WO2017076519A1 - Method for producing a constructional unit and constructional unit - Google Patents

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WO2017076519A1
WO2017076519A1 PCT/EP2016/062567 EP2016062567W WO2017076519A1 WO 2017076519 A1 WO2017076519 A1 WO 2017076519A1 EP 2016062567 W EP2016062567 W EP 2016062567W WO 2017076519 A1 WO2017076519 A1 WO 2017076519A1
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sealing element
sealing
blowing agent
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Björn Pucher
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Continental Automotive Gmbh
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    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
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    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
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    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a structural unit and a structural unit.
  • the DE 60 2004 006 504 T2 discloses a construction unit with a housing of a first material, at least one cable which extends through the housing, and a log ⁇ processing element of a second material which is arranged between the Ka at and the housing ,
  • the task underlying the invention is, in addition carry at ⁇ to provide a structural unit which has a high log ⁇ ACTION.
  • the object is solved by the features of the independent claims.
  • Advantageous embodiments are characterized in the sub ⁇ claims.
  • the invention is characterized by a method for producing a structural unit.
  • the invention is further characterized by the assembly made by the Ver ⁇ drive.
  • the method provides a component.
  • a sealing material is added with a blowing agent.
  • the propellant added sealant is used as a sealant. applied to the component.
  • a Ummantelkompo ⁇ component is introduced ⁇ on the component and the sealing element is positioned such that it covers the sealing element and at least one adjacent to the sealing element of the component.
  • the sealing element is heated to a predetermined temperature, so that by means of the blowing agent a volume expansion tendency of the sealing element is produced.
  • the sealing element is thus particularly during Aufbrin ⁇ gene Ummantelkomponente, heated, for example by the Ferti ⁇ supply process of applying the Ummantelkomponente and / or after application of the Ummantelkomponente by heating from the outside to the predetermined temperature.
  • volumenexpansionsbestreben in this context means that the sealing element would actually spread by the propellant, but since it is umge ⁇ Ben of the sheath component, no or only a small volume expansion can complete.
  • the component comprises a metal. This allows the component, for example, as Contact option for electronic units can be used.
  • the component may also comprise a plastic.
  • the component comprises a copper-tin alloy.
  • a copper-tin alloy Just Kupferzinnlegie ⁇ statements, such CuSn6 are very suitable for electrical contacting of.
  • the component is pin-shaped.
  • the sheath component comprises a duroplastic and / or a thermoplastic.
  • the sealing element is heated to the predetermined temperature by means of the application of the sheath component.
  • the sealing material comprises a silicone.
  • the propellant comprises a chemical and / or physicalmaschinemit ⁇ tel.
  • the propellant comprises a physical propellant comprising expandable microspheres.
  • the predetermined temperature is such that at the predetermined temperature cause the microspheres to burst open and release a propellant gas contained in the microspheres.
  • FIGS. 1 a, 1 b show a first production step for producing a structural unit
  • FIGS. 3a, 3b, 3c show a fourth production step for
  • any one or more compo ⁇ components are surrounded by a primary shaping process from a plastic in one unit, there is the problem that there may be gaps along the interface between the coated component and the shell, by thermal and / or mechanical stresses, to Leakages along the sheathed component lead. If the assembly is also so be ⁇ create that the enclosed components are excluded in each case at least two places from the shroud, can be caused by the resulting column leakage to various media, wherein the media at the uncoated points of the sheathed components penetrate into the assembly and exit at the respective other vacancy.
  • Figures la, lb to 4a, 4b show a method for manufacturing a structural unit 10.
  • This method of manufacturing a structural unit 10 refers to a sealing element 5, which is mainly based on the principle of the mold closing and the SpeI ⁇ assurance elastic energy, but in addition can also use the principle of adhesive sealing.
  • the sealing element 5 is in particular first applied in a flowable form, for example as mold casting or bead on a corresponding, for example, later not exposed point circumferentially on a component 1, 3 to be coated and hardened ⁇ .
  • the seal comprises, for example, an elas ⁇ tables, z. B.
  • the method comprises a plurality of production steps, a first production step being shown in FIGS. 1a, 1b, a third production step in FIGS. 2a, 2b, a fourth production step in FIGS. 3a, 3b, 3c and in FIGS. 4a 4b shows a fifth production step for producing the assembly 10.
  • a component 1, 3 is provided in the first manufacturing step.
  • the environmentally assembly 10 holds two components 1 and 3. It can also be provided lerdings al ⁇ only one component or more than two compo nents ⁇ .
  • the components 1, 3 include, for example, a metal.
  • the components 1, 3 comprise a Kupferzinnle ⁇ government, such as CuSn6.
  • the components 1, 3 consist of the copper-tin alloy, such as CuSn6.
  • the components 1, 3 alternatively or additionally comprise a plastic and / or consist of a plastic.
  • the components 1, 3 are pin-shaped or comprise a stamped grid.
  • the components 1, 3 thus serve, for example, as a contact pin.
  • the components 1, 3 are, for example, inserted into a mold, such as a PTFE mold.
  • FIG. 1 a shows a plan view of the components 1, 3.
  • FIG. 1 b shows a side view of the components 1, 3.
  • a sealing material is added with a blowing agent.
  • the propellant includes, for example, a chemical
  • the sealing material is placed, for example, in the fluid to ⁇ stood with the propellant.
  • the propellant is based on the principle that by heating above a given temperature, a reaction among its components in
  • Gear is set, whereby the propellant releases gaseous reaction ⁇ onscommun and thus irreversible Volumenex ⁇ pansionsbestreben generated by gas formation / gas release.
