WO2005025832A2 - Verfahren zur herstellung von kunststoffteilen mit integrierten leiterbahnen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von kunststoffteilen mit integrierten leiterbahnen Download PDF

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Definitions

  • the power supply or data transmission of add-on parts on different modules can take place through conductor tracks integrated in the module.
  • the conductor tracks are shaped as lead frames and integrated into the module. This technology is used, for example, in injector modules for supplying fuel to nebulizing machines, in which injection valves are integrated.
  • Modules with integrated conductor tracks are, for example, injector modules for fuel supply, which are made of plastic as injection molded parts.
  • injector modules for fuel supply, which are made of plastic as injection molded parts.
  • the conductor tracks for the power supply to the injection valves are mounted and fixed in the form of a lead frame, which is pre-molded before assembly, on the fuel rail. Tight dimensional tolerances are required for the fixation so that the connections to the control unit and the injection valves are correctly positioned.
  • the injectors are installed in the pipe and contacted with the lead frame.
  • the fuel meter is closed with a lid. This requires a separate joining process, for example laser welding. In order to achieve a tight weld seam and an exact cover position, tight shape and position tolerances are required for the cover, the lead frame and the fuel metering device.
  • a disadvantage of this manufacturing process is that, in addition to the injection tool for the fuel distributor and the injection tool for producing the cover, a further tool is required for the injection molding of the lead frame.
  • an expensive machine for the laser welding process is necessary.
  • the assembly of the injector module from several individual parts still requires some, sometimes difficult, process steps. This includes the lead frame fixation in the fuel rail and the subsequent positioning of the cover over the connector pins. Close tolerances must be observed, particularly when positioning the cover, so that a media-tight connection to the control unit can be guaranteed.
  • DE 43 25 980 AI describes a device for the common electrical contacting of a plurality of electrically excitable units of fuel jet engines.
  • the contact tion takes place via conductor tracks, which are fixed on a flexible circuit board.
  • the circuit board is mounted on a fuel distributor and then at least partially closed off by a U-shaped cover which at least partially rests on the fuel distributor.
  • the connection from the cover to the fuel distributor can be carried out, for example, by friction welding, roller seam welding or ultrasonic welding or by riveting, screwing or bolt connections.
  • DE 101 03 825 AI relates to an injection valve with an attached fuel supply.
  • the injectors are controlled via contacting cables.
  • the cables are routed to the injection valves through a cable duct attached to the fuel rail.
  • the fuel distributor as a plastic injection molded component, a lower shell of a cable duct for receiving the contacting cable can be molded onto the fuel distributor. After the contacting cable has been drawn in, the lower shell is closed by an upper shell, so that the contacting cable is encapsulated to the outside.
  • the plastic part is produced by a two-component injection molding process or a two-stage injection molding process.
  • the lead frame serving as conductor tracks is first inserted into an injection molding tool.
  • the lead frame can be pre-molded in some areas in a first process step.
  • a pre-molding of the conductor tracks can be dispensed with if the individual conductor tracks are connected to one another in some areas by folding ridges.
  • the lead frame is fixed in the tool by means of mounting holes. When closing or after closing the tool, the connecting webs of the lead frame are separated by a movable tool element. The bent grid areas thus created act as an additional fixation in the tool.
  • the plastic part After inserting the lead frame, the plastic part is injection molded.
  • the lead frame rests on a movable tool wall, which withdraws after the first component has been sprayed and thereby exposes the conductor tracks on one side.
  • the lead frame exposed on one side is extrusion-coated with a second component of a thermoplastic material. It is important here that the fuel distributor sprayed in the first step has not yet cooled completely so that the components sprayed in the first and second steps are cohesively bonded to one another. bind and so a tight connection is created.
  • the first component must be solidified to the extent that the conductor tracks are not squeezed or shifted when the second component is sprayed on.
  • thermoplastics which are chemically compatible are suitable as plastics for the process according to the invention.
  • the thermoplastics can also have different melting points. It is important that the melting point of the second component is equal to or higher than the melting point of the first component.
  • the first and second components are made of the same material. The advantage here is that a two-component injection molding machine is not necessary, but that a conventional machine with only one injection unit can be used. This machine is significantly cheaper to buy than a two-component injection molding machine.
