-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Die vorliegende Erfindung betrifft das Kunststoffspritzgießen.
-
Kunststoffspritzguss produziert Teile durch Einspritzen von geschmolzenem Kunststoffmaterial in eine Form. Auch Teile, welche nur ein wenig anders sind, erfordern getrennte Formen oder eine Form hoher Komplexität mit Mechanismen zum Transportieren von Werkzeugen in die Form, um die unterschiedlichen Merkmale zu bilden. Ein Verfahren, welches als Shuttle-Spritzguss bezeichnet wird, erfordert zwei untere Formhälften für eine obere Formhälfte. Während die erste untere Formhälfte in Verwendung ist, kann die zweite untere Formhälfte mit Einsätzen bestückt werden. Wenn sich die Presse öffnet, fährt die erste untere Formhälfte heraus, um das Teil auszuwerfen, und kann mit Einsätzen neu bestückt werden, während die zweite untere Formhälfte an ihre Stelle fährt. Obwohl dieses Verfahren die Presszeit reduziert, erfordert es eine teure zweite untere Formhälfte. Ein weiterer Ansatz unter Verwendung einer Drehbewegung, bezeichnet als Exjection®, kombiniert Strangpressen und Spritzpressen, um Teile mit langen Profilen zu fertigen.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung stellt Spritzgussteile und Verfahren zum Produzieren solcher Teile unter Verwendung von Formeinsätzen, wie zum Beispiel Leiterrahmen, zum selektiven Steuern des Materialflusses während eines Spritzgussprozesses bereit, um unterschiedliche Teile in einer gemeinsamen Form zu produzieren.
-
Insbesondere ist in einer Ausführungsform ein Verfahren zum Produzieren mehrerer umspritzter/einsatzgeformter Teile unter Verwendung einer gemeinsamen Form bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Einsetzen eines ersten Einsatzes in eine Form aufweisend einen Formhohlraum, welcher mindestens ein Hohlraummerkmal aufweist, das Einspritzen eines Kunststoffmaterials in den Formhohlraum und das mindestens teilweise Umhüllen des ersten Einsatzes, um ein erstes Teil mit mindestens einem Teilmerkmal, welches dem mindestens einen Hohlraummerkmal entspricht, zu bilden, das Entnehmen des ersten Teils aus der Form, das Einsetzen eines zweiten Einsatzes in die Form und das Einspritzen eines Kunststoffmaterials in den Formhohlraum und das mindestens teilweise Umhüllen des zweiten Einsatzes zum Bilden eines zweiten Teils. Der zweite Einsatz blockiert den Fluss des Kunststoffmaterials zum mindestens einen Hohlraummerkmal derart, dass das zweite Teil das mindestens eine Teilmerkmal, welches dem mindestens einen Hohlraummerkmal entspricht, nicht aufweist.
-
Diese und andere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind durch Bezugnahme auf die Beschreibung der aktuellen Ausführungsformen und die Zeichnungen noch besser verständlich.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Form und eines Einsatzes zum Produzieren eines ersten Teils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts der Form von 1 und eines weiteren Einsatzes zum Produzieren eines zweiten Teils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist eine Draufsicht eines Abschnitts des ersten Teils von 1;
- 4 ist eine Draufsicht eines Abschnitts des zweiten Teils von 2;
- 5 ist ein Diagramm, welches ein Verfahren zum Produzieren mehrerer einsatzgeformter Teile unter Verwendung einer gemeinsamen Form gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Form und eines Einsatzes zum Produzieren eines ersten Teils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts der Form von 6 und eines weiteren Einsatzes zum Produzieren eines zweiten Teils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
BESCHREIBUNG DER AKTUELLEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die vorliegende Erfindung verwendet Formeinsätze, wie zum Beispiel Leiterrahmen, zum selektiven Steuern des Materialflusses während eines Spritzgussprozesses. Ähnliche Teile, welche sich nur durch Merkmale innerhalb des Teils unterscheiden, können dann spritzgegossen werden, ohne dass Abschnitte eines Formwerkzeugs in Position gebracht werden müssen.
