichen Zentrierhülse abgeschnitten werden muß.

Insbesondere bei Verwendung als Antenne kann vor dem Umgießen noch eine u. a. dem weiteren Schutz dienende weitere Zentrierhülse am Stabende aufgesteckt werden, an dem die verschiebbare Zentrierhülse aufläuft. Sowohl die bewegliche als auch die aufgesteckte feste Zentrierhülse werden dann am Stabende völlig von der thermoplastischen Kunststoffmasse umspritzt, so daß beide Zentrierhülsen von außen unerkennbar umgossen in der sich erhärtenden Kunststoffmasse zurückbelassen werden.

Besonders günstig erweist sich dabei ferner, wenn die Werkzeugform im Bereich des Endanschlages für die Zentrierhülse einen verbreiterten Innendurchmesser aufweist, so daß das einströmende thermoplastische Kunststoffmaterial das gesamte freiliegende Ende des flexiblen Stabes einschließlich des am Ende des Stabes ausgebildeten Anschlags und der dort anschlagenden Zentrierhülse umströmen und ummanteln kann.

Ferner ist eine Ausführungsform möglich, bei der die Angußöffnung eher im mittleren Bereich, also zu den gegenüberliegenden Enden des zu umspritzenden Stabes versetzt liegt. In diesem Fall können zwei benachbart zur Angußhülse angeordnete Zentrierhülsen verwandt werden, die beim Einspritzen des Kunststoffmaterials gegensinnig auseinanderlaufen und verschoben werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt im einzelnen

Fig. 1 eine Antenne in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 ein mit Kunststoff ummantelter vorderster bartförmiger Antennenteil vor dem Umspritzen,

Fig. 3 der vorderste Antennenteil nach dem Umspritzvorgang,

Fig. 4 in Draufsicht die obere, auf das Ende des zu umspritzenden Stabes aufsteckbare Zentrierhülse.

In Fig. 1 ist eine Antenne 1 gezeigt, wie sie beispielsweise als Autoantenne und hierbei wiederum als Autofunkantenne eingesetzt werden kann.

Die in Fig. 1 gezeigte Antenne 1 umfaßt beispielsweise einen oberen stabförmigen Antennenteil 1′, der an seinem oberen Ende in einen der Sicherheit dienenden Verdickungsabschnitt 3 ausläuft.

Der obere Antennenteil 1′ besteht aus einem Antennenstab 5, wie dies in Fig. 2 und 3 ersichtlich ist.

Der Antennenstab 5 mündet an seinem unteren Ende in eine leitende Steckhülse 7, die gleichzeitig als Koppel-Übergang zu dem in Fig. 1 gezeigten unteren Antennenteil 1′′ dient. Der untere Antennenteil 1′′ kann beispielsweise aus einer leitenden und im vorliegenden Fall nicht näher gezeigten Antennenspule bestehen, die beispielsweise auf einem Kunststoffkern sitzt und die an ihrem unteren Ende über einen im Inneren leitenden Antennenfuß 9 am Kraftfahrzeug angeschlossen und oben auf die Steckhülse 7 leitend aufgesteckt werden kann.

Sowohl der obere wie auch der untere Antennenteil 1′ bzw. 1′′ sind außen jeweils mit thermoplastischem Kunststoff ummantelt, so daß kein freier Leiter von außen sichtbar liegt.

Vor dem Umspritzen des oberen Antennenteils 1′ mit thermoplastischem Kunststoff wird auf den in Fig. 2 gezeigten Antennenstab 5 eine Zentrierhülse 15 aufgesteckt und in die mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnete Ausgangsposition gebracht.

Ferner wird noch am freien Ende 18 eine weitere, beispielsweise aus nichtleitendem Kunststoff bestehende festsitzende Zentrierhülse 19 aufgesteckt.

Zum Umspritzen der thermoplastischen Kunststoffe wird der so vorbereitete Antennenstab 5 in ein nicht näher dargestelltes Spritzgußwerkzeug eingelegt und an seiner unteren Steckhülse 7 zentriert gehalten. Die Kunststoffspritzgußform besteht dabei in der Regel aus zwei zusammenfügbaren Hälften, wobei der Kunststoff-Anguß, über den der erwärmte fließfähige Kunststoff in die Spritzgußvorrichtung eingeführt wird, unmittelbar benachbart zur Steckhülse 7 liegt. Mit anderen Worten liegt dann die Zentrierhülse 15 in der mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichneten Ausgangsposition unmittelbar benachbart zum Kunststoff-Anguß 21, und zwar versetzt zu dessen entfernt liegendem Ende.