  • An advantage of the method proposed according to the invention for producing a plastic part with integrated conductor tracks is that the plastic part can be produced with "fewer assembly steps. For example, it is no longer necessary to inject the lead frame and then to punch the grid bars after the lead frame has been pre-molded Furthermore, there is no need to spray a lid separately, which means that separate tools for injection molding the lid and the die-cast extrusion coating are no longer necessary, but only one tool is required for the multi-stage injection molding process of the plastic part Positioning and welding the lead frame on another plastic part is no longer necessary, because the multi-stage injection molding process also eliminates the need to assemble and laser weld the ceiling ls on the plastic part. The complete embedding of the conductor tracks in the plastic also results in better insulation of the conductor tracks from one another. The tolerance chains of the individual parts - lead frame and cover - no longer have to be taken into account when joining.
  • FIG. 1 an E? Exploded view of an injector module for fuel supply according to the prior art
  • FIG. 2 shows a cross section through an injector module for fuel supply according to the prior art
  • FIG. 3 shows a section through an injection molding tool with an inserted lead frame
  • FIG. 4 shows a section through an injection molding tool when severing the connecting webs of the lead frame
  • FIG. 5 shows a section through an injection molding tool with a retracted tool core and injection-molded first component
  • FIG. 6 shows a section through an injection mold, prepared for injecting the second component
  • FIG. 7 shows a section through an injector module designed according to the invention, produced according to the process from FIG. 3 to FIG. 6.
  • FIG. 1 shows an injector module for supplying fuel, as is manufactured according to the prior art.
  • An injector module comprises a fuel distributor 1, on the upper side of which a lead frame 2 serving as conductor tracks is preassembled.
  • the exposed lead frame 2 is covered by a cover 3 to which a connector casing 4 is attached.
  • the individual conductor tracks of the lead frame 2 are bent upward and thus form connector pins 5 for connecting the injector module to a control unit.
  • connections 6 which are connected to injection valves 8.
  • fuel distributor 1 receptacles 7 are attached.
  • the injection valves 8 are fastened to the respective receptacles 7 with sleeves 10.
  • An O-ring 9 made of an elastomeric material is inserted between the injection valve 8 and the sleeve 10 in order to dampen the injection valves 8 that open and close at high frequencies.
  • the fuel which is under high pressure, is supplied to the fuel distributor 1 via a connection 16.
  • the fuel rail 1 is closed at one end by a pressure relief valve 27.
  • This in Figure 1 also shown disassembled pressure relief valve 27 includes an O-ring, a retaining ring 15 and a valve needle 13.
  • the fuel rail 1 is closed by a friction welding cover 12, which is welded to the fuel rail 1 by a friction welding process.
  • the valve needle 13 is centered in the friction welding cover 12.
  • the valve needle 13 is covered by a protective cap 14.
  • the injector module is mounted on the internal combustion engine via connecting pieces 21.
  • FIG. 2 shows a section through an injector module which is designed in accordance with the prior art.
  • the fuel rail 1 there is a fuel supply pipe 18 in which the fuel under high pressure is located.
  • the injection valves 8 fixed with the sleeve 10 in the receptacle 7 are sealed against the fuel in the fuel supply roller 18 by an O-ring 19.
  • the injection valves 8 are contacted with a spring contact 20 with the lead frame 2 serving as a printed circuit board via the connections 6.
  • a cover 3 In order to protect the conductor track against external influences, it is covered by a cover 3.
  • the injection valve 8 is mounted with the sleeve 10 in a cylinder head. Sealing against the environment takes place via a sealing element 17.
  • FIG. 3 shows a section through an injection molding tool designed according to the invention with an inserted lead frame.
  • an injection molding tool for producing fuel distributors with integrated conductor tracks 2.1 comprises a first tool part 32, a second tool part 33 and a third tool part 34.
  • the tool parts 32, 33, 34 enclose a cavity 35 which forms the negative shape for the outer wall of the Fuel distributor 1 forms.
  • a movable tool element 30 is accommodated in the second tool part 33.
  • the conductor tracks 2.1 are connected to a lead frame 2 by connecting webs 2.2.
  • the connecting webs 2.2 must be severed before the first component is sprayed.
  • 2 grooves 31 are formed on the surface of the tool element 30 delimiting the mold cavity 35 in the region of the connecting webs of the lead frame.
  • a stamp 28 is received in the first tool part 32.
  • Pins 29 which can be displaced in the direction of the mold cavity 35 are integrated in the punch 28.
