DE69931620T2

DE69931620T2 - Verfahren und werkzeug zur herstellung einer antenneneinheit sowie antenneneinheit

Info

Publication number: DE69931620T2
Application number: DE69931620T
Authority: DE
Inventors: Peter Stambeck
Original assignee: Munkplast International AB
Current assignee: Munkplast International AB
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: JP4061024B2; WO1999046830A1; US6317102B1; EP1068653A1; CN1292938A; AU3178399A; KR20010041303A; EP1068653B1; DE69931620D1; JP2002507072A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zur Herstellung einer Antennenbaugruppe, insbesondere einer Antennenbaugruppe für Mobiltelefone und dergleichen. Die Erfindung betrifft ferner eine nach diesem Verfahren hergestellte Antennenbaugruppe.
Antennenbaugruppen für Mobiltelefone weisen normalerweise eine mittlere, vorzugsweise elastische metallische Seele, zum Beispiel eine drahtförmige oder eine rohrförmige Seele, auf, für gewöhnlich mit einem kreisförmigen Querschnitt, sowie eine die elastische Seele umschließende Ummantelung, die aus einem geeigneten thermoplastischen Material besteht, vorzugsweise aus einer Art, die besonders flüssig ist, wobei die Ummantelung hauptsächlich dazu dient, das ästhetische Erscheinungsbild der Antennenbaugruppe zu verbessern. Die Konstruktion des oberen Endes der Antennenbaugruppe und ihres unteren Teils kann herstellerbedingt variieren.
Bisher wurden häufig Versuche unternommen, die metallische Seele bestmöglich in einem rohrförmigen Ummantelungsmaterial zu zentrieren, das entweder vorher gefertigt oder zum Beispiel durch Spritzgießen erst hergestellt wird, wenn die elastische Seele in die Ummantelung eingeführt wird. Diese Arbeiten sind recht mühsam und führen für gewöhnlich zu erheblichen Schwierigkeiten beim Zentrieren. Die metallische, elastische Seele kann daher in der umschließenden Ummantelung überaus unübliche Stellungen und Biegeformen einnehmen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Werkzeug hervorzubringen, das bei Herstellung einer Antennenbaugruppe zu verwenden ist, wobei das Verfahren leicht und schnell ausgeführt werden kann und wobei es sicherstellt, dass die metallische Seele eine klar bestimmte und gleichmäßig zentrierte Position in der hergestellten Antennenbaugruppe einnimmt.
Das Verfahren betrifft die Herstellung einer Antennenbaugruppe, welche eine metallische Seele, die rohrförmig oder drahtförmig ist und vorzugsweise elastisch ist, sowie eine Ummantelung, die die Seele teilweise oder ganz umschließt und aus einem einspritzbaren Material besteht, aufweist. Für das Spritzgießen wird ein Werkzeug verwendet, welches in einer die Längsmittelachse durch die Seele aufweisenden Trennebene geteilt ist. Das Verfahren ist im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Ummantelung in mindestens zwei Schritten eingespritzt wird, wobei die Seele in einem ersten Schritt mit einem im Wesentlichen als Halbrohrzylinder ausgebildeten ersten Ummantelungsabschnitt versehen wird, während der verbleibenden Abschnitt der Seele innerhalb von einem ersten, der Form der Seele angepassten Abschnitt eines Gießformhohlraums getragen wird, woraufhin zumindest ein Teil des Spritzgusswerkzeugs und die Seele mit dem eingespritzten ersten Ummantelungsabschnitt derart zueinander versetzt werden, dass die Seele mit dem eingespritzten ersten Ummantelungsabschnitt innerhalb von einem dafür ausgelegten Abschnitt eines Gießformhohlraums getragen wird. Danach wird der noch freiliegende Abschnitt der Seele in einem zweiten Schritt mit einem den ersten Ummantelungsabschnitt ergänzenden und im Wesentlichen als Halbrohrzylinder ausgebildeten zweiten Ummantelungsabschnitt versehen.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, dass die Antennenbaugruppe vorzugsweise durch kombiniertes radiales und axiales Einspritzen, so dass eine gewisse Drehung und eine gewisse Wirbelströmung in dem eingespritzten Material eintreten, mit einem Knopf versehen wird, der in einem um das obere Ende der Seele liegenden separaten Gießformhohlraum gelegen ist und eng an zumindest dem ersten eingespritzten Ummantelungsabschnitt anliegt. Es sollte auch nach geringfügiger Abwandlung des Werkzeugs möglich sein, so genannte Dualantennenbaugruppen herzustellen, d.h. Antennenbaugruppen, die zwei parallele Antennenseelen enthalten, die in der Trennebene des Werkzeugs Seite an Seite bei einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist eine etwas kürzer als die andere, um den jeweiligen Frequenzintervallen angepasst zu sein.