  • a propellant is selected that produces at HEAT ⁇ wetting above the production temperature of a Ummantelkomponente 7, the irreversible volume expansion effort by gas formation / gas release. This ensures that only after the solidification of the material of the components, flush Umman- 7, the volume expansion tendency of the log message ⁇ ment 5 is generated.
  • the physical blowing agent includes, for example expan ⁇ Dierbare microspheres möch- expand when heated th and so cause a volume expansion efforts. This type of blowing agent can also be heated beyond a usual activation temperature so that the expandable microspheres contained burst and release a gas contained in order to be able to use the gas pressure in the sealing element 5 permanently.
  • the expandable microspheres burst for example, from a temperature of 270 ° C.
  • the propellant-added sealing material is applied to the components 1, 3 as a sealing element 5.
  • the sealing material includes, for example, a silicone.
  • the sealing element 5 is, for example, poured into the mold, in which the contact pins 1, 3 were inserted, and hardened in ⁇ special.
  • FIG. 2 a shows a plan view of the components 1, 3 with sealing element 5.
  • FIG. 2 b shows a side view of the components 1, 3 with sealing element 5.
  • a Ummantelkompo ⁇ component 7 is brought to the components 1, 3 and the sealing member 5 on ⁇ , such that it 5 and at least one adjacent to the seal member 5 of the components 1, 3 covers the sealing element.
  • the Ummantelkomponente 7 comprises for example a ⁇ Duro-plastic material and / or a thermoplastic, such as PA66.
  • the imparting takes place, for example, in a transfer molding or injection molding process.
  • FIG. 3a shows a section of the components 1, 3 with sealing element 5 and applied jacket component 7.
  • FIG. 3b shows a top view of the components 1, 3 with sealing element 5 and applied jacket component 7.
  • FIG. 3c shows a side view of the components 1, 3 with sealing element 5 and applied sheath component 7.
  • a fifth production step after solidification of the material of the jacket component 7, the sealing element 5 is heated to a predetermined temperature, so that by means of the blowing agent a volume expansion tendency of the sealing element 5 is generated.
  • the heating is symbolized in FIG. 4b by means of wavy lines.
  • Ummantelkomponente 7 a thermoset material, then the sealing member 5 after the curing of Ummantelkompo ⁇ component 7, for example, to the predetermined temperature, it ⁇ hitzt by the assembly 10 is heated thermally for a short time very strong, for example, 250 ° C to 280 ° C.
  • Ummantelkomponente 7 this results in a higher temperature resistance requirement for the sealing material to the high temperatures of Spritzprozes ⁇ ses to withstand a thermoplastic.
  • silicones are also suitable here for example.
  • a special feature here is that the heat meeintrag from the injection process, the temperature in the like Tele ⁇ ment 5 over the predetermined temperature, ie, in particular ei ⁇ ne activation temperature of the blowing agent can increase.
  • Activation temperature here is the temperature, gaseous reaction products or substances are released from the in the propellant and thus an irreversible Volumenexpan ⁇ sion endeavor by gas formation / release of gas is generated.
  • the activation temperature is for example 200 ° C to 230 ° C.
  • the sealing element 5 is applied to the components 1, 3 analogously to the previous examples and then encased. Whether the thermal activation must be carried out subsequently, as described in the shell, with thermoset, or is performed during the cladding process, as in the shell, with thermoplastic described, depends on the choice of Ferti ⁇ off procedure or the material of the Ummantelkomponente. 7 By heating the sealing element 5, the sealing element 5 ⁇ expands by the formation or release of gas from the blowing agent, wherein arise 5 ge ⁇ closed- Gaskavmaschineen in the interior of the sealing element.
  • the seal After cooling, the seal is active and, if necessary, electrical or residual components can be mounted.
  • FIG. 4 a shows a section of the assembly 10.
  • FIG. 4 b shows a side view of the assembly 10.
  • Examples of the application of the assembly are depending on the request ⁇ pressure-tight and / or media density sensors, such as temperature sensors, pressure sensors, fluid level sensors, which are installed for example in vehicles and the like, such as electrical circuits, especially for vehicles.
  • sensors such as temperature sensors, pressure sensors, fluid level sensors, which are installed for example in vehicles and the like, such as electrical circuits, especially for vehicles.

Abstract

In a method for producing a constructional unit (10), a component (1, 3) is provided, a sealing material is mixed with a blowing agent, the sealing material mixed with the blowing agent is applied as a sealing element (5) to the component (1, 3), a cladding component (7) is applied to the component (1, 3) and the sealing element (5) in such a manner that said cladding component covers the sealing element (5) and at least a part of the component (1, 3) that is adjacent to the sealing element (5) and, after solidification of the material of the cladding component (7) and/or during the application of the cladding component (7), the sealing element (5) heats to a predefined temperature, and therefore the blowing agent causes the sealing element (5) to endeavour to expand in volume.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Herstellen einer Baueinheit und Baueinheit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Baueinheit und eine Baueinheit. Method for producing a structural unit and structural unit The invention relates to a method for producing a structural unit and a structural unit.
Viele Baueinheiten bestehen aus mehreren Komponenten, wobei eine Komponente beispielsweise mit Spritzguss auf eine andere Komponente aufgetragen wird. Hierbei kann es passieren, dass anschließend die Baueinheit nicht dicht ist. Bei vielen Bau¬ einheiten, beispielsweise in der Sensorik in einem Fahrzeug, ist es allerdings wichtig, das die Baueinheit dicht gegen Fluide ist. Many assemblies consist of several components, with one component applied by injection molding, for example, to another component. In this case, it may happen that subsequently the unit is not tight. In many building ¬ units, for example in the sensor in a vehicle, it is important, however, that the unit is sealed against fluids.