  • the pins 29 are preferably formed with sharp edges at the tip. In the embodiment shown in Figure 3 a separation of the connecting webs 2.2 of the lead frame 2 is ensured by the sharp-edged design of the pins 29.
  • the lead frame 2 is positioned in the tool element 30 in the tool.
  • the tool parts 32, 33 and 34 are then closed and thus form the mold cavity 35.
  • the positioning and fixing of the lead frame 2 is carried out by means of mounting holes in the tool.
  • a nominal injection of the lead frame is not necessary.
  • FIG. 4 shows a section through the injection molding tool when severing the connecting webs of the lead frame.
  • the punch 28 is moved in the direction of the lead frame 2.
  • the pins 29 of the punch 28 cut through the connecting webs 2.2.
  • the severed connecting webs 2.3 are bent into the grooves 31 along the preferably beveled upper side of the pins 29.
  • the bent grid areas serve as additional fixation of the lead frame 2 in the tool.
  • FIG. 5 shows a section through an injection mold with the first component already injected.
  • Suitable plastics for the fuel distributor 1 are all amorphous or partially crystalline thermoplastics which are oil and fuel resistant and temperature-stable in a range from at least -40 ° C to + 140 ° C. This includes, for example, the polyamide PA 6.6 GF 35.
  • the tool element 30 - as shown in FIG. 6 - withdraws so far that a lid cavity 37 opens.
  • the thickness d of the lid cavity 37 is in the range from approximately 0.5 to 5 mm, preferably 1.5 to 3 mm.
  • the second component is injected into the lid mold cavity 37.
  • the injection and repressing takes place via a second injection unit or through at least one second nozzle of a hot runner system, not shown here.
  • the plastic that is used is either the same as the plastic of the first component or alternatively a higher-melting thermoplastic with the same or less shrinkage, which is chemically compatible with the plastic of the first component.
  • the fuel distributor 1 is cooled in the injection molding tool until a sufficiently dimensionally stable state is reached which permits removal from the injection molding tool.
  • FIG. 7 shows a section through an injector module designed according to the invention with welded contact for the injection valves 8, which was produced in accordance with the method according to the invention shown in FIGS. 3 to 6.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen, die ein als Leiterbahnen dienendes Stanzgitter (2) und einen Deckel (3) umfassen. In einem ersten Schritt wird das Stanzgitter (2) in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt, in einem zweiten Schritt das Unterteil (1) aus einem ersten thermoplastischen Kunststoffmaterial spititzgegossen und in einem dritten Schritt der Deckel (3) auf das einseitig freigelegte Stanzgitter (2) aus einem zweiten thermoplastischen Kunststoffmaterial auf das Kunststoffmaterial aus dem zweiten Schritt aufgespritzt.

Description

Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen mit integrierten Leiterbahnen
Technisches Gebiet
Die Spannungsversorgung oder Datenübermittlung von Anbauteilen an unterschiedlichen Modulen kann durch in das Modul integrierte Leiterbahnen erfolgen. Bei Kunststoffbautei- len werden die Leiterbahnen als Stanzgitter ausgeprägt und in das Modul integriert. Diese Technik findet zum Beispiel Anwendung bei Injektormodulen zur Kraftstoffversorgung von Nerbreimungsl raftmaschinen, in die Einspritzventile integriert sind.
Stand der Technik
Module mit integrierten Leiterbahnen sind zum Beispiel Injektormodule zur Kraftstoffversorgung, die aus Kunststoff als Spritzgussteile gefertigt werden. In den Injektormodulen werden die Leiterbahnen zur Stromversorgung der Einspritzventile in Form eines Stanzgitters, das vor der Montage vorumspritzt wird, auf den Kraftstoffzuteiler montiert und fixiert. Für die Fixierung sind dabei enge Maßtoleranzen nötig, damit die Anschlüsse an die Steuereinheit und zu den Einspritzventilen richtig positioniert sind. Als nächstes werden die Einspritzventile im Rohr montiert und mit dem Stanzgitter kontaktiert. Abschließend wird der Kraftstoffzuteiler mit einem Deckel verschlossen. Dafür ist ein separater Fügeprozess notwendig, zum Beispiel Laserschweißverfahreii. Um eine dichte Schweißnaht und eine exakte Deckelpositiomemng zu erreichen, sind für den Deckel, das Stanzgitter und den Kraftstoffzuteiler enge Form- und Lagetoleranzen erforderlich.