-
In einer Ausführungsform kann geschmolzenes Material durch Verändern der Geometrie, wie zum Beispiel eines Lochmusters, des Formeinsatzes entweder blockiert oder zu einem oder mehreren ausgewählten Merkmalen durchgelassen werden. Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit, Teile mit unterschiedlichen Gestaltungen und vielen Kombinationen von Merkmalen unter Verwendung einer Form zu produzieren, zum Beispiel durch „Einschalten“ und „Ausschalten“ eines oder mehrerer Teilmerkmale. Durch Verändern der Geometrie des verwendeten Formeinsatzes wird eine höhere Produktflexibilität für einen einzigen Formwerkzeugsatz bereitgestellt.
-
1 zeigt eine Form 10 für die Produktion eines ersten einsatzgeformten Kunststoffteils 12 aufweisend einen ersten Einsatz 14. Die hierin gezeigte Form 10 weist zwei Formhälften auf, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwar eine erste Formhälfte 16 und eine zweite Formhälfte 18. Die Formhälften 16, 18 passen aufeinander und umschließen einen Innenraum, welcher einen Formhohlraum 20 zum Bilden der Merkmale des ersten Teils 12 definiert. Die Form 10 kann aus Metall, zum Beispiel Stahl oder Aluminium, gebildet und maschinell bearbeitet sein, um den Formhohlraum 20, welcher die Merkmale des ersten Teils 12 bildet, zu definieren.
-
In einer Ausführungsform kann die erste Formhälfte 16 eine Hohlraumseite der Form 10 bilden, und die zweite Formhälfte 18 kann eine Kernseite der Form 10 bilden. Eine Kopfplatte oder Abdeckplatte (nicht gezeigt) kann die erste Formhälfte 16 an eine bewegliche Hälfte einer Formmaschine klemmen. Eine Bodenplatte oder Auswerferplatte (nicht gezeigt) kann die zweite Formhälfte 18 an eine stationäre oder feste Hälfte der Formmaschine klemmen.
-
Der Formhohlraum 20 kann mindestens ein Hohlraummerkmal 22 aufweisen, welches einem Teilmerkmal 24 des ersten Teils 12 entspricht. Das Hohlraummerkmal 22 kann entweder in der Formhälfte 16 oder der Formhälfte 18 gebildet sein, und ist in den 1 - 2 als in der zweiten Formhälfte 18 gebildet dargestellt.
-
Ein Einlauf 26 ist in der Form 10 bereitgestellt, durch welchen geschmolzenes Kunststoffmaterial 28 in den Formhohlraum 20 eintritt. Der Einlauf 26 kann in jeder der Formhälften 16, 18 gebildet sein und ist hierin als in der ersten Formhälfte 16 gebildet dargestellt. Geschmolzenes Kunststoffmaterial 28 wird durch den Einlauf 26 in den Formhohlraum 20 und rund um den ersten Einsatz 14 eingespritzt, um den ersten Einsatz 14 zum Bilden einer vollständigen Baugruppe, d.h. des ersten Teils 12, entweder teilweise oder vollständig zu umhüllen.
-
Bezugnehmend auf 2 kann ein zweites einsatzgeformtes Kunststoffteil 30 unter Verwendung eines zweiten Einsatzes 32 in derselben Form 10 produziert werden. Unter Verwendung des zweiten Einsatzes 32 können die Formhälften 16, 18 dazu verwendet werden, das zweite Teil 30 zu bilden, welches sich in mindestens einem Teilmerkmal 24 vom ersten Teil 12 unterscheidet. Der zweite Einsatz 32 steuert den Kunststofffluss innerhalb des Formhohlraums 20, um den Fluss zu mindestens einem Hohlraummerkmal 22 zu blockieren, um somit das Teilmerkmal 24 „auszuschalten“. In der abgebildeten Ausführungsform ist das zweite Teil 30 dasselbe wie das erste Teil 12, abgesehen vom Teilmerkmal 24, d.h. das zweite Teil 30 ist das erste Teil 12 ohne das Teilmerkmal 24.
-
Die Teileinsätze 14, 32 steuern gezielt den Kunststofffluss während eines Spritzgussprozesses zum Schaffen unterschiedlicher Formfaktoren mit der Form 10. Ähnliche Teile, welche sich nur durch Merkmale innerhalb des Teils unterscheiden, können spritzgegossen werden, ohne dass Abschnitte der Form 10 in Position gebracht werden müssen. Durch Ändern eines Lochmusters im verwendeten Einsatz 14, 32 kann Kunststoff entweder blockiert werden, oder durchgelassen werden, um zu den ausgewählten Merkmalen des Formhohlraums 20 zu fließen. Merkmale können innerhalb jedes Formzyklus einfach durch Austauschen des Einsatzes 14, 32 geändert werden.
