DE10118296A1 - Production of molded connector for coupling sensor to control module involves multiple contact strip with tip contacts engaging contacts of controller and then molding into mass of suitable plastics - Google Patents
Production of molded connector for coupling sensor to control module involves multiple contact strip with tip contacts engaging contacts of controller and then molding into mass of suitable plasticsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vorumspritzlingen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing pre-molded parts according to the preamble of claim 1.
Die Weiterentwicklung von Getrieben für die Kraftfahrzeuge hat dazu geführt, daß das Getriebesteuergerät innerhalb des mit Getriebeöl gefüllten Getriebegehäuses eines Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet wird. Dazu wird das Getriebesteuergerät aus einer elektronische Baugruppen aufweisenden Schaltungsanordnung, einem Trägerrahmen, einer elektrische Anschlüsse aufweisenden Steckvorrichtung und aus Sensoren/Aktoren zu einem Steuermodul zusammengefaßt, wie es beispielsweise aus der DE 195 15 622 bekannt ist.The further development of transmissions for motor vehicles has led to the fact that the gearbox control unit within the gearbox housing filled with gear oil a motor vehicle transmission is arranged. To do this, the transmission control unit from an electronic assembly having a circuit arrangement, a Carrier frame, an electrical connector and from Sensors / actuators combined to form a control module, as is the case, for example is known from DE 195 15 622.
Vorteilhaft ist dabei, daß die elektrischen Verbindungen des als Steuermodul ausge bildeten Getriebesteuergerätes über eine einzelne gedichtete Durchführung aus dem Getriebegehäuse herausgeführt werden. Zudem können für die innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Sensoren und Aktoren des Steuermoduls auf diese Weise besonders kurze Verbindungen zum Getriebesteuergerät realisiert werden, die nicht einzeln aus dem Getriebegehäuse herausgeführt werden müssen.It is advantageous that the electrical connections of the control module trained transmission control unit via a single sealed bushing be led out of the gearbox. In addition, for those within the Gearbox housing arranged sensors and actuators of the control module on this Way particularly short connections to the gearbox control unit can be realized, that do not have to be individually led out of the gearbox.
Die Schaltungsanordnung des Getriebesteuergerätes ist in dem Trägerrahmen des Steuermoduls angeordnet, der aus einem mit Kunststoff umspritzten Stanzgitter gefertigt wird. Die Kontakte der Schaltungsanordnung sind über Bonds mit dem Stanzgitter des Trägerrahmens verbunden. Die elektrischen Anschlüsse der Steck vorrichtung und der Sensoren/Aktoren sind ebenfalls mit dem Stanzgitter des Trägerrahmens verbunden. The circuit arrangement of the transmission control unit is in the support frame of the Control module arranged, which consists of a stamped grid overmolded with plastic is manufactured. The contacts of the circuit arrangement are bonded to the Punched grid of the support frame connected. The electrical connections of the plug device and the sensors / actuators are also with the lead frame of the Carrier frame connected.
Dabei besteht die Möglichkeit die einzelnen Komponenten wie den Trägerrahmen, die Steckvorrichtung sowie die Sensoren/Aktoren als Vorumspritzlinge vorzuferti gen. Als Vorumspritzlinge werden Zwischenprodukte des Herstellungsprozesses bezeichnet, bei denen Bestandteile der Komponente mit Kunststoff umspritzt wer den, so daß diese vorteilhaft gehändelt und weiter verarbeitet werden können. Die Vorumspritzlinge werden durch einen Aufschmelzprozeß miteinander verbunden, bei dem fließfähiger, heißer Kunststoff unter Druck an die vorgesehenen Kontaktflä chen der Vorumspritzlinge gepreßt wird.There is the possibility of the individual components such as the support frame, prefabricate the plug-in device and the sensors / actuators as pre-molded parts Intermediate products of the manufacturing process are used as pre-molded parts referred to, in which components of the component are encapsulated with plastic the, so that these can be traded and processed advantageously. The pre-molded parts are connected to one another by a melting process, with the flowable, hot plastic under pressure on the intended contact surface Chen the pre-molded parts is pressed.