Es sollte auch nach entsprechenden Abwandlungen des Werkzeugs möglich sein, in ähnlicher Weise auch so genannte Teleskopantennen herzustellen.
Weitere geeignete Merkmale werden in den Ansprüchen 2 bis 17 angegeben.
Weiter unten wird die Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zwei Ausführungen eines Werkzeugs für das Herstellen einer erfindungsgemäßen Antennenbaugruppe veranschaulichen.
Die 1–3 zeigen einen ersten, einen zweiten bzw. einen dritten Schritt während der Herstellung einer Antennenbaugruppe nach einer ersten Ausführung.
Die 4–6 zeigen eine zweite Ausführung, bei der ein Werkzeug mit einem feststehenden und einem sich drehenden Teil verwendet wird.
Für ein umfassendes Verständnis der ersten Ausführung nach den 1–3 sollten diese Figuren von links nach rechts in der Zeichnung nebeneinander gelegt werden, wobei die Teile der Antennenseele zueinander ausgerichtet werden.
Nach 1 wird ein Seelendraht 10 aus einem geeigneten, vorzugsweise elastischen Material, zum Beispiel einer Nickel-Titan-Legierung, und mit einem Außendurchmesser von z.B. 0,9 mm in einen ersten Gießformhohlraum, der allgemein als 11 bezeichnet wird, zwischen zwei Werkzeughälften 12 und 13 eingeführt. Dieser erste Gießformhohlraum 11 ist so ausgelegt, dass man den Seelendraht 10 durch Einspritzen eines geeigneten Kunststoffmaterials in einem ersten Teil 11a des Werkzeugteils 12 durch Kanäle 14 vorsehen kann, wobei ein erster Ummantelungsabschnitt 15 wie ein Halbrohrzylinder mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Wandstärke geformt ist, Seitenflächen 16 zur Trennebene D des Werkzeugs parallel sind und Abschlusswandflächen 17A, 17B quer zur Achse des Seelendrahts 10 laufen. Nun ruht der Seelendraht mit seiner einen Hälfte in einer Nut 11B in der unteren Werkzeughälfte 13.
Nach 2 wird der Seelendraht danach axial um eine mindestens der Länge des ersten Ummantelungsabschnitts 15 entsprechende Strecke bewegt, woraufhin der Seelendraht durch Einspritzen eines Kunststoffmaterials mit einem zweiten Ummantelungsabschnitt 18 versehen wird, wohingegen der erste Ummantelungsabschnitt 15 mit dem umschlossenen Seelendraht in einem Gießformhohlraum 19 ruht, der in der oberen Gießformhälfte 12 dem ersten Ummantelungsabschnitt 15 angepasst ist. Man erkennt, dass die Seelenabschnitte 15 und 19 von im Wesentlichen identischer Form sind. Es kann aber bevorzugt sein, dass wie in 2 gezeigt der zweite eingespritzte Ummantelungsabschnitt durch entsprechendes Formen des für diesen Ummantelungsabschnitt gedachten Gießformhohlraums eine kürzere axiale Länge als der erste eingespritzte Ummantelungsabschnitt erhält.
Bei dem ersten Einspritzschritt wird die Position der Baugruppe gesteuert, indem eine Hälfe des Seelendrahts in seine Nut geleitet wird, und während des zweiten Einspritzschritts wird die Position der Baugruppe gesteuert, indem der erste Ummantelungsabschnitt mit dem umschlossenen Seelendraht in eine für diesen Zweck in dem oberen Werkzeugteil 12 ausgelegte Nut geleitet wird.
Bei Bedarf kann man wie in 3 gezeigt als letzten Schritt die Antennenbaugruppe mit einem geeignet geformten Schutzknopf versehen, vorzugsweise während des Einspritzens des Kunststoffs in eine kombinierte axiale und radiale Richtung, so dass man für bestmögliches Einspritzen eine günstige Drehbewegung und Wirbelströmung des Kunststoffmaterials erreicht.
Ein Fachmann erkennt, dass zu einem geeigneten Zeitpunkt, vorzugsweise nach Beendigung des zweiten Schritts der Seeleneinspritzung, in Verbindung mit dem Schließen des Werkzeugs für das Einspritzen des dargestellten Knopfs der Seelendraht abgeschnitten wird, zum Beispiel in der in 3 dargestellten Ebene K.