-
In den Ausführungsformen der 1 - 2 weist der erste Formeinsatz 14 mindestens ein Durchgangsloch 34 in Ausrichtung mit dem mindestens einen Hohlraummerkmal 22 auf. In den Formhohlraum 20 eingespritztes geschmolzenes Kunststoffmaterial 28 fließt durch das mindestens eine Durchgangsloch 34, um das mindestens eine Hohlraummerkmal 22 auszufüllen, wodurch das erste Teil 12 mit dem Teilmerkmal 24 produziert wird. Der zweite Formeinsatz 32 weist kein Durchgangsloch in Ausrichtung mit dem mindestens einen Hohlraummerkmal 22 auf, und weist stattdessen einen Blockierer 36, wie zum Beispiel eine feste Wand, zwischen dem Einlauf 26 und dem mindestens einen Hohlraummerkmal 22 auf. In den Formhohlraum 20 eingespritztes geschmolzenes Kunststoffmaterial 28 wird durch den zweiten Einsatz 32 blockiert, und füllt das mindestens eine Hohlraummerkmal 22 nicht auf, wodurch das zweite Teil 30 ohne das Teilmerkmal 24 produziert wird.
-
Der Durchmesser D des mindestens einen Durchgangslochs 34 kann vorzugsweise im Bereich von 50 - 200 %, und insbesondere im Bereich von 75 - 125 %, der Dicke T des Einsatzes 14 liegen. Größere Durchmesser können eine Verformung des Einsatzes 14 bewirken, während kleinere Durchmesser das Hohlraummerkmal 22 zum Produzieren des Teilmerkmals 24 nicht vollständig füllen würden. Die Bemessung und das Lochmuster in jedem beliebigen der hierin offenbarten Einsätze können angepasst werden, um einen ordnungsgemäßen Fluss von Kunststoffmaterialien mit unterschiedlichem Fließverhalten zu ermöglichen.
-
Für beide Teile 12, 30 wird der Einsatz 14, 32 zwischen den Formhälften 16, 18 innerhalb des Formhohlraums 20 gehalten. Wie abgebildet, kann ein Abschnitt des Einsatzes 14, 32 in direktem Kontakt mit einer oder mehreren der Formhälften 16, 18 stehen. Ferner kann ein Abschnitt des Einsatzes 14, 32 auch mit keiner der Formhälften 16, 18 in Kontakt sein. Obwohl hierin nicht gezeigt, kann der Einsatz 14, 32 ferner mit einem oder mehreren Zapfen an seinem Platz innerhalb des Formhohlraums 20 gehalten werden.
-
Die Formeinsätze 14, 32 können maschinell bearbeitete oder vorgeformte Komponenten sein, und können aus Metall, wie zum Beispiel Stahl oder Aluminium, oder nichtmetallischen Materialien hergestellt sein. In einem Beispiel können die Einsätze 14, 32 durch einen Präge-, Stanz- oder Ätzprozess produziert werden. Unabhängig von ihrer Herstellungsart können die Einsätze 14, 32 derart ausgebildet sein, dass sie in den Hohlraum 20 passen und den Kunststofffluss innerhalb des Hohlraums 20 steuern. Obwohl in den 1 - 2 nicht gezeigt, können die Einsätze 14, 32 elektronische Komponenten, wie zum Beispiel Fühler oder Schaltungen, integrieren. Als eine Alternative kann ein einsatzgeformtes Metallgut dazu verwendet werden, den Fluss des Kunststoffs innerhalb des Hohlraums 20 der Form 10 zu blockieren oder abzulenken.
-
In einer Ausführungsform können die Einsätze 14, 32 in der Form von Leiterrahmen für integrierte Halbleiterschaltungen bereitgestellt sein. Schaltungen (nicht gezeigt) können vor dem Formgebungsprozess an den Leiterrahmen 14, 32 angebracht werden, und jede Schaltung kann danach teilweise oder vollständig in durch den Spritzgussprozess gebildeten Kunststoff eingekapselt sein.
