DE3228214A1 - Formverfahren und geformtes produkt - Google Patents

Formverfahren und geformtes produkt

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines Produktes, in das Bauteile eingebracht sind, sowie ein auf diese Weise geformtes Produkt.
Es ist bekannt, gemäß Fig. 1 ein Formteil auszubilden, indem ein Bauteil 3 in eine geformte Ausnehmung 2 in einer Metallform 1 eingebracht wird, wobei das eingebrachte Bauteil 3 durch einen Stift 4 angepreßt wird, wobei der Stift von außerhalb der Form in die beschriebene Ausnehmung 2 geführt wird; dann wird ungehärtetes Harz 5 in die Ausnehmung 2 eingebracht und gehärtet; schließlich wird der Stift 4 aus der Ausnehmung 2 herausgezogen.
Bei einem nach dieser Methode geformten Körper 6 verbleiben jedoch gemäß Fig. 2 die den Stiften 4 zugehörigen Löcher 7; durch diese Löcher 7 wird das äußere Erscheinungsbild des Verfahrensprodukts beeinträchtigt; darüber hinaus verursachen diese Löcher, wenn die eingebrachten Bauteile 3 aus Metall bestehen, beispielsweise elektrische Bauteile von Schlüssel- oder Tasten-0 schalter, Probleme hinsichtlich der elektrischen Isolation und hinsichtlich rascher Korrosion des eingebrachten Bauteils 3, wobei es offensichtlich ist, daß bei dieser Verfahrensweise in jedem Fall Stiftlöcher entstehen.
Um die Nachteile dieser Stiftlöcher 7 zu vermeiden, ist es entweder möglich, daß ein Stift 4 überhaupt nicht verwendet wird, oder daß das Stiftloch 7 nach dem Eingießen oder Einspritzen des Kunststoff in einem weiteren Verfahrensschritt geschlossen wird. Bei der ersteren Methode treten jedoch durch die Eingabe des Harzes oder durch den Eingabe- oder Einspritzdruck des Harzes Verschiebungen oder Verformungen des eingebrachten Bauteils
auf, so daß unbefriedigende Produkte erhalten werden; die letztere Verfahrensweise ist unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nachteilig, weil die zweite Verfahrensstufe kompliziert und kostenintensiv ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile des bekannten Verfahrens zu umgehen. Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, ein Formverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem kein Stiftloch nach Ausbildung des geformten Produktes mit eingebrachten Bauteilen verbleibt.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein derartiges Verfahren zur Verfügung zu stellen, das schnell durchführbar ist, wobei gleichzeitig die Bildung von fehlerhaften Produkten durch Verschiebung oder Verformung des eingebrachten Bauteils während der Herstellung vermieden wird.
Eine andere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein einstufiges Verfahren unter Vermeidung einer aufwendigen zweiten Stufe zur Verfügung zu stellen.
Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, wirtschaftlich und schnell herstellbare geformte Körper oder Bauteile zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich Korrosion oder Beeinträchtigung der Isolation des eingeschobenen Bauteils störunanfällig sind.
Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden durch Verfahren und Produkte gemäß den Ansprüchen 1 bis 12 gelöst.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen Formkörper zur Verdeutlichung des bekannten Formverfahrens,
Fig. 2 ist eine Aufsicht auf ein geformtes Produkt gemäß Fig. 1,
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vorrichtung 15 hinsichtlich ihrer Rückstellkraft so eingestellt, daß der Stift 14 durch den Eingabedruck des Harzes unmittelbar vor vollständiger Zufuhr des ungehärteten Harzes 19 in die Ausnehmung 12 nach rückwärts bewegt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun an Fig. 3 (A) beschrieben: Das Einschubteil 13 wird zunächst in die Formausnehmung 12 eingebracht; dieses Einschubteil
13 wird durch das verjüngte Ende des Stifts 14 im Zusannenwirken mit der Schraubenfeder 9 fixiert; dann wird das ungehärtete Harz 19 durch den Einguß eingeführt. Dann wird gemäß Fig. 3 (B) beim Eingeben des Harzes 19 unmittelbar vor vollständiger Eingabe der Stift 14 rückwärts aus der Ausnehmung 12 durch den Eingabedruck des Harzes 19 bewegt; gleichzeitig wird weiteres Harz 19 während der Rückwärtsbewegung des Stiftes 14 nachgefüllt.