In der Ausführung nach den 4–6 wird ein Drahtrohling in einen feststehenden Werkzeugteil (4) eingeführt und mittels einer Vorrichtung 21 abgeschnitten. Die Hälfte des Drahtrohlings wird durch Einspritzen von Kunststoffmaterial bedeckt, vorzugsweise während Haltelaschen beibehalten werden. Daraufhin wird ein beweglicher Abschnitt (5) des Werkzeugs um eine halbe Drehung um eine Achse 22 gedreht, woraufhin die andere Hälfte des geschnittenen Drahtrohlings von Einspritzmaterial bedeckt wird, bis ein fertiges Erzeugnis verwirklicht ist. Gleichzeitig werden die neu eingeführten Drahtrohlinge zur Hälfte mit Einspritzmaterial bedeckt. Nach jedem Einspritzen werden fertig hergestellte Antennenbaugruppen aus dem Werkzeug ausgestoßen.
Wie in 4 gezeigt werden jedes Mal vier Drähte in den feststehenden Teil des Werkzeugs eingeführt, woraufhin das Werkzeug geschlossen wird und die Drähte abgeschnitten werden. Danach werden die Hälfte der Drahtfläche und ein Teil des Seelenknopfs mit Einspritzmaterial bedeckt.
Nun wird das Werkzeug mit seinem beweglichen Teil geöffnet, woraufhin die halbfertigen Teile hochgehoben werden. Danach wird das bewegliche Werkzeugteil gedreht und es bringt seine halbfertigen Teile zum entgegengesetzten Teil (dem linken Teil von 4) des feststehenden Werkzeugteils mit, gleichzeitig wird neuer Draht in den feststehenden Werkzeugteil (den rechten Teil von 4) eingeführt. Danach wird das Werkzeug geschlossen und die halbfertigen Teile werden in ihren Gießformhohlräumen gehalten, die jetzt Gießformhohlräume für sichere Fixierung der Ummantelungsabschnitte mit zugehörigen Seelen bilden. Danach werden wie in 6 gezeigt der zweite Ummantelungsabschnitt und der verbleibende Teil des Knopfs mit Einspritzmaterial bedeckt.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Antennenbaugruppen, die eine rohrförmige bzw. drahtförmige metallische Seele (10) sowie eine aus einspritzbarem Isoliermaterial bestehende, die Seele (10) wenigstens teilweise umschließende Ummantelung (15, 18) umfassen, wobei ein Spritzgusswerkzeug zum Einsatz kommt, das in einer die Längsmittelachse der Seele aufweisenden Trennebene (D) geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die isolierende Ummantelung (15, 18) in mindestens zwei Schritten eingespritzt wird, – wobei die Seele (10) in einem ersten Schritt mit einem im Wesentlichen als Halbrohrzylinder ausgebildeten ersten Ummantelungsabschnitt (15) versehen wird, während die verbleibenden Abschnitte der Seele (10) innerhalb von einem ersten, der Form der Seele (10) angepassten Abschnitt (11b) eines Gießformhohlraums getragen werden, – woraufhin zumindest ein Teil des Spritzgusswerkzeugs und die Seele (10) mit dem eingespritzten ersten Ummantelungsabschnitt (15) derart zueinander versetzt werden, dass die Seele mit dem eingespritzten ersten Ummantelungsabschnitt innerhalb von einem dafür ausgelegten zweiten Abschnitt (19) eines Gießformhohlraums getragen wird, – woraufhin der noch freiliegende Abschnitt der Seele (10) in einem zweiten Schritt mit einem den ersten Ummantelungsabschnitt (15) ergänzenden und im Wesentlichen als Halbrohrzylinder ausgebildeten zweiten Ummantelungsabschnitt (18) versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele (10) mit dem eingespritzten ersten Ummantelungsabschnitt (15) nach dem ersten Schritt um einen zumindest der Länge des ersten Ummantelungsabschnitts entsprechenden Abstand axial vorgeschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Ummantelungsabschnitt (15) eine im Wesentlichen gleichmäßige Wandstärke erhält, wobei sich in der Trennebene (D) Querseiten (16) befinden und der Ummantelungsachse entgegengesetzte Abschlusswände (17A, 17B) vorhanden sind, sowie – dass der zweite Ummantelungsabschnitt (18) eine im Wesentlichen gleichmäßige Wandstärke erhält, wobei sich in der Trennebene Querseiten befinden und der Ummantelungsachse entgegengesetzte Abschlusswände vorhanden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – durch eine entsprechende Ausgestaltung des für diesen Ummantelungsabschnitt vorgesehenen Gießformhohlraums der zweite eingespritzte Ummantelungsabschnitt (18) eine geringere Axiallänge als der zuerst eingespritzte Ummantelungsabschnitt (15) erhält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während eines dritten Einspritzschritts die Antennenbaugruppe mit einem Knopf (20) versehen wird, der in einem um das obere Ende der Seele (10) liegenden Gießformhohlraum gelegen ist und eng an zumindest dem Ende der Seele und dem ersten eingespritzten Ummantelungsabschnitt (15) anliegt.