-
Unter Bezugnahme auf 1 - 2 kann die Position des Einlaufs 26 für das erste und das zweite Teil 12, 30 optimiert werden. Um einen gemeinsamen Einlauf 26 zum Spritzgießen beider Teile 12, 30 zu verwenden, kann eine Formflussanalyse verwendet werden, um eine optimale Einlaufposition zu ermitteln, welche für Konfiguration beider Teile funktioniert.
-
Die 3 und 4 zeigen einen Abschnitt der beispielhaften Teile 12, 30. In 3 weist das Teil 12 den Einsatz 14 zumindest teilweise umhüllt durch das Kunststoffmaterial 28 auf. Das Teilmerkmal 24 wird an einer ersten Seite des Einsatzes 14 zusammen mit zwei anderen Teilmerkmalen 38, 40 gebildet. Diese Teilmerkmale 38, 40 können durch entsprechende Hohlraummerkmale (nicht gezeigt) im Formhohlraum 20 gebildet werden. Zusätzlich zum Durchgangsloch 32 kann der Einsatz 14 weitere Durchgangslöcher 42, 44, angezeigt durch gestrichelte Linien, für die Teilmerkmale 38, 40 aufweisen. In den Formhohlraum 20 eingespritztes geschmolzenes Kunststoffmaterial 28 fließt durch sämtliche Durchgangslöcher 34, 42, 44, um das erste Teil 12 mit den Teilmerkmalen 24, 38, 40 zu produzieren. Ein oder mehrere zusätzliche Teilmerkmale 46 werden auch an einer zweiten Seite des Einsatzes 14 gegenüber der ersten Seite gebildet, wie durch gestrichelte Linien in 3 angezeigt. Die Teilmerkmale 46 an der zweiten Seite des Einsatzes 14 können durch ein oder mehrere entsprechende Hohlraummerkmale im Formhohlraum 20, für die ausgebildete Ausführungsform insbesondere in der ersten Formhälfte 16, ausgebildet werden.
-
In 4 weist das Teil 30 den Einsatz 32 zumindest teilweise umhüllt durch das Kunststoffmaterial 28 auf. Das Teilmerkmal 24 ist durch das Vorhandensein des Blockierers 36 im Einsatz 32 vom Teil 30 ausgeschlossen. Zusätzlich zum Blockierer 36 weist der Einsatz 32 Durchgangslöcher 42, 44, angezeigt durch gestrichelte Linien, für die Teilmerkmale 38, 40 auf. In den Formhohlraum 20 eingespritztes geschmolzenes Kunststoffmaterial 28 fließt durch die Durchgangslöcher 42, 44, um das zweite Teil 30 mit den Teilmerkmalen 38, 40 und ohne das Teilmerkmal 24 zu produzieren.
-
Zusätzlich zu den hierin gezeigten Geometrien können die Einsätze 14, 32 ein beliebiges Muster der Löcher 34, 42, 44 aufweisen, um eine beliebige Kombination oder Unterkombination der Teilmerkmale 24, 38, 40 zu einem in Form 10 produzierten Teil hinzuzufügen oder von diesem auszuschließen. Das Muster von Durchgangslöchern in den Einsätzen 14, 32 kann um mindestens ein Durchgangsloch variieren, um unterschiedliche Teile 12, 30 aus derselben Form 10 zu produzieren. Zum Beispiel kann sich die Anzahl und/oder die Position der Durchgangslöcher in den Einsätzen 14, 32 unterscheiden, um unterschiedliche Teile aus derselben Form 10 zu produzieren.
-
Es ist festzuhalten, dass die Form 10, die Einsätze 14, 28 und die daraus entstehenden Teile 12, 30 schematische Abbildungen sind. In der Praxis hängt die Konstruktion der Form 10 und der Einsätze 14, 28 von der Form der zu produzierenden Teile 12, 30 ab, welche die Größe des Hohlraums 20, die Form des Hohlraums 20, die Anzahl von Hohlräumen 20 pro Form, die Auswahl der Trennlinie zwischen den Formhälften 16, 18, die Auswahl von Kanälen und Einlauf, und welches Auswurfsystem zum Auswerfen der geformten Teile 12, 30 verwendet wird, bestimmen können. Obwohl eine gerade gezogene Form bestehend aus zwei Hälften 16, 18 gezeigt ist, können zusätzliche Seitenaktions- oder sonstige Einsätze für Teile mit komplexeren Geometrien verwendet werden.