Im vorliegenden Fall kann der Stift 14 aus der Formausnehmung 12 unmittelbar vor Vollendung der Zugabe des Harzes 19 in^rückwärtiger Richtung bewegt werden, indem die Rückstellkraft der üblichen Druckvorrichtung 15 entsprechend eingestellt und indem die Ausbildung am Stift
14 zur Druckaufnahme entsprechend ausgebildet wird. Auf diese Weise wird ein Formprodukt erhalten, das, zumindest im Bereich des Einschubteils 13,kein Stiftloch anstelle des Stifts 14 aufweist. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, daß die Verschiebung oder Verformung des Einschubteils 13 vor allem zu Beginn der Eingabe des Harzes 19 und nicht unmittelbar vor Beendigung der Zugabe auftreten kann. Entsprechend kann der Anfall an unbrauchbaren Verfahrensprodukten wegen Verschiebung oder Verformung der Einschubteile 13 verhindert werden, wodurch sich die Verfahrensausbeute bemerkenswert verbessert. Auf diese Weise kann ebenfalls Korrosion des Einschubteils 13 ausgeschlossen werden. Insbesondere kann auf diese Weise ein Formprodukt hervorragender Qualität erhalten werden,
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das insbesondere bei elektrischen Geräten oder Bauteilen Korrosion oder Beeinträchtigung der Isolation ausschließt.
In Fig. 4 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform schematisch wiedergegeben. Das Einschubteil 13 wird in die geformte Ausnehmung 12 eingeführt und durch obere und untere Stifte 14 gehalten; auf diese Weise wird das Einschubteil 13, selbst wenn es sehr dünn ist, nicht verformt, so daß ein geformtes Produkt erhalten wird, in dem das Einschubteil 13 in einer bestimmten Position fixiert ist, wenn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgegangen wird.
In den Pign. 5 (A) und (B) wird eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform illustriert. Gemäß dieser Figur weist auch diese Vorrichtung Stifte 14 auf, die in Längsrichtung beweglich in eine Metallform 11 von außerhalb einer geformten Ausnehmung 12 eingeführt sind, um ein Einschubteil 13, das zuvor in die Ausnehmung 12 eingebracht wurde, festzuhalten; außerdem ist ein Mechanismus 20 zur Bewegung des Stiftes vorgesehen, durch den der Stift 14 in rückwärtiger Richtung aus dem Inneren der Ausnehmung 12 bewegt wird. Darüber hinaus ist eine Regelvorrichtung vorgesehen, die zum einen unmittelbar vor Vollendung der Zugabe des Harzes 19 in die Ausnehmung 12 diesen Zustand registriert, und die darüber hinaus ausgebildet ist, die Antriebsvorrichtung 20 in Abhängigkeit von dem registrierten Wert in Bewegung zu setzen.
Im vorliegenden Fall besteht die Antriebsvorrichtung 20 für den Stift aus Schraubenfedern 21, die auf die Stifte 14 derart einwirken, daß sie in rückwärtiger Richtung aus der Ausnehmung 12 bewegt werden, aus einem Gleitkern 22, der rechtwinklig verschiebbar zu dem Stift 14 ausgebildet ist, und eine Druckplatte 23, die gleitbar mit dem Gleitkern 22 zusammenwirkt und hierbei in Längsrichtung des Stifts 14 bewegbar ist. (Im vorliegenden Fall geschieht das durch die keilförmige Ausbildung der beiden
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letzten Bauteile.) Der Gleitkern 22 ist beispieleweise über einen Verbindungsstab 24 mit einem hydraulischen Antrieb verbunden. Darüber hinaus ist die Gleitfläche zwischen dem Kern 22 und der Platte 23 geneigt, so daß, wenn der Kern 22 nach rechts bewegt wird, der Stift 14 gemäß Fig. 5 (A) nach unten auf das Einschubteil 13 in der Ausnehmung 12 gepreßt wird. Wenn der Kern 22 nach links bewegt wird, wird der Stift rückwärts nach oben gemäß Fig. 5 (B) durch die Rückstellkraft der Feder 21 geführt, und von dem Einschubteil 13 getrennt.