Als nachteilig bei diesem Herstellungsverfahren ist anzusehen, dass neben dem Spritzwerkzeug für den Kraftstoffzuteiler und dem Spritzwerkzeug zur Herstellung des Deckels ein weiteres Werkzeug zur Nommspritzung des Stanzgitters benötigt wird. Zudem ist eine teure Maschine für den Laserschweißprozess notwendig. Die Montage des Injektormoduls aus mehreren Einzelteilen macht weiterhin einige zum Teil schwierige Verfahrensschritte notwendig. Hierzu gehört die Stanzgitterfixierung im Kraftstoffzuteiler und die anschließende Positionierung des Deckels über den Steckerpins. Insbesondere bei der Positionie- rung des Deckels müssen enge Toleranzen eingehalten werden, damit eine mediendichte Verbindung zur Steuereinheit gewährleistet werden kann.
DE 43 25 980 AI beschreibt eine Vorrichtung zur gemeinsamen elektrischen Kontaktie- rung mehrerer elektrisch erregbarer Aggregate von Brennl raftmaschinen. Die Kontaktie- rung erfolgt über Leiterbahnen, die auf einer flexiblen Leiterplatte fixiert sind. Die Leiterplatte wird auf einen Brennstoffzuteiler montiert und anschließend zumindest teilweise von einem U-förmi en Deckel abgeschlossen, der zumindest teilweise auf dem Kraftstoffzuteiler aufliegt. Die Verbindung von Deckel zu Kraftstoffzuteiler kann z.B. durch Reibschwei- ßen, Rollennahtschweißen oder Ultraschallschweißen bzw. durch Vernieten, Verschrauben oder Bolzenverbindungen ausgeführt werden.
DE 101 03 825 AI bezieht sich auf ein Einspritzventil mit aufgesetzter Rraftstoffversor- gung. Hierin werden die Einspritzventile über Kontaktierungskabel angesteuert. Die Kabel werden jeweils durch einen am Kraftstoffzuteiler angebrachten Kabelkanal zu den Einspritzventilen geführt. Über eine Ausführung des Kraftstoffverteilers als Kunststoffspritzgussbauteil kann eine Unterschale eines Kabelkanales zur Aufnahme der Kontaktierungskabel an den Kraftstoffverteiler angespritzt werden. Nach dem Einzug der Kontaktierungskabel wird die Unterschale durch eine Oberschale verschlossen, so dass die Kontaktie- rungskabel nach außen hin gekapselt sind.
Darstellung der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird das Kunststoffteil durch einen Zweikomponentenspritzgießprozess oder einen zweistufigen Spritzgießprozess hergestellt. Hierzu wird zunächst das als Leiterbahnen dienende Stanzgitter in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt. Um die Stabilität der Leiterbahnen zu erhöhen beziehungsweise um nicht einzelne Leiterbahnen in das Spritzgießwerkzeug einlegen zu müssen, kann das Stanzgitter in einem ersten Verfahrensschritt in Teilbereichen vorumspritzt werden. Auf ein Vorumsprit- zen der Leiterbahnen kann verzichtet werden, wenn die einzelnen Leiterbahnen in Teilbereichen über Ff altestege miteinander verbunden sind. Das Stanzgitter wird durch Aufnahmebohrungen im Werkzeug fixiert. Beim Schließen oder nach dem Schließen des Werkzeuges werden die Verbindungsstege des Stanzgitters durch ein bewegliches Werkzeugelement getrennt. Die dabei entstandenen umgebogenen Gitterbereiche fungieren als zu- sätzliche Fixierung im Werkzeug.
Nach dem Einlegen des Stanzgitters wird das Kunststoffteil spritzgegossen.
Das Stanzgitter liegt an einer beweglichen Werkzeugwand an, die nach dem Spritzen der ersten Komponente zurückweicht und dadurch die Leiterbahnen einseitig freilegt. In einem nächsten Schritt wird das einseitig freigelegte Stanzgitter mit einer zweiten Komponente eines thermoplastischen Kunststoffmaterials umspritzt. Hierbei ist es wichtig, dass der im ersten Schritt gespritzte Kraftstoffzuteiler noch nicht vollständig abgekühlt ist, damit sich die im ersten und zweiten Schritt gespritzten Komponenten stoffschlüssig miteinander ver- binden und so eine dichte Verbindung entsteht. Die erste Komponente muss jedoch, soweit erstarrt sein, dass beim Aufspritzen der zweiten Komponente die Leiterbahnen nicht verdrückt oder verschoben werden.