Die DE 60 2004 006 504 T2 offenbart ein Konstruktionseinheit mit einem Gehäuse aus einem ersten Material, mindestens einem Kabel, das sich durch das Gehäuse erstreckt, und einem Dich¬ tungselement aus einem zweiten Material, das zwischen dem Ka- bei und dem Gehäuse angeordnet ist. The DE 60 2004 006 504 T2 discloses a construction unit with a housing of a first material, at least one cable which extends through the housing, and a log ¬ processing element of a second material which is arranged between the Ka at and the housing ,
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist, dazu bei¬ zutragen, eine Baueinheit zu schaffen, welche eine hohe Dich¬ tigkeit aufweist. The task underlying the invention is, in addition carry at ¬ to provide a structural unit which has a high log ¬ ACTION.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Un¬ teransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Herstellen einer Baueinheit. Die Erfindung zeichnet sich des Weiteren aus durch die Baueinheit hergestellt durch das Ver¬ fahren . Bei dem Verfahren wird eine Komponente bereitgestellt. Ein Dichtungsmaterial wird mit einem Treibmittel versetzt. Das mit Treibmittel versetzte Dichtungsmaterial wird als Dicht- element auf die Komponente aufgetragen. Eine Ummantelkompo¬ nente wird auf die Komponente und das Dichtelement aufge¬ bracht, derart dass sie das Dichtelement und zumindest einen an das Dichtelement angrenzenden Teil der Komponente bedeckt. Nach dem Erstarren des Materials der Ummantelkomponente und/oder während des Aufbringens der Ummantelkomponente wird das Dichtelement auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt, so dass mittels des Treibmittels ein Volumenexpansionsbestreben des Dichtelements erzeugt wird. The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are characterized in the sub ¬ claims. The invention is characterized by a method for producing a structural unit. The invention is further characterized by the assembly made by the Ver ¬ drive. The method provides a component. A sealing material is added with a blowing agent. The propellant added sealant is used as a sealant. applied to the component. A Ummantelkompo ¬ component is introduced ¬ on the component and the sealing element is positioned such that it covers the sealing element and at least one adjacent to the sealing element of the component. After solidification of the material of the sheath component and / or during the application of the sheath component, the sealing element is heated to a predetermined temperature, so that by means of the blowing agent a volume expansion tendency of the sealing element is produced.
Das Dichtelement wird also insbesondere während des Aufbrin¬ gens der Ummantelkomponente, beispielsweise durch den Ferti¬ gungsprozess des Aufbringens der Ummantelkomponente und/oder nach dem Aufbringen der Ummantelkomponente durch Erhitzung von außen auf die vorgegebene Temperatur erhitzt. The sealing element is thus particularly during Aufbrin ¬ gene Ummantelkomponente, heated, for example by the Ferti ¬ supply process of applying the Ummantelkomponente and / or after application of the Ummantelkomponente by heating from the outside to the predetermined temperature.
Hierdurch wird eine Baueinheit geschaffen, bei der durch das Erhitzen ein Pressverband innerhalb der Baueinheit erzeugt wird, der den gewünschten Dichtungseffekt bewirkt. Zusätzlich kann bei dieser Dichtungsart eine adhäsive Anbindung zwischen Dichtelement und der Ummantelkomponente genutzt werden. Die Vorteile dieses Dichtungsprinzips sind, dass es auf beliebige Geometrien der abzudichtenden Komponente angewendet werden und gleichzeitig beim urformenden Fertigungsprozess der abzu- dichtenden Komponente vollständig ummantelt werden kann. As a result, a structural unit is created, in which by heating a press fit within the assembly is generated, which causes the desired sealing effect. In addition, an adhesive bond between the sealing element and the sheath component can be used in this type of seal. The advantages of this sealing principle are that it can be applied to any geometry of the component to be sealed and at the same time completely encased in the original forming process of the component to be sealed.
Hierdurch wird die Dichtung vor Umwelteinflüssen geschützt und die Dichtungswirkung erhöht.  As a result, the seal is protected from environmental influences and increases the sealing effect.
Volumenexpansionsbestreben bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich das Dichtelement eigentlich durch das Treibmittel ausbreiten würde, da es aber von der Ummantelkomponente umge¬ ben ist, keine oder nur eine geringe Volumenexpansion vollziehen kann. Gemäß einer optionalen Ausgestaltung umfasst die Komponente ein Metall. Hierdurch kann die Komponente beispielsweise als Kontaktmöglichkeit für elektronische Baueinheiten verwendet werden . Volumenexpansionsbestreben in this context means that the sealing element would actually spread by the propellant, but since it is umge ¬ Ben of the sheath component, no or only a small volume expansion can complete. According to an optional embodiment, the component comprises a metal. This allows the component, for example, as Contact option for electronic units can be used.
Alternativ oder zusätzlich kann die Komponente auch einen Kunststoff umfassen. Alternatively or additionally, the component may also comprise a plastic.
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung umfasst die Komponente eine Kupferzinnlegierung. Gerade Kupferzinnlegie¬ rungen, wie CuSn6 sind sehr gut für eine elektrische Kontak- tierung geeignet. According to a further optional embodiment, the component comprises a copper-tin alloy. Just Kupferzinnlegie ¬ statements, such CuSn6 are very suitable for electrical contacting of.
