CH687685A5

CH687685A5 - Giessmaschine und Verfahren.

Info

Publication number: CH687685A5
Application number: CH03413/93A
Authority: CH
Inventors: Kunito Sakai; Kazuharu Oshio; Hirozoh Kanegae
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1997-01-31
Also published as: US5395226A; US5798070A; KR970002295B1; DE4406478C2; DE4406478A1; KR940002030A

Description

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CH 687 685 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Giessmaschine und ein Verfahren zur Formung eines aus einem Kunststoff oder Metall bestehenden Gegenstandes, ohne dass ein unerwünschter Grat entsteht.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 160 518/90 offenbart eine Giessmaschine zum Einkapseln eines Steuerkreises oder anderer elektronischer Bauteile in Harz (siehe Fig. 4). Hierbei ist eine Leiterplatte sandwichartig zwischen unteren und oberen Formteilen gehalten. Der untere Formteil hat einen Formraum zum Aufnehmen eines Einbettungsmaterials, wie z.B. Epoxidharz, unter Druck. Der Formraum wird im Abstand von einer Rinne umgeben, um zwischen beiden eine Abtrennung zu erhalten. In der Rinne befindet sich ein nachgiebiges Abdichtmittel aus Silikongummi und ragt etwas über die obere Fläche des unteren Formteils. Wenn der untere und obere Formteil zusammengeklemmt werden, wird das Abdichtmittel elastisch verformt und liegt dicht an der Leiterplatte an. Das eingeschlossene Harz hat aber die Tendenz zwischen der unteren Fläche der Leiterplatte und der Abtrennung hindurchzugehen (zu lecken), so dass hierdurch an der Leiterplatte und der Abtrennung unerwünschte Grate entstehen. Dies ergibt sich dadurch, dass die Leiterplatte in Metall-zu-Metall-Anlage mit der Endfläche der Abtrennung gebracht wird und zwischen der Leiterplatte und der Abtrennung ein Spiel von wenigen Mikron verbleibt. Die sich bei der Abtrennung ergebenden Grate beschädigen nicht nur physikalisch das Abdichtmittel, sondern haben auch zur Folge, dass das geschmolzene Harz aus dem Formraum leckt, so dass hierdurch das Abdichtmittel auch chemisch geschädigt wird. Dies hat zur Folge, dass die Lebensdauer des Abdichtmittels verringert wird. Ein anderes Problem mit dem elastischen Abdichtmittel ist darin zu sehen, dass es nicht so verformt werden kann, dass es ganz dicht an solchen elektronischen Bauteilen anliegt, wenn diese ungewöhnliche Flächen oder komplizierte Formen aufweisen.

Es wird die Schaffung einer Giessmaschine und eines Verfahrens bezweckt, mit der ein aus einem Kunststoff oder Metall bestehender Gegenstand ohne unerwünschte Grate geformt werden kann.

Die erfindungsgemässe Giessmaschine weist eine Form auf, die erste und zweite Formteile um-fasst, wobei zumindest einer der Formteile eine Ausnehmung aufweist, die dazu bestimmt ist ein Objekt aufzunehmen, wobei der erste und zweite Formteil dieses Objekt sandwichartig zwischen sich aufnimmt. Weiterhin hat die Spritzmaschine einen Formraum, der dazu bestimmt ist ein geschmolzenes Material aufzunehmen, wobei der Formraum zum Objekt offen ist. Benachbart zum Formraum ist eine Abdichtrinne vorhanden, die ein Abdichtmittel aufnimmt. Die Abdichtrinne steht mit einer Ölkam-mer in Verbindung und enthält Hydrauliköl. Weiterhin ist eine Einrichtung zum unter Druck Setzen des Hydrauliköls vorhanden, um das Abdichtmittel gegen das Objekt zu pressen. Wenn das Abdichtmittel gegen das Objekt gepresst wird, wird es so verformt, dass es ganz dicht an der Fläche des Objektes anliegt, ungeachtet seiner Formgebung. Das

Abdichtmittel besteht bevorzugterweise aus Gold oder einem anderen kaltverformbaren Metall.