Als Kunststoffe für das erfmdungsgemäße Verfahren eignen sich alle amorphen und teilkristallinen Thermoplaste, die chemisch miteinander verträglich sind. Hierbei können die Thermoplaste auch unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen. Wichtig ist dabei, dass der Schmelzpunkt der zweiten Komponente gleich oder höher als der Schmelzpunkt der ersten Komponente ist. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die erste und die zweite Komponente aus dem gleichen Material hergestellt. Der Vorteil hierbei ist, dass keine Zweikomponentenspritzgießmaschine notwendig ist, sondern dass eine herkömmliche Maschine mit nur einem Spritzaggregat eingesetzt werden kann. Diese Maschine ist deutlich günstiger in der Anschaffung als eine Zweikomponentenspritzgießmaschine.
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfaliren zur Herstellung eines Kunststoffteils mit integrierten Leiterbahnen ist es, dass das Kunststoffteil mit "weniger Montageschritten gefertigt werden kann. So ist zum Beispiel ein Nommspritzen des Stanzgitters und das sich daran anschließende Stanzen der Gitterstege nach dem Vorumspritzen des Stanzgitters nicht mehr erforderlich. Weiterhin entfällt das getrennte Spritzen eines Deckels. Daher sind keine getrennten Werkzeuge zum Spritzgießen von Deckel und Stanz- gitterumspritzung mehr notwendig, sondern ist nur noch ein Werkzeug für den mehrstufigen Spritzgießprozess des Kunststoffteils erforderlich. Da das Stanzgitter bei denn erfindungsgemäßen Verfahren direkt in das Spritzgießwerkzeug eingelegt wird, ist ein Positionieren und Schweißen des Stanzgitters auf ein weiteres Kunststoffteil nicht mehr erforder- lieh. Aufgrund des mehrstufigen Spritzgießprozesses entfallt auch die Montage und das Laserschweißen des Deckels auf das Kunststoffteil. Durch die komplette Einbettung der Leiterbahnen im Kunststoff entsteht auch eine bessere Isolierung der Leiterbahnen zueinander. Die Toleranzketten der Einzelteile - Stanzgitter und Deckel - beim Fügen müssen nicht mehr berücksichtigt werden.
Zeichnung
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 eine E? plosionszeichnung eines Injektormoduls zur Kraftstoffversorgung nach dem Stand der Technik, Figur 2 einen Querschnitt durch ein Injektormodul zur Kraftstoffversorgung nach dem Stand der Technik,
Figur 3 einen Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug mit eingelegtem Stanzgitter,
Figur 4 einen Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug beim Durchtrennen der Verbindungsstege des Stanzgitters,
Figur 5 einen Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug mit eingefahrenem Werkzeugkern und spritzgegossener erster Komponente,
Figur 6 einen Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug, vorbereitet zum Spritzen der zweiten Komponente,
Figur 7 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Injektormodul hergestellt nach dem Verfaliren aus Figur 3 bis Figur 6.
Ausführungsvari anten
Im Folgenden wird die Erfindung am Beispiel eines Injektormoduls zur Kraftstoffversorgung näher beschrieben. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile.