Die Spritzgußwerkzeugform im Querschnitt entspricht mit ihrer Innenform der in Fig. 3 gezeigten Außenkontur 23, die sich nach Durchführung des Spritzgußvorganges ergibt. Mit beginnendem Spritzvorgang wird die zumindest eine Zentrierhülse 15 selbständig durch den Spritzdruck mit zunehmend einströmendem Kunststoffmaterial längs der Steckhülse zu ihrem oberen freien Ende verschoben. Dabei bleibt der Stab in der Mitte zentriert. Mit anderen Worten kann sich der flexible Stab, d. h. der Antennenstab 5, während des Spritzvorganges nicht verlagern.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffummantelung von unter seitlich einwirkenden Kräften nachgebenden oder ausbauchenden flexiblen Stäben, wie Wellen, Drähte, Seile etc., insbesondere zur Herstellung von mit Kunststoff ummantelten Antennenstäben unter Verwendung von unter Wärmeeinwirkung fließfähigen Kunststoffen, bei dem der Stab in eine Spritzgußform eingegeben wird, wobei auf den zu spritzenden Stab eine auf ihm verschiebbare Zentrierhülse aufgeschoben oder aufgesteckt und mit ihrer Stirnseite benachbart zum Anguß derart gelagert und justiert wird, daß während des Spritzvorganges die Zentrierhülse auf dem zu ummantelnden Stab bei gleichzeitigem Einströmen des fließfähigen Kunststoffmaterials unter ständiger Zentrierung des Stabes verschoben wird und zurückweicht, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des zu spritzenden Stabes vor dem Einlegen in die Form ein dort festsitzender Anschlag als separates Bauteil aufgesteckt oder ein Stab mit einem an seinem freien Ende ausgebildeten Anschlag verwendet wird, an welchem die Zentrierhülse in ihrer Endlage gehalten wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffummantelung von unter seitlich einwirkenden Kräften nachgebenden oder ausbauchenden flexiblen Stäben, wie Wellen, Drähte, Seilte etc., insbesondere zur Herstellung von mit Kunststoff ummantelten Antennenstäben unter Verwendung von unter Wärmeeinwirkung fließfähigen Kunststoffen, bei dem der Stab in eine Spritzgußform eingegeben wird, wobei auf den zu spritzenden Stab eine auf ihm verschiebbare Zentrierhülse aufgeschoben oder aufgesteckt und mit ihrer Stirnseite benachbart zum Anguß derart gelagert und justiert wird, daß während des Spritzvorganges die Zentrierhülse auf zu ummantelnden Stab bei gleichzeitigem Einströmen des fließfähigen Kunststoffmaterials unter ständiger Zentrierung des Stabes verschoben wird und zurückweicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein als weiteres Zentrierglied dienender Anschlag am freien Ende des zu umspritzenden Stabes vor dem Einleghen in die Form aufgesteckt wird, der von dem fließfähigen Kunststoffmaterial durchströmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Endbereich des zu umspritzenden Stabes aufgesteckte und als Anschlag dienende festsitzende Zentrierhülse mit der während des Spritzvorganges dort anschlagenden verschiebbaren Zentrierhülse umspritzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse während des Spritzvorganges gesteuert zurückbewegt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu beiden Endbereichen des zu umspritzenden Stabes versetzt liegendem Anguß zumindest zwei auf dem zu umspritzenden Stab verschiebbare Zentrierhülsen aufgesteckt werden, die vor Beginn des Spritzvorganges jeweils unmittelbar benachbart auf einer Seite zum Anguß justiert werden, und daß während des Spritzvorganges die beiden Zentrierhülsen entgegengesetzt auf den zu umspritzenden Stab verschoben werden, wobei vorzugsweise der Stab im Bereich gegenüberliegend zum Anguß fest abgestützt und zentriert ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spritzgußform verwendet wird, deren Spritzgußhohlraum bereits eine gewisse axiale Weglänge vor dem Anschlag über den Außendurchmesser der verschiebbaren Zentrierhülse erweitert ist, so daß in diesem Abschnitt des Spritzgußhohlraumes das eingespritzte Kunststoffmaterial die verschiebbare Zentrierhülse umströmen kann und im erhärteten Zustand umschließt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spritzgußform verwendet wird, deren Spritzgußhohlraum bereits eine gewisse axiale Weglänge vor dem Anschlag über den Außendurchmesser der verschiebbaren Zentrierhülse erweitert ist, so daß in diesem Abschnitt des Spritzgußhohlraumes das eingespritzte Kunststoffmaterial sowohl die verschiebbare Zentrierhülse als auch den Anschlag am freien Ende des zu umspritzenden Stabes umströmen kann und im erhärteten Zustand umschließt.

8. Flexibler Stab, insbesondere Autoantenne bzw. Autofunkantenne, hergestellt in einem Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7.