Dem Hydrauliköl wird bevorzugterweise ein thermoplastisches Harz, wie z.B. Polyethylen, in Pulverform beigegeben, um einen Zwischenraum zwischen dem Abdichtmittel und der Abdichtrinne abzudichten, so dass hierdurch verhindert wird, dass das Hydrauliköl durch einen solchen Zwischenraum hindurch ins Innere des Formraumes fliesst.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bilden eines Giessmaterials, das mit einem Objekt einstückig ist. Das Verfahren umfasst die Schritte, in dem ein Abdichtmittel in eine Form eingebracht wird, die aus einem ersten und zweiten Formteil besteht, dass ein Objekt sandwichartig zwischen dem ersten und zweiten Formteil plaziert wird und dass dann das Abdichtmittel so gegen das Objekt gepresst wird, dass sich das Abdichtmittel plastisch verformt, und dass dann ein geschmolzenes Material in den Formraum eingebracht wird, wobei sich der Formraum angrenzend an das Abdichtmittel befindet und zum Objekt hin offen ist, und dass dann das Giessmaterial ausgehärtet wird.

Diese und andere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand von beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Spritzgussmaschine gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt einer Spritzgussmaschine gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt einer Spritzgussmaschine gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 4 eine teilweise Schnittdarstellung einer bekannten Form.

In Fig. 1 ist eine Spritzgussmaschine als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die so gestaltet worden ist, dass von ihr elektronische Bauteile aus Kunstharz eingeschlossen werden. Im Detail umfasst die Spritzgussmaschine 10 eine Form 11, die einen unteren Formteil 12 und einen oberen Formteil 14 aufweist. Der untere Formteil 12 weist eine Ausnehmung 16 zur Aufnahme einer Leiterplatte 18 auf. Die Leiterplatte 18 ist plattenförmig und besteht aus Kupfer, Zinn, Aluminium, Kovar, eine Legierung aus Eisen und Nickel, oder aus anderen Materialien. Die Leiterplatte 18 und der untere Formteil 12 bilden zusammen einen unterhalb der Ausnehmung 16 liegenden Formraum 20. Auf der einen Seite der Leiterplatte 18 sind mehrere Halbleiter-Chips 22 fest angeordnet und umfassen nicht dargestellte Elektroden, die mittels Verbindungsdrähten 24 mit der Leiterplatte 18 elektrisch verbunden sind. Die Leiterplatte 18 liegt sandwichartig zwischen dem unteren Formteil 12 und dem oberen Formteil 14 derart, dass die Halbleiter-Chips 22. und ihre zugehörigen Teile innerhalb des Formraums 20 liegen. Ein Kanal 26 mündet in den Formraum 20, um ein geschmolzenes warmhärtbares Harz oder ein anderes zu vergiessendes

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Material iris Innere des Formraumes einzubringen. Der Formraum 20 ist von einer Abdichtrinne 30 umgeben und ist in Draufsicht im wesentlichen rechtwinklig. In der Abdichtrinne 30 ist ein Abdichtmittel 32 eingebettet, wobei der Boden des Abdichtmittels im Abstand zum Boden der Abdichtrinne 30 liegt. Das Abdichtmittel 32 besteht aus einem Metall, das durch Aufbringung einer geringen äusseren Kraft leicht verformt werden kann. Ein solches Metall umfasst Blei, Lot, Gold, Silber, Aluminium, Kupfer, Zinn oder ein anderes verformbares Metall. Für diesen Zweck können auch Legierungen der vorerwähnten Metall verwendet werden. Die eine Seite der Abdichtrinne 30 ist in einem Winkel von etwa 45° zum Formraum 20 hin geneigt und endigt an der äusseren peripheren Kante des Formraums 20. Innerhalb des unteren Formteils 12 und des oberen Formteils 14 befinden sich mehrere Heizeinrichtungen 34, um ein im Formraum 20 befindliches geschmolzenes Harz während einer bestimmten Zeitspanne für z.B. 90 Sekunden auf einer erhöhten Temperatur zu halten.