Figur 1 ist ein Inj ektormodul zur Kraftstoffversorgung, wie es nach dem Stand der Technik gefertigt wird, zu entnehmen. Ein Injektormodul umfasst einen Kraftstoffzuteiler 1, auf dessen Oberseite ein als Leiterbahnen dienendes Stanzgitter 2 vormontiert wird. Abgedeckt wird das offenliegende Stanzgitter 2 durch einen Deckel 3, an dem eine Steckerummante- lung 4 angebracht ist. Im Bereich der Steckerummantelung 4 sind die einzelnen Leiterbah- nen des Stanzgitters 2 nach oben gebogen und bilden so Steckerpins 5 für den Anschluss des Injektormoduls an eine Steuereinheit. Am anderen Ende der Leiterbahnen befinden sich Anschlüsse 6, die mit Einspritzventilen 8 verbunden werden. Zur Aufnahme der Einspritzventile 8 sind arn Kraftstoffzuteiler 1 Aufnahmen 7 angebracht. Die Einspritzventile 8 werden mit Hülsen 10 an den jeweiligen Aufnahmen 7 befestigt. Zur Schalldämpfung der mit hohen Frequenzen öffnenden und schließenden Einspritzventile 8 wird zwischen das Einspritzventil 8 und die Hülse 10 ein O-Ring 9 aus einem Elastomermaterial eingesetzt. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird über einen Anschluss 16 dem Kraftstoffzuteiler 1 zugeführt. Um einen konstanten Kraftstoffdruck zu gewährleisten, ist der Kraftstoffzuteiler 1 an einem Ende durch ein Überdruckventil 27 abgeschlossen. Das in Figur 1 ebenfalls zerlegt dargestellte Überdruckventil 27 umfasst einen O-Ring, einen Haltering 15 und eine Ventilnadel 13. Verschlossen wird der Kraftstoffzuteiler 1 durch einen Reibschweißdeckel 12, der mit einem Reibschweiß verfahren auf den Kraftstoffzuteiler 1 aufgeschweißt wird. Zentriert im Reibschweißdeckel 12 befindet sich die Ventilnadel 13. Zum Schutz der Ventilnadel 13 gegen äußere Einflüsse wird die Ventilnadel 13 durch eine Schutzkappe 14 abgedeckt. Die Montage des Injektormoduls an der Verbrennurαgskraftma- schine erfolgt über Verbindungsstücke 21.
In Figur 2 ist ein Schnitt durch ein Injektormodul, das gemäß dem Stand der Technik aus- gebildet ist, dargestellt. Im Kraftstoffzuteiler 1 befindet sich ein Kraftstoffversorgungsrohr 18, in dem sich der unter hohem Druck stehende Kraftstoff befindet. Die mit der Hülse 10 in der Aufnahme 7 fixierten Einspritzventile 8 sind durch einen O-Ring 19 gegen den Kraftstoff im Kraftstofϊversorgungsrolir 18 abgedichtet. In der hier dargestellten Ausfül - rungsvariante sind die Einspritzventile 8 mit einem Federkontakt 20 mit dem als Leiterplat- te dienenden Stanzgitter 2 über die Anschlüsse 6 kontaktiert. Um die Leiterbahn gegen äußere Einflüsse zu schützen, ist sie durch einen Deckel 3 abgedeckt. Das Einspritzventil 8 wird mit der Hülse 10 in einen Zylinderkopf montiert. Die Abdichtung gegen die Umgebung erfolgt über ein Dichtelement 17.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Spritzgießwerkzeug mit eingelegtem Stanzgitter.
In der hier dargestellten Ausfuhrungsvariante umfasst ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Kraftstoffverteilern mit integrierten Leiterbahnen 2.1 ein erstes Werkzeugteil 32, ein zweites Werkzeugteil 33 und ein drittes Werkzeugteil 34. Die Werkzeugteile 32, 33, 34 umschließen eine Forrnhöhlung 35, welche die Negativform für die Außenwand des Kraftstoffzuteilers 1 bildet. Im zweiten Werkzeugteil 33 ist ein bewegliches Werkzeugelement 30 aufgenommen.
Zur besseren Handhabung sind die Leiterbahnen 2.1 durch Verbindungsstege 2.2 zu einem Stanzgitter 2 verbunden. Die Verbindungsstege 2.2 müssen vor dem Spritzen der ersten Komponente durchtrennt werden. Hierzu sind an der die Formhöhlung 35 begrenzenden Fläche des Werkzeugelementes 30 im Bereich der Verbindungsstege des Stanzgitters 2 Nuten 31 ausgebildet. Zur Durchtrennung der Verbindungsstege 2.2 des Stanz gitters 2 ist im ersten Werkzeugteil 32 ein Stempel 28 aufgenommen. In den Stempel 28 sind in Richtung der Formhöhlung 35 verschiebbare Stifte 29 integriert. Um eine Durchtrennung der Verbindungsstege 2.2 des Stanzgitters 2 zu ermöglichen, sind die Stifte 29 an der Spitze vorzugsweise scharfkantig ausgebildet. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante wird eine Durchtrennung der Verbindungsstege 2.2 des Stanzgitters 2 durch die scharfkantige Gestaltung der Stifte 29 gewährleistet.