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung ist die Komponente stiftförmig. Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung umfasst die Ummantelkomponente ein Duroplast und/oder ein Thermoplast. According to a further optional embodiment, the component is pin-shaped. According to a further optional embodiment, the sheath component comprises a duroplastic and / or a thermoplastic.
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung wird das Dichtelement mittels des Aufbringens der Ummantelkomponente auf die vorgegebene Temperatur erhitzt. According to a further optional embodiment, the sealing element is heated to the predetermined temperature by means of the application of the sheath component.
Hierdurch ist kein zusätzliches Erhitzen von außen notwendig, da die Erhitzung des Dichtelements schon durch den Ferti- gungsprozess des Aufbringens der Ummantelkomponente erfolgt. As a result, no additional heating from the outside is necessary since the heating of the sealing element takes place already during the production process of the application of the coating component.
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung umfasst das Dichtungsmaterial ein Silikon. According to a further optional embodiment, the sealing material comprises a silicone.
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung umfasst das Treibmittel ein chemisches und/oder physikalisches Treibmit¬ tel . According to a further optional embodiment, the propellant comprises a chemical and / or physical Treibmit ¬ tel.
Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung umfasst das Treibmittel ein physikalisches Treibmittel, welches expan- dierbare Mikrokugeln umfasst. Weiterhin ist die vorgegebene Temperatur derart beschaffen, dass bei der vorgegebenen Tem- peratur die Mikrokugeln aufplatzen und ein in den Mikrokugeln enthaltenes Treibgas freigesetzt wird. According to another optional embodiment, the propellant comprises a physical propellant comprising expandable microspheres. Furthermore, the predetermined temperature is such that at the predetermined temperature cause the microspheres to burst open and release a propellant gas contained in the microspheres.
Hierdurch kann ein zusätzliches Volumenexpansionsbestreben des Dichtelements erreicht werden, wodurch eine besonders gu¬ te Abdichtung ermöglicht wird. In this way, an additional volume expansion tendency of the sealing element can be achieved, whereby a particularly good seal is made possible.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings. Show it:
Figuren la, lb einen ersten Herstellungsschritt zum Herstellen einer Baueinheit, FIGS. 1 a, 1 b show a first production step for producing a structural unit,
Figuren 2a, 2b einen dritten Herstellungsschritt zum Figures 2a, 2b, a third manufacturing step for
Herstellen der Baueinheit,  Making the assembly,
Figuren 3a, 3b, 3c einen vierten Herstellungsschritt zum FIGS. 3a, 3b, 3c show a fourth production step for
Herstellen der Baueinheit und Figuren 4a, 4b einen fünften Herstellungsschritt zum  Producing the assembly and Figures 4a, 4b a fifth manufacturing step for
Herstellen der Baueinheit.  Manufacture of the unit.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.
Wenn in einer Baueinheit eine oder mehrere beliebige Kompo¬ nenten durch einen urformenden Prozess von einem Kunststoff umschlossen werden, besteht das Problem, dass sich entlang der Grenzfläche zwischen der ummantelten Komponente und der Ummantelung durch thermische und/oder mechanische Spannungen Spalte ergeben können, die zu Undichtheiten entlang der ummantelten Komponente führen. Ist die Baueinheit zudem so be¬ schaffen, dass die umschlossenen Komponenten jeweils an mindestens zwei Stellen von der Ummantelung ausgenommen sind, kann durch die entstandenen Spalte ein Undichtigkeit gegen verschiedene Medien hervorgerufen werden, bei der die Medien an den nicht ummantelten Stellen der ummantelten Komponenten in die Baugruppe eindringen und an der jeweiligen anderen freien Stelle wieder austreten. If any one or more compo ¬ components are surrounded by a primary shaping process from a plastic in one unit, there is the problem that there may be gaps along the interface between the coated component and the shell, by thermal and / or mechanical stresses, to Leakages along the sheathed component lead. If the assembly is also so be ¬ create that the enclosed components are excluded in each case at least two places from the shroud, can be caused by the resulting column leakage to various media, wherein the media at the uncoated points of the sheathed components penetrate into the assembly and exit at the respective other vacancy.
Besonders häufig tritt dieses Problem auf, wenn die ummantel- te Komponente und die Ummantelung in der entsprechenden Wirkrichtung einen stark unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben und die Baugruppe thermischen oder mechanischen Wechselbelastungen ausgesetzt ist. Zur Abdichtung gegen Medien können beispielsweise Vergüsse, Kleber, Imprägnationen oder elastische Dichtungselemente aus unterschiedlichsten Materialien eingesetzt werden. Das Funktionsprinzip von Klebern, Vergüssen und Imprägnationen beruht dabei auf Adhäsion zwischen den angrenzenden Materialien der ummantelten Komponente und der Ummantelung, wodurch eine geschlossene Barriere gegen die schädlichen Medien erzeugt wird. Elastische Dichtungselemente ( z . B. O-Ringe, Dichtungs¬ lippen, weiche Metallformteile ...) hingegen stellen durch Formschluss und gespeicherte elastische Energie einen dauer- haften Pressverband zu den angrenzenden Komponenten her, der wiederum ein Eindringen der Medien von außen verhindert. This problem occurs particularly frequently if the coated component and the jacket in the corresponding direction of action have a very different coefficient of thermal expansion and the assembly is subjected to thermal or mechanical alternating loads. To seal against media, for example, encapsulants, adhesives, impregnations or elastic sealing elements made of a wide variety of materials can be used. The functional principle of adhesives, potting and impregnation is based on adhesion between the adjacent materials of the covered component and the cladding, creating a closed barrier against the harmful media. Elastic sealing elements (z. B. O-rings, sealing ¬ lips, soft metal moldings ...), however, provide by form-fitting and elastic energy stored establishes a permanently adhere interference fit to the adjacent components, which in turn prevents penetration of the media from the outside.
