Hans Geiger Spritzgießtechnik Zwei auf einen Streich bei der Kabelkonfektionierung

Bild 1: Steckverbinder müssen im Automobilbau sehr großen Belastungen gewachsen sein: Weder wechselnde Temperaturen und Witterungseinflüsse noch während der Fahrt auftretende Vibrationen dürfen die Zuverlässigkeit negativ beeinflussen.
Bild 1: Steckverbinder müssen im Automobilbau sehr großen Belastungen gewachsen sein: Weder wechselnde Temperaturen und Witterungseinflüsse noch während der Fahrt auftretende Vibrationen dürfen die Zuverlässigkeit negativ beeinflussen.

Üblicherweise werden Steckverbinder separat gefertigt und erst in einem zweiten Schritt an das Kabel konfektioniert. Dadurch steigt die Gefahr undicht zu werden. In einem neuen Konzept lässt sich im selben Arbeitsschritt der Steckverbinder umspritzen und das Kabel konfektionieren.

Spritzwasser, Streusalz, Eis, Staub oder Steine können die Funktion und Zuverlässigkeit von Steckverbindern in Fahrzeugen – vor allem solche, die im Unterboden verbaut sind – beeinträchtigen. Gleiches gilt für wechselnde Temperaturen während der Fahrt. Doch vor allem die Dichtungen, die das Eindringen von Staub und Partikeln an der Schnittstelle zwischen Stecker und Kabel verhindern, stellen bei der Herstellung von Steckverbindern eine große Herausforderung dar.

Um die jeweils notwendigen Schutzklassen gemäß der DIN EN 60529 realisieren zu können, waren bisher meistens zusätzliche Dichtungen nötig. Zum einen dauert der Produktionsprozess dadurch länger, zum anderen sind die Materialkosten verhältnismäßig hoch. Die Hans Geiger Formenbau nutzt daher ein Verfahren, mit dem sich sowohl die Umspritzung als auch die Konfektionierung des Kabels an den Steckverbinder in einem einzigen Arbeitsschritt durchführen lässt.

Vor allem die Kabel sorgten bisher für Probleme, denn die Umspritzung erfolgt für gewöhnlich mit einem sehr hohen Druck. Da die Kabel jedoch in den meisten Fällen sehr leicht sind und sich verformen können, bieten sie nur wenig Widerstand und können sich während der Verarbeitung verschieben. Die Folgen: Das Kabel wird nicht normgerecht umspritzt und die Qualität kann erheblich sinken.

Werkzeugentwicklung

Deshalb war es für die Experten bei Geiger besonders wichtig, bereits in der Entwicklungsphase für das neue Werkzeug auf mehrere Punkte zu achten. Unter anderem mussten der optimale Anspritzpunkt und die geeignete Bauteilfüllung so ausgelegt werden, dass die Kabel nur minimalem Druck ausgesetzt sind. Damit sich das Kabel im Werkzeug nicht bewegen kann, haben die Entwickler zusätzliche Halte- und Fixierelemente eingebracht. Diese werden punktgenau im Spritzvorgang automatisch zurückgezogen, damit die Dichtigkeit des Bauteils gewährleistet wird. Die Abdichtung während des Herstellungsprozesses spielt eine große Rolle: Sowohl die Einlegestelle des Kabels als auch die Kavität selbst sollten möglichst dicht sein.

Der komplette Produktionsprozess erfolgt halbautomatisch, ein Werker legt also die Kabel ein. Aus diesem Grund musste das Werkzeugkonzept besonders bedienerfreundlich konstruiert werden, lehnt sich in der Anwendung jedoch an gewöhnliche Drehtellermaschinen an. Dabei bestückt der Werker zwei Auswerferseiten im Wechsel mit den Kabeln. Anschließend erfolgt die Umspritzung. Um den Prozess bestmöglich zu überwachen, sind in jeder Kavität Drucksensoren installiert. Eine Besonderheit bei der Lösung stellt der Aushebemechanismus dar. Die fertigen Teile werden aus der Werkzeughälfte geschoben, sodass der Bediener direkt neue Teile einlegen kann.

Die durchschnittliche Werkzeugtemperatur beträgt beim Umspritzungsprozess +80 °C, kann aber kurzfristig auch auf +280 °C ansteigen. Deshalb wurden im Bedienbereich des Werkzeugs spezielle Wärmedämmplatten verbaut. Dadurch lassen sich Verbrennungen beim Einlegen oder Entnehmen der Teile verhindern. Zusätzlich konstruierten die Entwickler die Aushebemechanismen so, dass die Mitarbeiter das Werkzeug nicht berühren müssen.