In dem in Figur 3 dargestellten ersten Schritt zur Herstellung des Kraftstoffzuteilers wird das Stanzgitter 2 arn Werkzeugelement 30 im Werkzeug positioniert. Anschließend werden die Werkzeugteile 32, 33 und 34 verschlossen und bilden so die Formhöhlung 35 aus. Die Positionierung und Fixierung des Stanzgitters 2 erfolgt durch Aufnahmebohrungen im Werkzeug. Bei der hier dargestellten Ausführungsvariante, bei der die Leiterbahnen 2.1 des Stanzgitters 2 durch Verbindungsstege 2.2 gehalten werden, ist eine Nommspritzung des Stanzgitters nicht erforderlich.
Figur 4 ist ein Schnitt durch das Spritzgieß Werkzeug beim Durchtrennen der Verbindungsstege des Stanzgitters entnehmbar.
Zum Durchtrennen der Verbindungsstege 2.2 des Stanzgitters 2 wird der Stempel 28 in Richtung des Stanzgitters 2 bewegt. Im Bereich der Nuten 31 des Werkzeugelementes 30 durchtrennen die Stifte 29 des Stempels 28 die Verbindungsstege 2.2. Hierbei werden die durchtrennten Verbindungsstege 2.3 entlang der vorzugsweise angeschrägten Oberseite der Stifte 29 in die Nuten 31 gebogen. Die umgebogenen Gitterbereiche dienen als zusätzliche Fixierung des Stanzgitters 2 im Werkzeug. Nach dem Durchtrennen der Verbindungsstege 2.2 des Stanzgitters 2 bewegt sich der Stempel 28 mit den Stiften 29 wieder in seine Ausgangsposition.
In Figur 5 ist ein Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug mit bereits eingespritzter erster Komponente dargestellt.
Da es sich bei dem Kraftstoffzuteiler 1 um einen Hohlkörper handelt, fährt vor dem Einspritzen der ersten Komponente ein Werkzeugkern 36 in die Formhöhlung 35. Nach- dem so in der Formhöhlung 35 nur noch die Bereiche freigelassen sind, die im Spritzgießpro - zess mit Kunststoff ausgefüllt werden, erfolgt das Spritzgießen des Kxaftstoffzuteilers 1 mitsamt dem Steckergehäuse über ein erstes Spritzaggregat oder mindestens eine erste Düse eines Heißkanalsystems, welches hier nicht dargestellt ist. Als Kunststoffe für den Kraftstoffzuteiler 1 eignen sich alle amorphen oder teilkristallinen Thermoplaste, die öl- und kraftstoffbeständig, sowie temperaturstabil in einem Bereich von mindestens -40°C bis + 140°C sind. Hierunter fällt zum Beispiel das Polyamid PA 6.6 GF 35. Um die beim Abkühlen des Kunststoffs auftretende Schwindung auszugleichen, wird nach dem Beruhen der Formhöhlung 35 bei einem niedrigeren Druck weiter Kunststoffschrnelze in die Formhöhlung 35 nachgedrückt. Während des Spritzens der ersten Komponente werden die in den Nuten 31 liegenden durchtrennten Verbindungsstege 2.3 in der Kunststoffschmelze, die auch die Nuten 31 ausfüllt, eingebettet. Hierdurch wird eine zusätzliche Fixierung und gegenseitige elektrische Isolierung der Leiterbahnen 2.1 zueinander während des Spritzgussprozesses erreicht.
Nach Abschluss des ersten Spritzprozesses, sobald der Kunststoff ausreichend erstarrt ist, damit beim Aufspritzen der zweiten Komponente die Leiterbahnen 2.1 des Stanzgitters 2 nicht verdrückt oder verschoben werden, weicht das Werkzeugelement 30 - wie in Figur 6 dargestellt - soweit zurück, dass sich eine Deckelformhöhlung 37 öffnet. Bei dem in Figur 6 dargestellten Kraftstoffzuteiler 1 liegt die Dicke d der Deckelformhöhlung 37 im Bereich von ca. 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise 1,5 bis 3 mm. Das Einspritzen der zweiten Komponente ist deshalb erforderlich, weil nach dem Spritzen der ersten Komponente die Leiterbahnen 2.1, die beim Spritzen der ersten Komponente an der Werkzeugwand anliegen, noch offenliegen. Durch das Spritzen der zweiten Komponente und dem damit verbundenen Einbetten der Leiterbahnen 2.1 in den Kraftstoffzuteiler 1 werden die Leiterbahnen 2.1 zusätzlich geschützt. In einem letzten Schritt vor dem Öffnen des Spritzgießwerkzeugs und der Entnahme des Kraftstoffzuteilers wird die zweite Komponente in die Deckelformhöhlung 37 gespritzt. Das Einspritzen und Nachdrücken erfolgt dabei über ein zweites Spritzaggregat oder durch mindestens eine zweite Düse eines hier nicht dargestellten Heißkanalsystems. Der Kunststoff, der dabei eingesetzt wird, ist entweder der gleiche wie der Kunststoff der ersten Komponente oder alternativ ein höher schmelzender Thermoplast mit gleicher oder einer geringeren Schwindung, der mit dem Kunststoff der ersten Komponente chemisch verträglich ist. Die Abkühlung des Kraftstoffzuteilers 1 erfolgt im Spritzgießwerkzeug bis ein ausreichend formstabiler Zustand erreicht ist, der eine Entnahme aus dem Spritzgieß- Werkzeug erlaubt.