Die Figuren la, lb bis 4a, 4b zeigen ein Verfahren zum Herstellen einer Baueinheit 10. Dieses Verfahren zum Herstellen einer Baueinheit 10 bezieht sich auf ein Dichtelement 5, das hauptsächlich auf dem Prinzip des Formschlusses und der Spei¬ cherung elastischer Energie beruht, zusätzlich aber auch das Prinzip der adhäsiven Abdichtung nutzen kann. Dabei wird das Dichtelement 5 insbesondere zunächst in fließfähiger Form, beispielsweise als Formverguss oder Raupe an entsprechender, beispielsweise später nicht freiliegender Stelle umlaufend auf eine zu ummantelnde Komponente 1, 3 aufgetragen und aus¬ gehärtet. Die Dichtung umfasst dabei beispielsweise ein elas¬ tisches, z. B. Shore-Härte<A80 , dispensbares nicht thermo- plastisches und unterhalb der später erläuterten Aktivie¬ rungstemperatur aushärtendes Material, dass je nach Anforde¬ rungen an chemische thermische und mechanische Beständigkeit ausgewählt wird. Je nach Adhäsionseigenschaften dieses Mate¬ rials, kann dabei eine Stoffschlüssige Verbindung zur Kompo¬ nente 1, 3 auf die das Dichtelement 5 aufgetragen wird, her¬ gestellt werden. Figures la, lb to 4a, 4b show a method for manufacturing a structural unit 10. This method of manufacturing a structural unit 10 refers to a sealing element 5, which is mainly based on the principle of the mold closing and the SpeI ¬ assurance elastic energy, but in addition can also use the principle of adhesive sealing. In this case, the sealing element 5 is in particular first applied in a flowable form, for example as mold casting or bead on a corresponding, for example, later not exposed point circumferentially on a component 1, 3 to be coated and hardened ¬ . The seal comprises, for example, an elas ¬ tables, z. B. Shore Hardness <A80, dispensbares not thermo- plastic and below the later explained activa ¬ annealing temperature curable material that, depending after the request ¬ approximations to chemical thermal and mechanical stability is selected. Depending on the adhesion properties of this Mate ¬ rials, thereby, a material connection to the compo nent ¬ 1, 3 to which the sealing element 5 is applied, are made ¬ forth.
Das Verfahren umfasst mehrere Herstellungsschritte, wobei in den Figuren la, lb ein erster Herstellungsschritt zum Herstellen der Baueinheit 10 gezeigt wird, in den Figuren 2a, 2b ein dritter Herstellungsschritt, in den Figuren 3a, 3b, 3c ein vierter Herstellungsschritt und in den Figuren 4a, 4b ein fünfter Herstellungsschritt zum Herstellen der Baueinheit 10. The method comprises a plurality of production steps, a first production step being shown in FIGS. 1a, 1b, a third production step in FIGS. 2a, 2b, a fourth production step in FIGS. 3a, 3b, 3c and in FIGS. 4a 4b shows a fifth production step for producing the assembly 10.
In dem ersten Herstellungsschritt wird eine Komponente 1, 3 bereitgestellt. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel um- fasst die Baueinheit 10 zwei Komponenten 1 und 3. Es kann al¬ lerdings auch nur eine Komponente oder mehr als zwei Kompo¬ nenten vorgesehen sein. In the first manufacturing step, a component 1, 3 is provided. In the example shown in the figures, the environmentally assembly 10 holds two components 1 and 3. It can also be provided lerdings al ¬ only one component or more than two compo nents ¬.
Die Komponenten 1, 3 umfassen beispielsweise ein Metall. Bei- spielsweise umfassen die Komponenten 1, 3 eine Kupferzinnle¬ gierung, wie CuSn6. Beispielsweise bestehen die Komponenten 1, 3 aus der Kupferzinnlegierung, wie CuSn6. The components 1, 3 include, for example, a metal. For example, the components 1, 3 comprise a Kupferzinnle ¬ government, such as CuSn6. For example, the components 1, 3 consist of the copper-tin alloy, such as CuSn6.
Die Komponenten 1, 3 umfassen alternativ oder zusätzlich ei- nen Kunststoff und/oder bestehen aus einem Kunststoff. The components 1, 3 alternatively or additionally comprise a plastic and / or consist of a plastic.
Beispielsweise sind die Komponenten 1, 3 stiftförmig oder umfassen ein Stanzgitter. Die Komponenten 1, 3 dienen somit beispielsweise als Kontaktstift. For example, the components 1, 3 are pin-shaped or comprise a stamped grid. The components 1, 3 thus serve, for example, as a contact pin.
Die Komponenten 1, 3 werden beispielsweise in eine Form, wie eine PTFE-Form, eingelegt. The components 1, 3 are, for example, inserted into a mold, such as a PTFE mold.
Figur la zeigt eine Draufsicht auf die Komponenten 1, 3. Fi- gur lb zeigt eine seitliche Ansicht der Komponenten 1, 3. In einem nicht gezeigten zweiten Herstellungsschritt wird ein Dichtungsmaterial mit einem Treibmittel versetzt. FIG. 1 a shows a plan view of the components 1, 3. FIG. 1 b shows a side view of the components 1, 3. In a second manufacturing step, not shown, a sealing material is added with a blowing agent.