Die zuvor beschriebene Regelvorrichtung besteht aus einem Drucksensor 25, der den Einfülldruck des Harzes 19 in der Ausnehmung 12 mißt. Der Drucksensor 25 mißt den Ladedruck in der Ausnehmung 12 über den Verbindungsstab
26. Wenn dieser Drucksensor 25 den Druck unmittelbar vor Vollendung der Zugabe des Harzes 19 mißt, wird aufgrund dieser Information die Antriebsvorrichtung 20 in Bewegung gesetzt und bewegt hierbei den Stift 14 in rückwärtiger Richtung, und zwar unmittelbar bevor die Zugabe des un-0 gehärteten Harzes 19 in die Ausnehmung 12 abgeschlossen ist. Der Meßdruck zum Aktivieren der Antriebsvorrichtung 20 wird vorher auf einen bestimmten Wert festgelegt.
Diese Meßvorrichtung kann ebenfalls aus einem nicht abgebildeten Timer bestehen. In diesem Fall wird der Timer so ausaebildet, daß er nach vorgeaebener Zeit (z.B. 9 Stunden) nach Beginn der Eingabe des Harzes 19 in die Ausnehmunrr 12 die Antriebsvorrichtung 20 für den Stift in Gang setzt» Auf diese Weise kann der Stift 14 ebenfalls unmittelbar vor Beendigung der Zugabe des Harzes 19 in die Ausnehmung 12 in rückwärtiger Richtung bewegt werden.
Unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung gemäß Fig. 5 (A) wird das Einschubteil 13 zunächst in die geformte Ausnehmung 12 eingebracht; dann wird das Einschubteil 13 durch die Stifte 14, die von außerhalb der Ausnehmung 12 eingeführt werden,unter Druck gehalten; dann
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wird das ungehärtete Harz 19 in die Ausnehmung 12 durch eine Gießeingabe eingeführt. Danach wird gemäß Fig. 5 (B) unmittelbar vor Vollendung der Zufuhr des Harzes 19 der Stift 14 in rückwärtiger Richtung bewegt und zumindest von dem Einschubteil 13 getrennt, wobei das Harz 19 auch nach rückwärtiger Bewegung des Stiftes 14 weiter zugefügt wird.
Auf diese Weise wird die gleiche Wirkung wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform erzielt.
In Fig. 6 wird schematisch eine andere Ausführungsfiorm der Erfindung dargestellt. Hierbei bezeichnet 30 eine obere Form und 31 eine untere Form, wobei durch die untere Form 31 ein Drückstift 32, der normalerweise zum Ausstoß eines geformten Teils aus einer Form verwendet wird, teleskopartig bewegbar in die Ausnehmung 12 geführt ist.. Eine Leiterplatte 33 ist mit verschiedenen elektronischen Teilen 34 bestückt'/ wobei die Unterseite dieser Leiterplatte ,33. von. dem-Druckstift 32 geh,al;tien, iT<?|( j „ wird, der-zuvor in die Ausnehmung 12 geführt wird; ,glei$hzei~ tig ist ei.nTeil des Ein,/Ausgangsanschlusses 35 f dervm&js der Leiterplatte 33 verbunden ist, auf eine Anlagefläche 36 aufgelegt/ wodurch die Leiterplatte 33 in der Ausnehmung 12 fixiert ist. :
Auf diese Weise wird die Leiterplatte 33; im Innenraum der Ausnehmung 12 angeordnet; dann wird die untere. Form 31 zum Verschließen der Form angehoben; danac,:h,-wi^rd # das wärmehäKtende Harz 19, beispielsweise ein Epoxidharz;? durch den Angußkanal 37 in die Ausnehmung 12 eingebracht»? Da die Unterseite.der Leiterplatte 33 in der Ausnehmung 12 durch den Druckstift 32 und gleichzeitig durch den Ein/ Ausgangsanschluß 35. gehalten ist, verbleibt sie bejs der Zuführung des Harzes 19 in der gewünschten Positionv Während der Eingabe des Harzes 19 unmittelbar -vor S1^
ν Vollendung der Zugabe wird der Drückstift 32 bis auft4%er^ Oberfläche der unteren Form 31 gesenkt, so daß die Leiter-
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platte 33 in der Ausnehmung 12 völlig in Harz eingeformt wird. Dann wird die untere Form 31 zur öffnung der Form gesenkt und das geformte Produkt mittels des Drückstiftes 32 aus der Form ausgestoßen. Bevorzugt betrifft die Erfindung das vollständige Eingießen einer Leiterplatte mit elektronischen Teilen in Harz; dieses gilt insbesondere auch für elektronischen Schaltungsaufbau/ sowie für das Eingießen von Festkörperrelais, photoelektrischen Schaltern oder Annäherüngsschaltern und ähnliche.