Dabei ist die Temperatur des Kunststoffes so gewählt, daß das Kunststoffmaterial fließfähig ist und sich mit dem Kunststoff des Vorumspritzling verbindet, aber noch keine degradierende Wirkung auf das Kunststoffmaterial selbst hat.The temperature of the plastic is chosen so that the plastic material is flowable and combines with the plastic of the pre-molded part, but still has no degrading effect on the plastic material itself.
Dabei tritt häufig das Problem auf, daß bedingt durch die maximale Temperatur, auf die das Kunststoffmaterial gebracht werden kann, keine ausreichende Verschmel zung zwischen dem Kunststoff der Vorumspritzlinge und dem zugespritzten Kunst stoff erfolgt. Die während dem Einspritzen des Kunststoffes sich ausbreitende heiße Werkstofffront des zugespritzten Kunststoffmaterials stößt auf den kühleren und erstarrten Kunststoff des Vorumspritzlings. Dabei bilden sich Bindenähte aus, die mit der Zeit Undichtigkeiten aufweisen, in die aufgrund der Kapillarwirkung Getrie beöl entlang der Stanzgitter bis in den Trägerrahmen und damit bis zu der elektroni schen Baugruppe der Schaltungsanordnung gelangen kann. Dadurch wird die Störanfälligkeit bzw. Ausfallrate des Steuermoduls und damit des Kraftfahrzeugs erhöht.The problem often arises that due to the maximum temperature the plastic material can be brought, no sufficient fusion between the plastic of the pre-molded parts and the injected art fabric is made. The hot spreading during the injection of the plastic Material front of the injected plastic material meets the cooler and solidified plastic of the pre-molded part. This creates weld lines that show leaks over time due to the capillary action oil along the lead frame into the carrier frame and thus up to the electronics rule assembly of the circuit arrangement can reach. This will make the Susceptibility to failure or failure rate of the control module and thus of the motor vehicle elevated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Vorum spritzlingen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet, und das eine dauerhaft dichte Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten des Steuermoduls ermöglicht.The invention has for its object a method for producing Vorum to specify moldings according to the preamble of claim 1, which avoids disadvantages mentioned, and that a permanently tight connection between allows the individual components of the control module.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Demnach werden bei der Herstellung der Vorumspritz linge auf den Kontaktflächen feine, umlaufende, in sich geschlossene Wülste ausge bildet, die beim Aufschmelzprozeß durch heiß zugeführten Kunststoff schmelzen und mit dem zugeführten Kunststoff vernetzen. This object is achieved by the features in the characteristics of the Claim 1 solved. Accordingly, in the manufacture of the pre-injection molding fine, all-round, self-contained ridges come out on the contact surfaces forms, which melt during the melting process by hot plastic and network with the supplied plastic.
Enthalten die Komponenten beispielsweise ein Stanzgitter, das zur Herstellung des Vorumspritzlings mit Kunststoff umspritzt wurde, umläuft die feine, in sich geschlos sene Wulst auf der Kontaktfläche des Vorumspritzlings dieses Stanzgitters. Dadurch wird nach dem Aufschmelzprozeß das Stanzgitter zumindest durch einen von der Wulst gebildeten Ring umgeben, bei dem der Kunststoff des Vorumspritzlings und der Kunststoff des Aufschmelzprozesses zuverlässig miteinander vernetzt sind. Sich oberflächlich ausbildende Bindenähte sind im Bereich der ringförmig vernetzten Wulst unterbrochen, wodurch das Stanzgitter zuverlässig dicht eingeschweißt ist.For example, do the components contain a lead frame that is used to manufacture the Was overmolded with plastic, the fine, self-contained This bead on the contact surface of the pre-molded part of this lead frame. Thereby after the melting process, the lead frame is at least by one of the Bead formed ring in which the plastic of the pre-molded part and the plastic of the melting process is reliably networked. Yourself superficial weld lines are cross-linked in the area Bead interrupted, whereby the lead frame is reliably sealed tight.