-
5 ist ein Diagramm, welches ein Verfahren 50 zum Produzieren mehrerer einsatzgeformter Teile unter Verwendung einer Form veranschaulicht. Die erörterte Abfolge von Schritten dient ausschließlich der Veranschaulichung und soll das Verfahren in keiner Weise einschränken, da sich versteht, dass die Schritte in einer anderen logischen Reihenfolge erfolgen können, zusätzliche oder dazwischenliegende Schritte hinzugefügt werden können, oder die beschriebenen Schritte in mehrere Schritte aufgeteilt werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel erörtert das Verfahren 50 die Produktion des zweiten Teils 30 nach dem ersten Teil 12, wobei alternativ dazu das zweite Teil 30 auch vor dem ersten Teil 12 produziert werden kann. Das Verfahren 50 ist unter Bezugnahme auf die Form 10, die Einsätze 14, 28 und die daraus entstehenden Teile 12, 30 beschrieben, welche für die 1 - 4 erörtert werden, es versteht sich jedoch, dass das Verfahren 50 nicht auf die besondere Ausführungsform der 1 - 4 beschränkt ist.
-
Um das erste Teil 12 zu produzieren, wird der erste Einsatz 14 bei Schritt 52 in die Form 10 eingesetzt. Zum Einsetzen des ersten Einsatzes 14 werden die Formhälften 16, 18 geöffnet und der erste Einsatz 14 durch einen manuellen oder einen automatischen Vorgang innerhalb des Formhohlraums 20 platziert. Nachdem das Einsetzen des ersten Einsatzes 14 abgeschlossen worden ist, können die Formhälften 16, 18 geschlossen und eingespannt werden. Das Einspannen/Zusammenklemmen kann das direkte Festklemmen des Einsatzes 14, welcher in einigen Ausführungsformen ein Leiterrahmen sein kann, zwischen den Formhälften 16, 18 umfassen.
-
Dann wird bei Schritt 54 Kunststoffmaterial 28 in den Formhohlraum 20 und rund um den ersten Einsatz 14 eingespritzt, um den ersten Einsatz 14 zum Bilden einer vollständigen Baugruppe, d.h. des ersten Teils 12, teilweise oder vollständig zu umhüllen. Für Kunststoffeinspritzung kann körniges oder pulverförmiges Kunststoffmaterial aus einem Trichter einer Wärmekammer oder einem beheizten Fass zugeführt werden, wo es vermischt wird. Dann wird das geschmolzene Material eingespritzt, wobei es zum Beispiel durch einen Stößel oder eine Schraube in den Hohlraum 20 der Form 10 gedrückt wird, wo es sich abkühlt und aushärtet.
-
Während der Einspritzung ermöglicht der erste Einsatz 14 den Fluss zum Hohlraummerkmal 22 des Formhohlraums 20, um das Teilmerkmal 24 zu bilden. Insbesondere fließt das Kunststoffmaterial 28 durch das Durchgangsloch 34, um das Hohlraummerkmal 22 zu füllen.
-
Nachdem das Kunststoffmaterial 28 abgekühlt und ausgehärtet ist, wird das erste Teil 12 durch Öffnen der Formhälften 16, 18 bei Schritt 56 aus der Form 10 entnommen. Ein Auswurfsystem kann dazu verwendet werden, das Formteil 12 aus der Form 10 auszuwerfen. Dabei ist festzuhalten, dass Druck aufrechterhalten werden kann, bis das Kunststoffmaterial 28 in ausreichendem Maße zur Entnahme aus der Form 10 ausgehärtet ist.
-
Wahlweise kann das erste Teil 12 durch einen zweiten Schuss bedeckt werden, um den Einsatz 14 abzudichten. Der zweite Schuss kann als Teil von Schritt 54 in derselben Form 10 erfolgen, oder kann nach dem Schritt 56 in einer separaten Form erfolgen.
-
Um das zweite Teil 30 zu produzieren, wird der zweite Einsatz 32 bei Schritt 58 in die Form 10 eingesetzt, während die Formhälften 16, 18 geöffnet sind. Wahlweise kann der zweite Einsatz 32 eingesetzt werden, während die Form 10 nach dem Entnehmen des ersten Teils 12 nach wie vor geöffnet ist. Das Einsetzen des zweiten Einsatzes 32 kann durch einen manuellen oder einen automatischen Vorgang erfolgen. Nachdem das Einsetzen des zweiten Einsatzes 32 abgeschlossen worden ist, können die Formhälften 16, 18 geschlossen und eingespannt werden. Das Einspannen/Zusammenklemmen kann das direkte Festklemmen des Einsatzes 32, welcher in einigen Ausführungsformen ein Leiterrahmen sein kann, zwischen den Formhälften 16, 18 umfassen.