Das Treibmittel umfasst beispielsweise ein chemisches The propellant includes, for example, a chemical
und/oder physikalisches Treibmittel. and / or physical blowing agent.
Das Dichtungsmaterial wird beispielsweise im fließfähigen Zu¬ stand mit dem Treibmittel versetzt. Das Treibmittel beruht dabei auf dem Prinzip, dass durch Erhitzen über eine vorgege- bene Temperatur eine Reaktion unter dessen Bestandteilen inThe sealing material is placed, for example, in the fluid to ¬ stood with the propellant. The propellant is based on the principle that by heating above a given temperature, a reaction among its components in
Gang gesetzt wird, wodurch das Treibmittel gasförmige Reakti¬ onsprodukte freisetzt und somit ein irreversibles Volumenex¬ pansionsbestreben durch Gasbildung/Gasfreisetzung erzeugt. Beispielsweise wird ein Treibmittel gewählt, das bei Erhit¬ zung oberhalb der Fertigungstemperatur einer Ummantelkomponente 7 das irreversible Volumenexpansionsbestreben durch Gasbildung/Gasfreisetzung erzeugt. Hierdurch wird sichergestellt, dass erst nach dem Erstarren des Materials der Umman- telkomponente 7 das Volumenexpansionsbestreben des Dichtele¬ ments 5 erzeugt wird. Gear is set, whereby the propellant releases gaseous reaction ¬ onsprodukte and thus irreversible Volumenex ¬ pansionsbestreben generated by gas formation / gas release. For example, a propellant is selected that produces at HEAT ¬ wetting above the production temperature of a Ummantelkomponente 7, the irreversible volume expansion effort by gas formation / gas release. This ensures that only after the solidification of the material of the components, flush Umman- 7, the volume expansion tendency of the log message ¬ ment 5 is generated.
Das physikalische Treibmittel umfasst beispielsweise expan¬ dierbare Mikrokugeln, die sich beim Erhitzen ausdehnen möch- ten und so ein Volumenexpansionsbestreben hervorrufen. Diese Art Treibmittel kann auch über eine übliche Aktivierungstemperatur hinaus erhitzt werden, damit die enthaltenen expandierbaren Mikrokugeln platzen und ein enthaltenes Gas freisetzen, um den Gasdruck in dem Dichtelement 5 dauerhaft nut- zen zu können. Die expandierbaren Mikrokugeln platzen beispielsweise ab einer Temperatur von 270 °C. The physical blowing agent includes, for example expan ¬ Dierbare microspheres möch- expand when heated th and so cause a volume expansion efforts. This type of blowing agent can also be heated beyond a usual activation temperature so that the expandable microspheres contained burst and release a gas contained in order to be able to use the gas pressure in the sealing element 5 permanently. The expandable microspheres burst, for example, from a temperature of 270 ° C.
In dem dritten Herstellungsschritt wird das mit Treibmittel versetzte Dichtungsmaterial als Dichtelement 5 auf die Kompo- nenten 1, 3 aufgetragen. In the third production step, the propellant-added sealing material is applied to the components 1, 3 as a sealing element 5.
Das Dichtungsmaterial umfasst beispielsweise ein Silikon. Das Dichtelement 5 wird beispielsweise in die Form, in welche die Kontaktstifte 1, 3 eingelegt wurden, eingegossen und ins¬ besondere ausgehärtet. The sealing material includes, for example, a silicone. The sealing element 5 is, for example, poured into the mold, in which the contact pins 1, 3 were inserted, and hardened in ¬ special.
Nachdem das mit dem Treibmittel versetzte Dichtungsmaterial wie oben beschrieben auf die Komponenten 1, 3 aufgebracht und insbesondere ausgehärtet wurde, ist also ein zunächst form¬ stabiles durch Wärmeeintrag aktivierbares Dichtelement 5 ent- standen. After the offset with the propellant sealing material as described above to the components 1, 3, and applied in particular cured was, therefore, a first dimensionally stable heat-activatable ¬ entry sealing member were 5 corresponds.
Figur 2a zeigt eine Draufsicht auf die Komponenten 1, 3 mit Dichtelement 5. Figur 2b zeigt eine seitliche Ansicht der Komponenten 1, 3 mit Dichtelement 5. FIG. 2 a shows a plan view of the components 1, 3 with sealing element 5. FIG. 2 b shows a side view of the components 1, 3 with sealing element 5.
In dem vierten Herstellungsschritt wird eine Ummantelkompo¬ nente 7 auf die Komponenten 1, 3 und das Dichtelement 5 auf¬ gebracht, derart dass sie das Dichtelement 5 und zumindest einen an das Dichtelement 5 angrenzenden Teil der Komponenten 1, 3 bedeckt. In the fourth manufacturing step, a Ummantelkompo ¬ component 7 is brought to the components 1, 3 and the sealing member 5 on ¬, such that it 5 and at least one adjacent to the seal member 5 of the components 1, 3 covers the sealing element.
Die Ummantelkomponente 7 umfasst beispielsweise ein Duro¬ plastmaterial und/oder ein Thermoplast, wie PA66. Das Auf¬ bringen erfolgt beispielsweise in einem Transferpress- oder Spritzgussverfahren. The Ummantelkomponente 7 comprises for example a ¬ Duro-plastic material and / or a thermoplastic, such as PA66. The imparting takes place, for example, in a transfer molding or injection molding process.
