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Hybrid-Steckverbinder

Dichtes Umspritzen von Einlegeteilen und deren Prüfung

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Anbieter zum Thema

CSA Group Bayern GmbH
MES Electronic Connect GmbH & Co. KG
N & H Technology GmbH

Haftvermittlersysteme und nachträgliches Abdichten

Kann der Anwender die Art der Umspritzmasse nicht ändern, kann er beispielspielsweise Haftvermittler einsetzen. Haftvermittler, die auf ein metallisches Einlegeteil appliziert werden, bedeuten jedoch einen zusätzlichen Arbeitsschritt, welcher mit zusätzlichen Kosten verbunden ist.

Dies muss im Vorfeld in die Kalkulation eingebracht werden. In den Untersuchungen wurden verschiedene Haftvermittler eingesetzt und deren Einfluss auf die Mediendichtigkeit der Hybridbauteile untersucht. Die Materialkombinationen wurden dabei unterschiedlichen Bauteilstressungen ausgesetzt, welche den späteren Einsatz simulieren.

Es wurden Haftvermittlersysteme ermittelt, welche eine Steigerung der Dichtigkeit des Verbundes gegenüber der unbeschichteten Referenz hervorrufen können. Allen Haftvermittlern gemeinsam ist die Erkenntnis, dass sie auf das Gesamtsystem und deren Anforderungen abgestimmt sein müssen. In den Versuchsreihen wurden im Markt befindliche Systeme getestet. Die Auswahl wurde anhand des chemischen Aufbaus, der thermischen und mechanischen Eigenschaften durchgeführt.

Hierbei konnten Haftvermittler ermittelt werden, die die Dichtigkeit der Hybridbauteile um den Faktor 7 steigern konnten (Bild 2).

In einem weiteren Versuchsaufbau wurde die Möglichkeit eines nachträglichen Abdichtens undichter Hybridbauteile eruiert. Hierbei wurden duroplastische Vergussmassen auf Basis von Polyurethan, Epoxid, Silikon und Methacrylat eingesetzt, die auf bewusst gewählte, undichte Umspritzungen appliziert wurden. Die Dichtigkeit der nachbehandelten Verbünde wurde analog zu den anderen Untersuchungen über den Verlauf der drei Bauteilstressungen erfasst und bewertet.

Hierbei zeigte sich, dass der Verguss zu höheren Dichtigkeiten des Verbundes führen kann. Problematisch sind für die Vergussmassen schockartige klimatische Prüfbedingungen, da diese bei tiefen Temperaturen verspröden.

Innerhalb der Tests konnten allerdings Materialkombinationen ermittelt werden, die den Anforderungen standhielten.

Ergänzendes zum Thema
Wann ist ein Bauteil dicht?

Die Frage nach der Dichtigkeit stellt sich oftmals in Verbindung mit dem Eindringen von Flüssigkeiten in ein System. Hierzu werden oftmals IP-Prüfungen herangezogen, die eine Aussage treffen, ob ein Bauteil nach der Prüfung noch funktionstüchtig ist und dass beispielsweise Wasser nur in dem Maße eingedrungen ist, als es die Funktion nicht beeinträchtigt. Der Anwender erhält bei diesen Prüfungen ausschließlich eine Aussage, ob das Bauteil den Prüfungen standgehalten hat oder nicht.

Eine Qualifizierung beispielsweise unterschiedlicher Materialien, Konstruktionen etc. fällt schwer. Daher sollte bei der Prüfung der Bauteile nach IP-Schutzklassen immer eine Prüfung mit gasförmigen Medien (z.B. Luft) durchgeführt werden. Eine bewährte Dichtigkeitsprüfung ist die Differenzdruckmethode, die für Bauteile im Bereich der IP67, IP69 etc. verwendet werden kann. Aus der Prüfung nach IP-Schutzgraden mit anschließender Prüfung nach dem Differenzdruckverfahren konnten Richtwerte ermittelt werden, die nachfolgend aufgeführt sind.

  • Wasserdicht 0,5 cm³/min bis 12 cm³/min
  • Öldicht 0,6 cm³/min bis 4,5 cm³/min
  • Benzindicht 0,1 cm³/min bis 3 cm³/min

Der Vorteil der Differenzdruckprüfung liegt darin, dass definierte Werte ermittelt werden können. Darüber hinaus lässt sich dieses Verfahren aufgrund der relativ kurzen Prüfzeiten auch als 100% Prüfung in die Serienproduktion einbinden. Aus den oben genannten Werten ist die enorme Spanne ersichtlich, die sich aufgrund unterschiedlicher Konstruktionen und Anforderungen ableiten lassen. Daraus lässt sich ableiten, dass für jeden Anwendungsfall die Dichtigkeit und die Toleranzen individuell ermittelt werden müssen.

Neben der Umspritzung metallischer Einleger werden dem Kunststoff-Institut vermehrt Frage im Bereich der Kabel- und Rundleiterumspritzung gestellt. Hierbei ist das Umspritzen von Rundleitern mit thermoplastischen Kunststoffen weit verbreitet und Stand der Technik. Anwendungsbeispiele finden sich in den Bereichen Automotive, Weiße Ware und Photovoltaik.

Aktuell werden die Anforderungen an diese Systeme weiter vorangetrieben, sodass vermehrt mediendichte Verbünde durch das Umspritzen gefordert werden.

Eben diese Verbünde stellen die Verarbeiter vor einer hohen Herausforderung, da oftmals chemische unähnliche Materialien vom Rundleiter und dem Umspritzmaterial miteinander kombiniert werden müssen.

Liegen bei einer entsprechenden Anwendung chemisch unähnliche Materialien vor, können sich diese auch durch den Umspritzprozess nicht miteinander verbinden, sodass ein Spalt entstehen kann. Eben in diesen Spalt können Flüssigkeiten eindringen, wodurch die Bauteile als nicht mediendicht beurteilt werden (Bild 3).

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