Figur 7 ist ein Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Injektormodul mit geschweißter Kontaktierung für die Einspritzventile 8 entnehmbar, das entsprechend dem in den Figuren 3 bis 6 dargestellten erfindungsgemäßen Verfaliren hergestellt wurde. Nach dem Abkühlen des Kraftstoffzuteilers 1 mit aufgegossenem Deckel 3 und darin eingegossenem Stanzgitter 2 werden in die Aufnahme 7 Einspritzventile 8 eingesetzt und dabei kontaktiert. B ezugszeichenlist e
1 Kraftstoffzuteiler
2 Stanzgitter
2.1 Leiterbahnen
2.2 Verbindungssteg
2.3 durchtreimter Verbindungssteg
3 Deckel
4 Steckerummantelung
5 Steckerpins
6 Anschlüsse
7 Aufnahme
8 Einspritzventil
9 O-Ring
10 Hülse
11 O-Ring
12 Reibschweißdeckel
13 Ventilnadel
14 Schutzkappe
15 Haltering
16 Anschlussstutzen
17 Dichtelement
18 Kraftstoffversorgungsrohr
19 O-Ring
20 Federkontakt
21 Verbindungsstück
27 Überdruckventil
28 Stempel
29 Stift
30 Werkzeugelement
31 Nut
32 Erstes Werkzeugteil
33 Zweites Werkzeugteil
34 Drittes Werkzeugteil
35 Formhöhlung
36 Werkzeugkern
37 D eckelformhöhlung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffeilen mit integrierten Leiterbahnen (2.1), die ein als Leiterbahnen (2.1) dienendes Stanzgitter (2) und einen Deckel (3) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das Stanzgitter (2) in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt wird, in einem zweiten Schritt das Unterteil aus einem ersten thermoplastischen Kunststoffhiaterial gegossen wird und in einem dritten Schritt der Deckel (3) auf das einseitig freigelegte Stanzgitter (2) aus einem zweiten thermoplastischen Kunststoffmaterial auf das Kunststoffmaterial aus dem zweiten Schritt aufge- spritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einspritzen des ersten Kunststoffs die Verbindungsstege des Stanzgitters (2) im Spritzgusswerkzeug durchtrennt werden.
3. Verfaliren nach Anspmch 2, dadurch gekeimzeichnet, dass nach dem Durchtrennen der Verbindungsstege des Stanzgitters (2) ein oder mehrere Werkzeugkerne (36) in das Spritzguss Werkzeug einfahren.
4. Verfaliren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiclmet, dass das in das Spritzgusswerkzeug einzulegende Stanzgitter (2) in Teilbereichen vorumspritzt ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeiclmet, dass durch eine zurückweichende Werkzeugwand (30) eine Formhöhlung (35) für die Überspritzung mit der zweiten Komponente freigegeben wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des Einspritzvorganges der zweiten Komponente die erste Komponente soweit erstarrt ist, dass die Leiterbahnen (2.1) des Stanzgitters (2) nicht verdrückt oder verschoben werden.
7. Verfahren nach einem der oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff amorphe oder teilkristalline Thermoplaste eingesetzt werden, die chemisch miteinander verträglich sind und bei denen die Schwindung der zweiten Komponente kleiner oder gleich der Schwindung der ersten Komponente ist.
8. Verfahren nach einem der oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff der ersten und der zweiten Komponente der gleiche ist.
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