Die Herstellung der Vorumspritzling erfolgt dabei nicht nur so, daß die mit Kunststoff umspritzten Bestandteile des Vorumspritzlings lediglich zusammen halten, sondern die Vorumspritzlinge weisen nach ihrer Herstellung bereits weitgehend die Form auf, welche die Komponenten nach der Fertigstellung des Steuermoduls aufweisen sollen. Lediglich die zu verbindenden Bereiche der Kontaktflächen sollten durch den die Vorumspritzlinge verbindenden Aufschmelzprozeß in ihrer Form nochmals ver ändert werden. Dadurch wird die Entstehung großer, den ganzen Vorumspritzling umfassende Bindenähte weitgehend vermieden.The pre-molded part is not only made in such a way that the plastic only hold the overmolded components of the pre-molded part together, but the pre-molded parts already largely have the shape after their production, which the components have after the completion of the control module should. Only the areas of the contact surfaces to be connected should be covered by the the melting process connecting the pre-molded parts again ver in shape be changed. This makes the formation of large, the whole pre-molded part extensive weld lines largely avoided.
Dabei ist vorgesehen, daß die Vorumspritzlinge vor dem Verbinden mittels des Aufschmelzprozesses auf ihre Funktion geprüft werden.It is provided that the pre-molded parts before connecting by means of Melting process are checked for their function.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine der Komponenten des Steuermoduls zu einem ein Stanzgitter enthaltenden Trägerrahmen umspritzt wird, mit dem die weiteren, ebenfalls ein Stanzgitter enthaltenden Vorumspritzlinge mit tels des Aufschmelzprozesses verbunden werden. Das Stanzgitter des Trägerrah mens und die Stanzgitter der weiteren Vorumspritzlinge werden anschließend durch Bonden, Schweißen, Löten oder Nieten miteinander verbunden.In a development of the invention it is provided that one of the components of the Control module is overmolded into a carrier frame containing a lead frame, with the other pre-molded parts, which also contain a lead frame means of the melting process. The lead frame of the carrier frame mens and the lead frames of the other pre-molded parts are then through Bonding, welding, soldering or riveting joined together.
In einer letzten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuermodul als ein im Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeuggetriebes angeordnetes Getriebesteuer gerät verwendet wird.In a last development of the invention it is provided that the control module as a transmission control arranged in the transmission housing of a motor vehicle transmission device is used.
Durch die feine, im Bereich der Kontaktfläche umlaufende, in sich geschlossene Wulst, die beim Aufschmelzprozeß mit zugespritzten Kunststoff verschmilzt, ist eine dauerhaft dichte Verbindung gewährleistet, die ein Eindringen von Getriebeöl in den Trägerrahmen vermeidet.Due to the fine, self-contained, all-round in the area of the contact surface Bead, which melts with injected plastic during the melting process, is one permanently sealed connection ensures that gear oil penetrates into the Carrier frame avoids.
Im folgenden ist das Verfahren zur Herstellung eines Steuermoduls aus mehreren Komponenten anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit zwei Figuren dargestellt und erläutert.The following is the process for making one control module from several Components based on an embodiment in connection with two Figures shown and explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des fertigen Steuermoduls, das aus mehreren Vorumspritzlingen hergestellten wurde, die durch einen Aufschmelzprozeß miteinander verbundenen wurden, mit der feinen, an der Kontaktfläche ausgebildeten, das Stanzgitter geschlossen umlaufenden Wulst, Fig. 1 is a schematic representation of the finished control module, which has been prepared from several Vorumspritzlingen that are interconnected by a reflow process, formed with the fine, on the contact surface, the lead frame is closed peripheral bead,
Fig. 2 eine schematische Darstellung zweier zu verbindender Vorumspritz linge mit den an der Verbindungsstelle ausgebildeten feinen, die Kon taktfläche umlaufenden, in sich geschlossenen Wülste, Fig. 2 is a schematic representation of two to be connected Vorumspritz linge having formed at the junction of the fine, the con tact surface circumferential, closed in itself beads,
Fig. 3 eine Schnittzeichnung der zu verbindenden Vorumspritzlinge vor dem verlöten der Stanzgitter und vor dem Verbinden beider Vorumspritz linge mittels des Aufschmelzprozesses, Fig. 3 is a sectional drawing of the joining Vorumspritzlinge prior to soldering of the lead frame and linge before connecting both Vorumspritz means of the reflow process,
Fig. 4 eine Schnittzeichnung der zu verbindenden Vorumspritzlinge nach dem verlöten und nach dem Verbinden beider Vorumspritzlinge mit tels des Aufschmelzprozesses. Fig. 4 is a sectional drawing of the pre-molded parts to be connected after soldering and after connecting both pre-molded parts by means of the melting process.