Figur 3a zeigt einen Schnitt der Komponenten 1, 3 mit Dichtelement 5 und aufgetragener Ummantelkomponente 7. Figur 3b zeigt eine Draufsicht der Komponenten 1, 3 mit Dichtelement 5 und aufgetragener Ummantelkomponente 7. Figur 3c zeigt eine seitliche Ansicht der Komponenten 1, 3 mit Dichtelement 5 und aufgetragener Ummantelkomponente 7. 3a shows a section of the components 1, 3 with sealing element 5 and applied jacket component 7. FIG. 3b shows a top view of the components 1, 3 with sealing element 5 and applied jacket component 7. FIG. 3c shows a side view of the components 1, 3 with sealing element 5 and applied sheath component 7.
In einem fünften Herstellungsschritt wird nach dem Erstarren des Materials der Ummantelkomponente 7 das Dichtelement 5 auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt, so dass mittels des Treibmittels ein Volumenexpansionsbestreben des Dichtelements 5 erzeugt wird. Die Erhitzung wird in der Figur 4b mittels wellenförmiger Linien symbolisiert. In a fifth production step, after solidification of the material of the jacket component 7, the sealing element 5 is heated to a predetermined temperature, so that by means of the blowing agent a volume expansion tendency of the sealing element 5 is generated. The heating is symbolized in FIG. 4b by means of wavy lines.
Umfasst die Ummantelkomponente 7 ein Duroplastmaterial, so wird das Dichtelement 5 nach dem Aushärten der Ummantelkompo¬ nente 7 beispielsweise auf die vorgegebene Temperatur er¬ hitzt, indem die Baueinheit 10 thermisch kurzzeitig sehr stark, beispielsweise mit 250 °C bis 280 °C erhitzt wird. Umfasst die Ummantelkomponente 7 ein Thermoplast, so ergibt sich eine höhere Temperaturbeständigkeitsanforderung an das Dichtungsmaterial um die hohen Temperaturen des Spritzprozes¬ ses zu überstehen. Silikone sind hier Beispielsweise jedoch ebenfalls geeignet. Eine Besonderheit ist hier, dass der Wär- meeintrag aus dem Spritzprozess die Temperatur im Dichtele¬ ment 5 über die vorgegebene Temperatur, also insbesondere ei¬ ne Aktivierungstemperatur des Treibmittels ansteigen lässt. Includes Ummantelkomponente 7, a thermoset material, then the sealing member 5 after the curing of Ummantelkompo ¬ component 7, for example, to the predetermined temperature, it ¬ hitzt by the assembly 10 is heated thermally for a short time very strong, for example, 250 ° C to 280 ° C. Includes Ummantelkomponente 7, this results in a higher temperature resistance requirement for the sealing material to the high temperatures of Spritzprozes ¬ ses to withstand a thermoplastic. However, silicones are also suitable here for example. A special feature here is that the heat meeintrag from the injection process, the temperature in the like Tele ¬ ment 5 over the predetermined temperature, ie, in particular ei ¬ ne activation temperature of the blowing agent can increase.
Aktivierungstemperatur ist hierbei die Temperatur, ab der in dem Treibmittel gasförmige Reaktionsprodukte oder Stoffe freigesetzt werden und somit ein irreversibles Volumenexpan¬ sionsbestreben durch Gasbildung/Gasfreisetzung erzeugt wird. Activation temperature here is the temperature, gaseous reaction products or substances are released from the in the propellant and thus an irreversible Volumenexpan ¬ sion endeavor by gas formation / release of gas is generated.
Die Aktivierungstemperatur liegt beispielsweise bei 200 °C bis 230 °C. The activation temperature is for example 200 ° C to 230 ° C.
Umfassen die Komponenten 1, 3 einen Kunststoff, so wird das Dichtelement 5 analog zu den bisherigen Beispielen auf die Komponenten 1, 3 aufgebracht und anschließend ummantelt. Ob die thermische Aktivierung nachträglich erfolgen muss, wie bei der Ummantelung mit Duroplast beschrieben, oder während des Ummantelungsprozesses erfolgt, wie bei der Ummantelung mit Thermoplast beschrieben, hängt von der Wahl des Ferti¬ gungsverfahrens bzw. des Materials der Ummantelkomponente 7 ab . Durch die Erhitzung des Dichtelements 5 dehnt sich das Dicht¬ element 5 durch die Entstehung bzw. Freisetzung des Gases aus dem Treibmittel aus, wobei im inneren des Dichtelements 5 ge¬ schlossenporige Gaskavitäten entstehen. Durch diese gezielte Ausdehnung des Dichtelements 5 wird eine Pressverbindung mit den gegeneinander Abzudichtenden Baugruppenkomponenten erzeugt, also der Komponenten 1, 3 mit der Ummantelkomponente 7, wodurch eine Abdichtung gegen betreffende Medien erreicht wird. Die notwendige elastische Energie zum Erhalt der Dieh¬ tungswirkung über einen Längeren Zeitraum wird dabei in den kompressiblen, abgeschlossenen Gaskavitäten des Dichtelements 5 gespeichert. Zusätzlich zur Dichtungswirkung durch die erzeugte Pressverbindung kann auch die Anhaftung des Dichtelements 5 auf der Ummantelkomponente 7, die bereits beim Aus- härten der Dichtung entstanden ist, zur Verbesserung der Dichtungswirkung beitragen. If the components 1, 3 comprise a plastic, then the sealing element 5 is applied to the components 1, 3 analogously to the previous examples and then encased. Whether the thermal activation must be carried out subsequently, as described in the shell, with thermoset, or is performed during the cladding process, as in the shell, with thermoplastic described, depends on the choice of Ferti ¬ off procedure or the material of the Ummantelkomponente. 7 By heating the sealing element 5, the sealing element 5 ¬ expands by the formation or release of gas from the blowing agent, wherein arise 5 ge ¬ closed- Gaskavitäten in the interior of the sealing element. Through this targeted expansion of the sealing element 5, a press connection with the component components to be sealed against one another is produced, that is to say the components 1, 3 with the jacket component 7, whereby a sealing against relevant media is achieved. The necessary elastic energy to maintain the Dieh ¬ compensatory effect over a prolonged period of time is then stored in the compressible, closed Gaskavitäten of the sealing element. 5 In addition to the sealing effect produced by the press-fit connection, the adhesion of the sealing element 5 to the jacket component 7, which has already arisen on hardening of the seal, can also contribute to improving the sealing effect.
