KONTAKTGEHÄUSE MIT UMSPRITZTEN KUPFERLEITERN FÜR KFZ-HOCHVOLT-ANTRIEB
Für Wieland/ Ulm fertigt Weiss aus Hochleistungskunststoff Gehäuse mit umspritzten Kupferleitern, die in Kfz-Elektroantrieben zum Einsatz kommen – und hat für dieses Projekt eigens eine Vertikal-Spritzgießmaschine mit Rundteller angeschafft.
DER KUNDE
Kernkompetenz Kupfer: So kann man das Aufgabenfeld von Wieland mit Hauptsitz in Ulm beschreiben. Das Unternehmen beschäftigt weltweit rund 7000 Mitarbeiter an 63 Standorten und erzielte im Geschäftsjahr 2017/18 einen Umsatz von mehr als 3 Mrd. €. Ein wichtiger Anwendungsbereich der von Wieland gefertigten Produkte und Systeme ist die elektrische Antriebstechnik. Das Programm reicht hier von Kontaktträgern und Kupferrotoren für Elektromotoren über individuelle Systemkomponenten bis zu Spezial-Bimetallen insbesondere für elektrifizierte und hybride Kfz-Antriebe. Dabei begleitet Wieland die Kunden von der Entwicklung bis zur Großserienfertigung und bietet auch einbaufertige Lösungen an.
DIE AUFGABE
In einem aktuellen Projekt hat Wieland eng mit Weiss zusammengearbeitet. Aufgabenstellung war die Entwicklung und Serienproduktion eines Hochvolt-Kontaktelementes für den elektrischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs. Dabei werden Kupferleiter umspritzt. Das ist nicht ungewöhnlich, stellt aber eine Herausforderung dar. Denn das Kunststoffgehäuse muss den Kupferleiter vollständig umschließen. Man benötigt im Spritzgussprozess aber Stifte zum Positionieren der eingelegten Kupferelemente.
DIE LÖSUNG
Die Weiss-Ingenieure erprobten zwei Lösungen zum vollständigen Umspritzen der Kontaktelemente: das doppelte Umspritzen der Kontaktelemente mit PBT und das Ziehen der Positionierstifte beim Spritzgießen. Das Ziehen erwies sich als die bessere, weil prozesssichere Variante. Auch das manuelle Einlegen musste mit großer Expertise geplant werden. Denn die Kupferelemente werden gebogen und nicht spanend bearbeitet. Deshalb weisen ihre Abmessungen Toleranzen auf, die der Maschinenbediener beim Einlegeprozess ausgleichen bzw. anpassen muss. Und weil für den Temperaturverlauf beim Spritz-gießen Grenzwerte vorgegeben sind, werden die Kupferelemente vor dem Einlegen auf rund 100 °C erhitzt. Mit solchen Prozessen hat Weiss Erfahrung, u.a. aus der Fertigung von Elektrogehäusen mit integrierten, umspritzten Antennen.
BESONDERHEIT
Für dieses Projekt hat Weiss den Maschinenpark eigens um eine neue Vertikal-Spritzgießmaschine mit Rundteller erweitert. Bei diesen Maschinen erfolgt das Ein-spritzen vertikal, die Schließeinheit fährt von oben gegen die Festhälfte des Werkzeugs. Das schafft – in Kombination mit dem Rundtellerprinzip – die Voraussetzung für einen optimierten Workflow und damit für kürzere Zykluszeiten: Während des Spritzgießens können schon im nachfolgenden Werkzeug die Kontaktelemente eingelegt werden.