Im unteren Formteil 12 verläuft horizontal eine Ölkammer 40, die über einen vertikalen Kanal 42 mit der Abdichtrinne 30 in Verbindung steht. Der vertikale Kanal 42 und ein Teil der Ölkammer 40 ist mit einem Hydrauliköl 44, wie z.B. Silikonöl oder Mineralöl gefüllt, um das Abdichtmittel 32 an die Leiterplatte 18 anzudrücken. Das Hydrauliköl ist bevorzugterweise mit einem in Pulverform vorliegenden geeignetem thermoplastischen Harz vermischt. Das thermoplastische Harz enthält bevorzugterweise ein oder mehrere makromolekulare Materialien wie z.B. Polyethylen oder Polyimid oder einen anderen technischen Kunststoff, der bei erhöhter Temperatur in Schmelze geht. Um das Hydrauliköl unter Druck zu setzen ist in den unteren Formteil 12 ein mittels Druckluft arbeitendes Kolben-Zylin-der-Aggregat 46 eingebaut. Das Kolben-Zylinder-Aggregat 46 umfasst im wesentlichen einen Zylinder 48, der an der einen Seite des unteren Formteils 12 befestigt ist, und einen grossen Kolben 50, der im Zylinder 48 hin- und herbewegbar ist und das Innere des Zylinders 48 in zwei Luftkammern 52 und 54 unterteilt, und umfasst weiterhin einen kleinen Kolben 56, der in der Ölkammer 40 hin-und herbewegbar ist und über eine Kolbenstange 58 mit dem grossen Kolben 50 verbunden ist. Am Zylinder 48 it eine Luft-Zufuhrleitung 60 angeschlossen, um Druckluft von einer Druckluftquelle 62 der Luftkammer 52 zuzuführen. In gleicher Weise führt von der Druckluftquelle 62 eine Luft-Zuführleitung 64 zum Zylinder 48, um Druckluft der Luftkammer 54 zuzuführen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der kleine Kolben 56 einen Durchmesser von 14 mm und der grosse Kolben 50 hat einen Durchmesser von 100 mm. Wenn Druckluft mit einem Druck von 5 kg/cm2 der Luftkammer 52 zugeführt wird, so drückt das Hydrauliköl das Abdichtmittel 32 mit einem Druck von etwa 250 kg/cm2 gegen die Leiterplatte 18. Der kleine Kolben 56 ist mit einem O-Ring 66 versehen, um das Hydrauliköl 44 in der Ölkammer 40 abzudichten. In gleicher Weise ist der grosse Kolben 50 mit einem O-Ring 68 versehen, um die beiden Luftkammern 52 und 54 voneinander abzudichten. Es ist klar verständlich, dass anstelle des mittels Druckluft arbeitenden Kolben-Zylinder-Aggregates auch ein solches mit Hydraulik arbeitendes Aggregat verwendet werden kann.

Im folgenden wird nunmehr ein Verfahren zum Einbetten der Leiterplatte gemäss der vorliegenden Erfindung erläutert.