-
Dann wird bei Schritt 60 Kunststoffmaterial 28 in den Formhohlraum 20 und rund um den zweiten Einsatz 32 eingespritzt, um den zweiten Einsatz 32 zum Bilden einer vollständigen Baugruppe, d.h. des zweiten Teils 30, teilweise oder vollständig zu umhüllen. Während der Einspritzung blockiert der zweite Einsatz 32 den Fluss zum Hohlraummerkmal 22 des Formhohlraums 20, um das zweite Teil 30 ohne das Teilmerkmal 24 zu bilden. Insbesondere wird Kunststoffmaterial 28 durch den Blockierer 36 daran gehindert, in das Hohlraummerkmal 22 einzudringen.
-
Nachdem das Kunststoffmaterial 28 abgekühlt und ausgehärtet ist, wird das zweite Teil 30 durch Öffnen der Formhälften 16, 18 bei Schritt 62 aus der Form 10 entnommen. Ein Auswurfsystem kann dazu verwendet werden, das Formteil 30 aus der Form 10 auszuwerfen. Dabei ist festzuhalten, dass Druck aufrechterhalten werden kann, bis das Kunststoffmaterial 28 in ausreichendem Maße zur Entnahme aus der Form 10 ausgehärtet ist.
-
Wahlweise kann das zweite Teil 30 durch einen zweiten Schuss überzogen werden, um den Einsatz 32 abzudichten. Der zweite Schuss kann als Teil von Schritt 60 in derselben Form 10 erfolgen, oder kann nach dem Schritt 62 in einer separaten Form erfolgen.
-
In einer Ausführungsform des Verfahrens 50 werden das erste und das zweite einsatzgeformte Teil 12, 30 bei Schritt 64 miteinander verbunden oder anderweitig zusammengesetzt, um eine Baugruppe zu bilden. In einem Beispiel weist das Teilmerkmal 24, welches am ersten Teil 12, jedoch nicht am zweiten Teil 30, vorhanden ist, einen Verbinder zum Verbinden des ersten Teils 12 mit dem zweiten Teil 30 auf. Dabei ist festzuhalten, dass ein oder mehrere Endbearbeitungsschritte an den Teilen 12, 30 vorgenommen werden können, bevor die Teile 12, 30 bei Schritt 64 zusammengesetzt werden, und ebenso können an der Baugruppe nach dem Schritt 64 ein oder mehrere Endbearbeitungsschritte vorgenommen werden.
-
In anderen Ausführungsformen kann statt dem einfachen Hinzufügen oder Ausschließen eines Teilmerkmals ein Formeinsatz dafür ausgelegt sein, den Fluss von Harz von einem Bereich des Formhohlraums zu einem anderen Bereich umzulenken, wodurch zugleich ein Teilmerkmal ausgeschlossen und ein weiteres Teilmerkmal hinzugefügt wird. Zum Beispiel kann ein Formeinsatz ein Muster an Löchern aufweisen, um einem in einer Form produzierten Teil mindestens ein Teilmerkmal hinzuzufügen, während es zugleich mindestens ein anderes Teilmerkmal ausschließt. Ein Beispiel davon ist unter Bezugnahme auf die 6 - 7 ausführlich beschrieben, wobei ähnliche Elemente mit denselben Bezugsziffern wie in den 1 - 4 um den Wert 100 erhöht gekennzeichnet sind.
-
6 zeigt eine Form 110 für die Produktion eines ersten einsatzgeformten Kunststoffteils 112 aufweisend einen ersten Einsatz 114. Die hierin gezeigte Form 110 weist zwei Formhälften auf, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwar eine erste Formhälfte 116 und eine zweite Formhälfte 118. Die Formhälften 116, 118 passen aufeinander und umschließen einen Innenraum, welcher einen Formhohlraum 120 zum Bilden der Merkmale des ersten Teils 112 definiert. Der Formhohlraum 120 kann mindestens ein Hohlraummerkmal 122 aufweisen, welches einem Teilmerkmal 124 des ersten Teils 112 entspricht. Der erste Formeinsatz 114 weist mindestens ein Durchgangsloch 134 in Ausrichtung mit dem mindestens einen Hohlraummerkmal 122 auf, um das Teil 112 mit dem Teilmerkmal 124 zu produzieren.