Fig. 5 eine schematische Darstellung der feinen, in sich geschlossenen und das Stanzgitter umlaufenden Wulst nach dem Aufschmelzprozeß. Fig. 5 is a schematic representation of the fine, self-contained and the bead surrounding the bead after the melting process.
Fig. 1 zeigt ein Steuermodul 1 eines automatischen Getriebes eines Kraftfahr zeugs, das innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet wird. Diese Plazierung des Steuermoduls 1 stellt besondere Anforderungen an die Dichtigkeit der ständig von heißem Getriebeöl umspülten Komponenten des Steuermoduls 1. Als Komponenten sind der Trägerrahmen 2, die Kontakteinheit 4 und die Sensoreinheit 3 dargestellt, die jeweils ein Stanzgitter 7 enthalten. Die Kontakteinheit 4 und die Sensoreinheit 3 sind mittels eines Aufschmelzprozesses durch den Kunststoff 7 mit dem Trägerrahmen 2 verbunden. Der Aufschmelzprozeß erfolgt mittels einer nicht dargestellten, Formteile aufweisenden Vorrichtung, wobei die Formteile die Vorumspritzlinge umfassen, und zwischen die Formteile zum Verbinden der Vorumspritzlinge Kunst stoff 8 gespritzt wird. Als Kunststoff 8 kann beispielsweise Polybutylenterephthalat verwendet werden. Fig. 1 shows a control module 1 of an automatic transmission of a motor vehicle, which is arranged within the transmission housing. This placement of the control module 1 places special demands on the tightness of the components of the control module 1 which are constantly flushed with hot gear oil. The support frame 2 , the contact unit 4 and the sensor unit 3 are shown as components, each of which contains a lead frame 7 . The contact unit 4 and the sensor unit 3 are connected to the carrier frame 2 by means of a melting process through the plastic 7 . The melting process takes place by means of a device, not shown, having molded parts, the molded parts comprising the pre-molded parts, and plastic 8 being injected between the molded parts for connecting the pre-molded parts. Polybutylene terephthalate, for example, can be used as the plastic 8 .
Fig. 2 zeigt als zu verbindende Vorumspritzlinge den Trägerrahmen 2 und die Sen soreinheit 3. Bei der Herstellung der Vorumspritzlinge wird beim Umspritzen der Stanzgitter 7 jedem Vorumspritzling (abgesehen von der Kontaktfläche) bereits die Form gegeben, welch die Komponente am fertigen Steuermodul 1 aufweisen soll. Vor dem Verbinden werden die Komponenten auf ihre Funktionstüchtigkeit getestet. Bei der Sensoreinheit 3 wurden getestet, ob die mit dem Stanzgitter 7 verschweiß ten Sensoren 3.1 arbeiten Bei dem Trägerrahmen 2 wurde die einzelnen Kontakte des Stanzgitters 7 auf Kontakt- und Isolationsfehler geprüft. Fig. 2 shows the pre-molded parts to be connected to the support frame 2 and the sensor unit 3rd During the production of the pre-molded parts, each pre-molded part (apart from the contact surface) is given the shape which the component on the finished control module 1 is to have when the pre-molded part 7 is molded. Before connecting, the components are tested for their functionality. In the sensor unit 3 , tests were carried out to determine whether the sensors 3.1 welded to the lead frame 7 were working. In the carrier frame 2 , the individual contacts of the lead frame 7 were checked for contact and insulation faults.
Fig. 3.1 und 3.2 zeigen in einem Schnittbild die zu verbindenden Trägerrahmen 2 und die Sensoreinheit 3. Gegenstand der Tests der Vorumspritzlinge kann auch eine Begutachtung der Qualität der feinen Wulst 6 sein, die jeweils innerhalb der zu verbindenden Bereiche des Trägerrahmens 2 und der Sensoreinheit 3 ausgebildet ist. Dabei wird geprüft, ob die jeweils das Stanzgitter 7 umlaufende Wulst 6 in sich geschlossen ist, da eine unterbrochene Wulst 6 einen unvollständig verschmolzenen Bereich beispielsweise des Kunststoffs der Sensoreinheit 3 und des zugespritzten Kunststoffs verursachen würde, der mit der Zeit in Verbindung mit einer Bindenaht zweier erstarrter Werkstofffronten zu einer Undichtigkeit an dieser Verbindungs stelle führen könnte. Fig. 3.1 and 3.2 show in a sectional view of the support frame to be bonded 2 and the sensor unit 3. The tests of the pre-molded parts can also be an assessment of the quality of the fine bead 6 , which is formed in each case within the areas of the support frame 2 and the sensor unit 3 to be connected . It is checked whether the bead 6 encircling the lead frame 7 is self-contained, since an interrupted bead 6 would cause an incompletely fused area, for example of the plastic of the sensor unit 3 and of the injected plastic, which over time in connection with a weld line of two solidified material fronts could lead to a leak at this connection point.