Mit der zuletzt beschriebenen Verfahrensweise können alle zuvor beschriebenen Vorteile erreicht werden.
Wenn ein elektronischer Schaltungsaufbau durch entsprechende Anordnung bestimmter elektronischer Bauteile, beispielsweise durch Spritzpressen in Harz eingeformt wird, wird normalerweise ein wärmehärtendes Epoxyharz verwendet. Da die chemische Härtung jedoch erhebliche Zeit beansprucht, besteht hierin ein Problem für die Massenproduktion.
Deshalb wird erfindungsgemäß Polyphenylensulfid, das zu thermoplastischen Harzen zählt, anstelle der zuvor beschriebenen Harze verwendet. Dieses Harz ist bei Formtemperaturen von 2800C unter einem Druck von 50 kg/cm2 einsetzbar; ein geeignetes Produkt wird zur Zeit in den USA von PHILLIPS PETROLEUM CO. unter der Bezeichnung "RYTON" vertrieben.
Durch Verwendung dieses Harzes kann die Formzeit erheblich herabgesetzt werden; hierdurch wird die Herstellung der genannten Formprodukte erheblich wirtschaftlicher.
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Claims (12)

Formverfahren und geformtes Produkt Prioritäten: 28. Juli 1981 - JAPAN - Nr. 118213/1981 28. Juli 1981 - JAPAN - Nr. 118214/1981 Patentansprüche 10
1. Verfahren zur Herstellung eines Formteil mit einem Einschubteil, gekennzeichnet durch
(a) Einbringen eines Einschubteils in eine Ausnehmung einer Metallform bestehend aus einer oberen und unteren Form;
(b) Halterung des Einschubteils durch mindestens einen Stift, der von außerhalb in die Ausnehmung eingeführt wird, während ungehärtetes Harz in die Ausnehmung eingebracht wird;
(c) Zurückziehen des Stiftes aus der Ausnehmung bei gleichzeitiger weiteren Zufuhr von Harz.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stift von einer Druckplatte gehalten wird, wobei mittels einer Schraubenfeder gleichzeitig ein Druck einwirkt; und daß die Spitze des Stiftes zur Aufnahme des Druckes des in die Ausnehmung zugeführten Harzes ausgebildet ist, so daß der Stift bei zunehmendem Zugabedruck aus der Ausnehmung herausbewegt wird.
3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der auf den Stift wirkende Druck durch eine Schraube veränderbar ist.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehen~ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die druckaufnehmende Ausbildung der Spitze des Stiftes konisch oder stufenförmig ausgeführt ist.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet , daß das Einschubteil innerhalb der Ausnehmung durch von oben und unten auf das Einschubteil einwirkende Stifte gehalten wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Stift durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben wird, und daß diese Antriebsvorrichtung durch ein Regelgerät in Betrieb gesetzt wird, das wiederum den Zustand vor vollständiger Zufuhr des ungehärteten Harzes mißt.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß die Antriebsvorrichtung für den Stift aus einer Schraubenfeder besteht, die normalerweise auf den Stift
in rückwärtiger Richtung aus der Ausnehmung heraus einwirkt; einen Gleitkern, der den Stift in zu diesem rechtwinkliger Richtung bewegt; eine Druckplatte, die gleitend mit diesem Gleitkern in Berührung steht und in Richtung des Stiftes bewegbar ist, wobei der Gleitkontakt zwischen dem Gleitkern und der Druckplatte über eine schräge Fläche erfolgt.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
daß das Regelgerät aus einem Drucksensor besteht, der den Zugabedruck des ungehärteten Harzes mißt, wobei dieser Drucksensor durch einen Stab angetrieben wird, über den der Ladedruck in der Ausnehmung weitergeleitet wird. 15
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Regelgerät aus einem Zeitmesser besteht, der die Antriebsvorrichtung für den Stift nach Ablauf einer bestimmten Zeit in Gang setzt.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift die Unterseite des Einschubteils hält und gleichzeitig als Ausstoßstift zum Ausstoßen des Pormteils aus der Form ausgebildet ist.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man als Harz ein thermoplastisches Harz, insbesondere Polyphenylensulfid verwendet.
12. Formteil, das nach mindestens einem der vorhergehenden Verfahren geformt ist.
DE19823228214 1981-07-28 1982-07-28 Formverfahren und geformtes produkt Granted DE3228214A1 (de)

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