-
Der Formhohlraum 120 weist ferner mindestens ein weiteres Hohlraummerkmal 150 auf. Das zweite Hohlraummerkmal 150 kann entweder in der Formhälfte 116 oder der Formhälfte 118 gebildet sein, und ist in den 5 - 6 als in der zweiten Formhälfte 118 gebildet dargestellt.
-
Der erste Einsatz 114 weist kein Durchgangsloch in Ausrichtung mit dem zweiten Hohlraummerkmal 150 auf, und weist stattdessen einen Blockierer 152 zwischen dem Einlauf 126 und dem zweiten Hohlraummerkmal 150 auf. In den Formhohlraum 120 eingespritztes geschmolzenes Kunststoffmaterial 128 wird durch den Blockierer 152 daran gehindert, in das zweite Hohlraummerkmal 150 einzudringen.
-
Bezugnehmend auf 7 kann ein zweites einsatzgeformtes Kunststoffteil 130 unter Verwendung eines zweiten Einsatzes 132 in derselben Form 110 produziert werden. Der zweite Formeinsatz 132 weist kein Durchgangsloch in Ausrichtung mit dem ersten Hohlraummerkmal 122 auf, und weist stattdessen einen Blockierer 136 zwischen dem Einlauf 126 und dem ersten Hohlraummerkmal 122 auf. In den Formhohlraum 120 eingespritztes geschmolzenes Kunststoffmaterial 128 wird durch den Blockierer 136 daran gehindert, in das erste Hohlraummerkmal 122 einzudringen, wodurch das zweite Teil 130 ohne das Teilmerkmal 124 produziert wird.
-
Der zweite Formeinsatz 132 weist ferner ein Durchgangsloch 154 in Ausrichtung mit dem zweiten Hohlraummerkmal 150 auf. In den Formhohlraum 120 eingespritztes geschmolzenes Kunststoffmaterial 128 fließt durch das Durchgangsloch 154, um das zweite Hohlraummerkmal 150 auszufüllen, wodurch das zweite Teil 130 mit einem entsprechenden Teilmerkmal 156, welches am ersten Teil 112 nicht vorhanden ist, produziert wird.
-
Mit seiner Struktur aus Blockierer 136 und Durchgangsloch 154 lenkt der zweite Formeinsatz 132 das Kunststoffmaterial 128 vom ersten Hohlraummerkmal 122 zum zweiten Hohlraummerkmal 150 um, wodurch er zugleich das Teilmerkmal 124 ausschließt und das Teilmerkmal 156 hinzufügt. Das entstehende einsatzgeformte Kunststoffteil 130 unterscheidet sich durch mehrere Teilmerkmale, d.h. das zweite Teil 130 ist das erste Teil 12 ohne das Teilmerkmal 124 jedoch mit Hinzufügung des Teilmerkmals 156.
-
Es bestehen mehrere Vorteile der vorliegenden Offenbarung, welche sich aus den verschiedenen Merkmalen der hierin beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme ergeben. Zum Beispiel verwenden die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung Formeinsätze als ein Werkzeugmerkmal für ein spritzgegossenes Teil, welches mehrere Teilversionen oder Konfigurationen aufweist, also zum Beispiel unterschiedliche Merkmale und/oder unterschiedliche Längen aufweist. Herkömmlicherweise werden Formeinsätze dazu verwendet, dass einzelne Teile mehrere Materialien enthalten können.
-
Ein weiterer Vorteil, welcher sich aus den verschiedenen Merkmalen der hierin beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme ergibt, besteht in einer Verringerung der Werkzeugkomplexität sowie der Kosten für ein Spritzgussteil, welches mehrere Versionen mit unterschiedlichen Merkmalen aufweist. Typischerweise würde ein solches Teil mehrere Formwerkzeuge oder ein Formwerkzeug höherer Komplexität mit Mechanismen zum Transportieren von Werkzeugstahl an eine bestimmte Position zum Bilden unterschiedlicher Merkmale erfordern.