Fig. 4 zeigt den Trägerrahmen 2 und die Sensoreinheit 3, nachdem diese durch den Kunststoff 8 miteinander verbunden wurden. Der Kunststoff 8 wurde über eine Einspritzöffnung 9 der die Vorumspritzlinge umfassenden Formteile während dem Aufschmelzprozeß zugespritzt. Dabei ist die Temperatur des Kunststoffes 8 so ge wählt, daß der Kunststoff 8 noch nicht degradiert, aber möglichst fließfähig ist und sich gut mit dem Kunststoff des Trägerrahmens 2 und der Sensoreinheit 3 verbin det. Da der Temperaturbereich, der diese Eigenschaften erfüllt, sehr schmal ist, sind an dem Trägerrahmen 2 und an der Sensoreinheit 3 die Stanzgitter 7 umlaufende Wülste 6 ausgearbeitet. Die feinen Wülste 6 gewährleisten, daß auch bei einer Temperatur des zugespritzten Kunststoffs 8, die nur geringfügig über der Schmelz temperatur des Kunststoffs des Trägerrahmen 2 und der Sensoreinheit 3 liegt, die Wülste 6 schmelzen und sich mit dem zugespritzten Kunststoff 8 vernetzen. Fig. 4 shows the support frame 2 and the sensor unit 3 after they have been connected to each other by the plastic. 8 The plastic 8 was injected through an injection opening 9 of the molded parts comprising the pre-molded parts during the melting process. The temperature of the plastic 8 is selected so that the plastic 8 is not yet degraded, but is as free-flowing as possible and is well connected to the plastic of the support frame 2 and the sensor unit 3 . Since the temperature range which fulfills these properties is very narrow, beads 6 encircling the lead frames 7 are worked out on the support frame 2 and on the sensor unit 3 . The fine beads 6 ensure that even at a temperature of the injected plastic 8 , which is only slightly above the melting temperature of the plastic of the support frame 2 and the sensor unit 3 , the beads 6 melt and network with the injected plastic 8 .
Fig. 5 zeigt wie der zugespritzte Kunststoff 8 die feine Wulst 6 umströmt, wobei die feine Wulst 6 aufgrund der Temperatur, des Drucks und der Reibung schmilzt und sich zuverlässig mit dem Kunststoff 8 vernetzt. Dabei entsteht ein die Stanzgitter 7 umlaufender Bereich, in dem der Kunststoff der Vorumspritzlinge zuverlässig mit dem zugespritzten Kunststoff 8 vernetzt ist und ein eindringen von Getriebeöl an die Stanzgitter 7 vermeidet. Fig. 5 shows how the injected plastic 8 flows around the fine bead 6 , the fine bead 6 melting due to the temperature, pressure and friction and reliably cross-linked with the plastic 8 . This creates an area encircling the lead frames 7 , in which the plastic of the pre-molded parts is reliably networked with the molded plastic 8 and prevents transmission oil from penetrating into the lead frames 7 .
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Vorumspritzlingen, die an Kontaktflächen durch einen Aufschmelzprozeß miteinander verbunden werden, deren Kontaktflächen feine, die Kontaktfläche umlaufende, in sich geschlossene Wülste 6 aufweisen, gewährleistet eine dauerhaft dichte Verbindung der Komponen ten des von Getriebeöl umspülten Steuermoduls 1, auch wenn sich an den erstarr ten Werkstofffronten Bindenähte ausgebildet haben.The inventive method for the production of pre-molded parts, which are connected to one another at contact surfaces by a melting process, the contact surfaces of which have fine, peripheral contact surfaces, self-contained beads 6 , ensure a permanently tight connection of the components of the control module 1 washed by gear oil, even if have formed weld lines on the solidified material fronts.
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