Die geschlossene Form 11 wird zuerst in eine geeignete Klemmvorrichtung eingesetzt. Die Heizeinrichtungen 34 werden eingeschaltet um den unteren Formteil 12 und den oberen Formteil 14 auf eine Temperatur von etwa 180°C aufzuheizen. Dann wird die Form 11 geöffnet, so dass das Abdichtmittel 32 in die Abdichtrinne 30 eingebracht werden kann. Dann wird Druckluft von der Druckluftquelle 62 über die Luft-Zufuhrleitung 64 der Luftkammer 54 zugeführt, so dass der grosse Kolben 50 und der kleine Kolben 56 in Fig. 1 nach rechts, also zurückgezogen wird. Hierdurch wird das Vojumen der Ölkammer 40 vergrössert, wobei diese Ölkammer das Hydrauliköl aufnimmt. Hierdurch wird der Druck in der Ölkammer 40 verringert, so dass das Abdichtmittel 32 gegen den Boden der Abdichtrinne 30 hingezogen wird. Nunmehr wird die Leiterplatte 18 in der Ausnehmung 16 des unteren Formteils 12 plaziert, so dass die Chips 22 und ihre zugeordneten Teile innerhalb des Formraums 20 zu liegen kommen. Der untere Formteil 12 und der obere Formteil 14 werden nunmehr durch die erwähnte Klemmvorrichtung gegeneinander gepresst. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt infolge der Herstellungstoleranzen zwischen der Leiterplatte 18 und dem oberen Formteil 14 und unteren Formteil 12 ein Spiel von wenigen Mikron. Nunmehr wird Druckluft von der Druckluftquelle 62 über die Luft-Zufuhrleitung 60 der Luftkammer 52 zugeführt, so dass der grosse Kolben 50 und damit auch der kleine Kolben 56 in Fig. 1 nach links, also vorwärts bewegt werden. Hierdurch wird Druck auf das Hydrauliköl ausgeübt, das das Abdichtmittel 32 gegen die Leiterplatte 18 drückt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der grosse Kolben 50 von einem Druck von 5 kg/cm2 beaufschlagt. Da die Kolbenfläche des grossen Kolbens 50 etwa 50 mal grösser ist als diejenige des kleinen Kolbens 56, übt der kleine Kolben 56 einen Druck von 250 kg/cm2 aus. Wenn auf das Abdichtmittel 32 dieser Druck ausgeübt wird, nimmt es eine plastische Verformung an und liegt vollständig an der unteren Fläche der Leiterplatte 18 an.

Als nächstes wird ein geschmolzenes, wärme-aushärtbares Harz oder ein anderes Einbettungsmittel mit einem Druck von etwa 100 kg/cm2 über den Kanal 26 ins Innere des Formraumes 20 eingebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird das Abdichtmittel 32 mit einem Druck von etwa 250 kg/cm2 gegen die Leiterplatte 18 gedrückt und wird hierbei derart verformt, dass es ganz dicht an der unteren Fläche der Leiterplatte 18 anliegt, so dass hierdurch eine Leckage von geschmolzenem Harz aus dem Formraum 20 verhindert wird. Hierdurch tritt kein Grat auf. Das geschmolzene Harz wird dann durch Aufbringen von Wärme und Druck ausgehärtet. Hierdurch wird das Einbetten der Halbleiter-Chips 22 und der zugeordneten Teile vervollständigt. Hierauf wird Druckluft der Luftkammer 54 zugeführt, so

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dass der grosse Kolben 50 und der kleine Kolben 56 in Fig. 1 nach rechts bewegt werden. Dies ver-grössert das Volumen der Ölkammer 40. Da hierdurch der Innendruck der Ölkammer 40 verringert wird, wird das Abdichtmittel 32 nicht länger gegen die Leiterplatte 18 gepresst. Schliesslich wird die Form 11 geöffnet, so dass die Leiterplatte 18 mit den im Harz eingebetteten Chips und ihren zugeordneten Teilen aus der Form genommen werden können.

Unter dem Mikroskop kann man feststellen, ob jede Leiterplatte korrekte Flächen aufweist oder fehlerhaft ist. Gemäss der vorliegenden Erfindung besteht das Abdichtmaterial 32 aus einem Material, das bei Unterdrucksetzung statt einer elastischen Verformung einer plastischen Verformung unterliegt, so dass dieses Material so verformt wird, dass es unabhängig von irgendeiner Unregelmässigkeit ganz dicht an der Fläche der Leiterplatte anliegt.