-
Die Vorteile dieses Konzepts umfassen Einfachheit, geringe Kosten und einfache Anpassbarkeit an andere Inline-Prozesse. Einfachheit und geringe Kosten rühren daher, dass es möglich ist, Dreh- und Linearmechanismen im Formwerkzeug zu vermeiden. Die Anpassbarkeit an andere Inline-Prozesse ist dadurch verbessert, dass das Formwerkzeug kompakter sein kann und somit mehr Raum für benachbarte Vorrichtungen bereitstellt.
-
Die obige Beschreibung gilt für aktuelle Ausführungsformen der Erfindung. Verschiedene Umbauten und Veränderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist und den umfassenderen Aspekten der Erfindung gemäß ihrer Definition in den angehängten Patentansprüchen abzuweichen, welche im Einklang mit den Prinzipien des Patentrechts umfassend die Äquivalenzlehre auszulegen sind.
-
Diese Offenbarung ist weder als eine erschöpfende Beschreibung sämtlicher Ausführungsformen der Erfindung noch als Einschränkung des Umfangs der Ansprüche auf die speziellen, in Verbindung mit diesen Ausführungsformen abgebildeten oder beschriebenen Elemente auszulegen. Zum Beispiel, und ohne jegliche Einschränkung, kann jedes beliebige einzelne Element der beschriebenen Erfindung durch ein oder mehrere alternative Elemente, welche im Wesentlichen eine ähnliche Funktionalität bereitstellen oder auf andere Weise einen angemessenen Betrieb bereitstellen, ersetzt werden. Dies umfasst zum Beispiel derzeit bekannte alternative Elemente, wie zum Beispiel jene, welche Fachleuten derzeit bekannt sein könnten, sowie alternative Elemente, welche in Zukunft entwickelt werden können, wie zum Beispiel solche, welche Fachleute bei oder nach ihrer Entwicklung als eine Alternative erkennen könnten.
-
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten im Betrieb oder die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten, welche in der obigen Beschreibung angegeben oder in den Zeichnungen abgebildet sind, beschränkt. Die Erfindung kann in zahlreichen anderen Ausführungsformen umgesetzt werden und auf alternative Weisen angewendet oder ausgeführt werden, welche hierin nicht ausdrücklich offenbart sind.
-
Die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie dienen dem Zweck der Beschreibung und sind nicht als einschränkend zu betrachten. Die Verwendung der Begriffe „aufweisend“ und „umfassend“ sowie Variationen davon soll die danach angeführten Elemente/Punkte und deren Äquivalente sowie zusätzliche Elemente/Punkte und deren Äquivalente einschließen. Ferner kann in der Beschreibung verschiedener Ausführungsformen eine Aufzählung verwendet werden. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, ist die Verwendung einer Aufzählung nicht als Einschränkung der Erfindung auf irgendeine bestimmte Reihenfolge oder Anzahl von Komponenten auszulegen. Noch sollte die Verwendung einer Aufzählung derart ausgelegt werden, als würde sie beliebige zusätzliche Schritte oder Komponenten, welche mit den aufgezählten Schritten oder Komponenten kombiniert werden könnten, vom Umfang der Erfindung ausschließen.
-
Die offenbarte Ausführungsform weist eine Mehrzahl von Merkmalen auf, welche gemeinsam beschrieben sind und zusammen eine Reihe von Vorteilen bereitstellen können. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf jene Ausführungsformen beschränkt, welche sämtliche dieser Merkmale aufweisen oder welche sämtliche der angegebenen Vorteile bereitstellen.
-
Jegliche Bezugnahme auf Elemente in der Einzahl, zum Beispiel unter Verwendung der Artikel „ein“, „eine“, „der/die/das“ oder „der/die/das genannte“, ist nicht als Beschränkung des Elements auf die Einzahl auszulegen.
-
Richtungsangaben, wie zum Beispiel „vorne“, „hinten“, „vertikal/senkrecht“, horizontal/waagrecht", „oben“, „unten“, „obere“, „untere“, „innere“, „nach innen“, „äußere" und „nach außen“, sind dazu verwendet worden, die Beschreibung der Erfindung basierend auf der in den Abbildungen gezeigten Ausrichtung der Ausrichtungsformen zu erleichtern. Die Verwendung von Richtungsangaben ist nicht als Einschränkung der Erfindung auf irgendeine bestimmte Ausrichtung auszulegen.