Verfahren nach einem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – während des dritten Schritts die Einspritzung durch kombiniertes radiales sowie axiales Einspritzen in den Gießformhohlraum derart durchgeführt wird, dass eine bestimmte Wirbelströmung und Drehung des eingespritzten Materials erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Antennenbaugruppe während des ersten und/oder zweiten Einspritzschritts mit einem Knopf (20) versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – nach dem ersten Schritt ein beweglicher Abschnitt des Werkzeugs bezüglich eines feststehende Werkzeugabschnitts um eine halbe Drehung gedreht wird, – wobei die Seele (10) mit ihrem eingespritzten ersten Ummantelungsabschnitt (15) aus dem im feststehenden Werkzeugabschnitt befindlichen Gießformhohlraum (11A) in einen dem zweiten Ummantelungsabschnitt (18) entsprechenden, auch in dem feststehenden Werkzeugabschnitt liegenden Gießformhohlraum (19) gebracht wird, und – wobei sich der zum Einspritzen des ersten Ummantelungsabschnitts (15) eingesetzte Gießformhohlraum in dem beweglichen Werkzeugabschnitt befindet und im zweiten Schritt den zweiten Gießformhohlraum darstellt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste und der zweite Schritt gleichzeitig in zwei entgegengesetzten Abschnitten des Werkzeugs durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – mehrere Antennenbaugruppen gleichzeitig in den zwei entgegengesetzten Abschnitten des Werkzeugs hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass – nach jeder Drehung des beweglichen Werkzeugabschnitts und Auspressen einer jeweiligen gebrauchsfertigen Antennenbaugruppe ein bzw. mehrere zum Bilden der Seele bzw. Seelen (10) vorgesehene Rohdrähte in den feststehenden Werkzeugabschnitt eingesetzt wird bzw. werden.
Werkzeug zum Herstellen einer Antennenbaugruppe nach dem im Anspruch 1 bestimmten Verfahren, wobei die Antennenbaugruppe eine rohrförmige bzw. drahtförmige metallische Seele (10) sowie eine aus einspritzbarem Isoliermaterial bestehende, die Seele (10) wenigstens teilweise umschließende Ummantelung (15, 18) umfasst, wobei ein Spritzgusswerkzeug zum Einsatz kommt, das in einer die Längsmittelachse der Seele aufweisenden Trennebene (D) geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Werkzeug mit zwei getrennten Gießformhohlräumen, nämlich einem ersten Gießformhohlraum (11A), in dem die Seele während eines ersten Schritts durch Einspritzen mit einem als Halbrohrzylinder ausgebildeten ersten Ummantelungsabschnitt (15) versehen wird, während der verbleibende Abschnitt der Seele in einem der Form der Seele angepassten Abschnitt (11B) eines Gießformhohlraums getragen wird, und einem zweiten, von dem ersten Gießformhohlraum beabstandeten Gießformhohlraum, in dem der noch freiliegende Abschnitt der Seele (10) entsprechend in einem zweiten Schritt mit einem den ersten Ummantelungsabschnitt (15) ergänzenden und als Halbrohrzylinder ausgebildeten zweiten Ummantelungsabschnitt (18) versehen wird, während die Seele (10) mit dem eingespritzten ersten Ummantelungsabschnitt (15) in einem dafür ausgebildeten zweiten Abschnitt (19) des Gießformhohlraums getragen wird.
Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Werkzeug einen getrennten Gießformhohlraum zur Aufnahme eines Endes der Seele zur Ausbildung eines Knopfs (20) auf die Seele (10) aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass – während eines dritten Einspritzschritts der getrennte Gießformhohlraum eng an zumindest dem äußeren Ende der Seele (10) und des Ummantelungsabschnitts (15, 18) anliegt.
Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – mit dem ersten Gießformhohlraum (11A) ein getrennter Gießformhohlraum zur Bildung zumindest eines Teils eines Knopfs (20) an einem Ende der Seele (10) verbunden wird.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 12–15, dadurch gekennzeichnet, dass – das Werkzeug zur Ausbildung einer so genannten Doppelantenne zumindest noch einen Gießformhohlraum aufweist, der sich zum Einspritzen einer Ummantelung (15, 18) auf eine zusätzliche Seele (10), die sich parallel zur ersten Seele (10) erstreckt, parallel zu den anderen Gießformhohlräumen und beabstandet davon sowie in derselben Gießformtrennebene (D) erstreckt.
Antennenbaugruppe, die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 hergestellt wird.