Nach dem Abkühlen ist die Dichtung aktiv und es können gegebenenfalls elektrische bzw. restliche Bauteile montiert wer- den. After cooling, the seal is active and, if necessary, electrical or residual components can be mounted.
Anschließend ist die Baueinheit 10 fertiggestellt. Subsequently, the assembly 10 is completed.
Figur 4a zeigt einen Schnitt der Baueinheit 10. Figur 4b zeigt eine seitliche Ansicht der Baueinheit 10. FIG. 4 a shows a section of the assembly 10. FIG. 4 b shows a side view of the assembly 10.
Beispiele für die Anwendung der Baueinheit sind je nach An¬ forderung druckdichte und/oder mediendichte Sensoren, wie Temperatursensoren, Drucksensoren, Fluidlevelsensoren, die beispielsweise in Fahrzeugen verbaut werden und ähnliches, wie elektrische Schaltungen insbesondere für Fahrzeuge. Examples of the application of the assembly are depending on the request ¬ pressure-tight and / or media density sensors, such as temperature sensors, pressure sensors, fluid level sensors, which are installed for example in vehicles and the like, such as electrical circuits, especially for vehicles.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Baueinheit (10), bei demMethod for producing a structural unit (10), in which
- eine Komponente (1, 3) bereitgestellt wird, - a component (1, 3) is provided,
- ein Dichtungsmaterial mit einem Treibmittel versetzt wird, - a sealing material is mixed with a blowing agent,
- das mit Treibmittel versetzte Dichtungsmaterial als Dichtelement (5) auf die Komponente (1, 3) aufgetragen wird, - the sealing material containing propellant is applied as a sealing element (5) to the component (1, 3),
- eine Ummantelkomponente (7) auf die Komponente (1, 3) und das Dichtelement (5) aufgebracht wird, derart dass sie das Dichtelement (5) und zumindest einen an das Dichtelement (5) angrenzenden Teil der Komponente (1, 3) bedeckt, - a casing component (7) is applied to the component (1, 3) and the sealing element (5) in such a way that it covers the sealing element (5) and at least a part of the component (1, 3) adjacent to the sealing element (5). ,
- nach dem Erstarren des Materials der Ummantelkomponente (7) und/oder während des Aufbringens der Ummantel¬ komponente (7) das Dichtelement (5) auf eine vorgege¬ bene Temperatur erhitzt wird, so dass mittels des Treibmittels ein Volumenexpansionsbestreben des Dichtelements (5) erzeugt wird. - after the material of the casing component (7) has solidified and/or during the application of the casing component (7), the sealing element (5) is heated to a predetermined temperature, so that the sealing element (5) attempts to expand in volume by means of the propellant. is produced.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Komponente (1, 3) ein Metall umfasst. A method according to claim 1, wherein the component (1, 3) comprises a metal.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Komponente (1, 3) eine Kupferzinnlegierung umfasst. A method according to claim 1 or 2, wherein the component (1, 3) comprises a copper-tin alloy.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Komponente (1, 3) stiftförmig ist. Method according to one of the preceding claims, in which the component (1, 3) is pin-shaped.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ummantelkomponente (7) ein Duroplast und/oder ein Thermoplast umfasst. Method according to one of the preceding claims, in which the jacket component (7) comprises a thermoset and/or a thermoplastic.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Dichtelement (5) mittels des Aufbringens der Um- mantelkomponente (7) auf die vorgegebene Temperatur er¬ hitzt wird. Method according to one of the preceding claims, in which the sealing element (5) is applied by applying the surrounding material. Jacket component (7) is heated to the predetermined temperature.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Dichtungsmaterial ein Silikon umfasst. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the sealing material comprises a silicone.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Treibmittel ein chemisches und/oder physikali¬ sches Treibmittel umfasst. 8. The method according to any one of the preceding claims, in which the blowing agent comprises a chemical and/or physical blowing agent.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Treibmittel ein physikalisches Treibmittel um¬ fasst, welches expandierbare Mikrokugeln umfasst und die vorgegebene Temperatur derart beschaffen ist, dass bei der vorgegebenen Temperatur die Mikrokugeln aufplatzen und ein in den Mikrokugeln enthaltenes Treibgas freige¬ setzt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, in which the blowing agent comprises a physical blowing agent which comprises expandable microspheres and the predetermined temperature is such that the microspheres burst open at the predetermined temperature and a propellant gas contained in the microspheres is released becomes.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Baueinheit (10) eine elektronische Baueinheit (10) ist. 10. The method according to any one of the preceding claims, in which the structural unit (10) is an electronic structural unit (10).
11. Baueinheit (10) hergestellt durch ein Verfahren nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 10. 11. Unit (10) produced by a method according to one of claims 1 to 10.
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