Wenn auf den kleinen Kolben 56 ein Druck von etwa 150 kg/cm2 ausgeübt wird, kann das Hydrauliköl durch Spalten zwischen dem Abdichtmittel 32 und der Abdichtrinne 30 hindurch ins Innere des Formraumes 20 gelangen. Dies beeinträchtigt die Qualität des Endprodukts. Um diese zu vermeiden kann ein hochviskoses Strömungsmedium verwendet werden; es ist aber schwierig die Abdichtrinne 30 mit einem solchen hochviskosen Strömungsmedium zu füllen. Gemäss der Erfindung wird dem hydraulischen Öl ein thermoplastisches Harz, wie z.B. Polyethylen, in Pulverform beigegeben, z.B. von etwa 30 Gewichts-%. Der Durchmesser des Po-lyethylen-Pulvers liegt im Bereich von 5-10 Mikron und ist grösser als der Zwischenraum zwischen dem Abdichtmittel 32 und der Abdichtrinne 30. Wenn das Hydrauliköl komprimiert wird, kann das in Pulverform vorliegende Polyethylen nicht in den Zwischenraum eintreten und sammelt sich deshalb am unteren Rand des Abdichtmittels 32. Wenn die Form 11 auf über 100°C erwärmt wird, geht das Polyethylen-Pulver in Schmelze. Wenn dies eintritt, wird seine Viskosität extrem hoch. Das geschmolzene Polyethylen fliesst dann in den Zwischenraum zwischen dem Abdichtmittel und der Abdichtrinne und verhindert, dass das Hydrauliköl in diesen Zwischenraum und damit in den Formraum 20 fliesst.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Spritzgussmaschine und ist so ausgebildet, dass Halbleiter-Chips und ihre zugeordneten Teile, die sich zu beiden Seiten einer Leiterplatte befinden, eingebettet werden.

Aus Fig. 2 ist eine Spritzgussmaschine ersichtlich, die im gesamten mit dem Bezugszeichen 100 versehen ist. Diese Maschine umfasst eine Form 102, die einen unteren Formteil 104 und einen oberen Formteil 106 aufweist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der untere Formteil 104 mit einer Ausnehmung 108 zum Aufnehmen einer Leiterplatte 109 versehen. Die Leiterplatte 109 hat eine Dicke von etwa 0,25 mm. Auf beiden Seiten der Leiterplatte 109 befinden sich fest angeordnet mehrere Halbleiter-Chips 110, die nicht dargestellte Elektroden umfassen, die mit der Leiterplatte durch Verbindungsdrähte 111 elektrisch verbunden sind.

Unterhalb der Ausnehmung 108 befindet sich ein Formraum 112 zum Aufnehmen eines Einbettmittels oder wärmeaushärtbaren Harzes über einen Kanal 114. Der Formraum 112 wird von einer Abdichtrinne 116 umgeben und dient zur Aufnahme eines aus Gold bestehenden Abdichtmittels 118. Eine Seite der Abdichtrinne 116 ist unter einem Winkel von etwa 45° zum Formraum 112 hin geneigt und endigt am äusseren peripheren Rand des Formraumes 112. Im unteren Formteil 104 erstreckt sich horizontal eine Ölkammer 120, die mit der Abdichtrinne 116 in Verbindung steht.

In gleicher Weise ist der obere Formteil 106 mit einem Formraum 122 versehen, zum Aufnehmen eines Einbettungsmaterials über einen Kanal 124. Der Formraum 122 wird von einer Abdichtrinne 126 umgeben und dient zur Aufnahme eines aus Gold bestehenden Abdichtmittels 128. Im oberen Formteil erstreckt sich horizontal eine Ölkammer 130, die mit der Abdichtrinne 126 in Verbindung steht. Zwischen der Ölkammer 120 des unteren Formteils 104 und der Ölkammer 130 des oberen Formteils 106 liegt ein Faltenbalg 132. Innerhalb des unteren Formteils 104 und des oberen Formteils 106 befinden sich mehrere Heizeinrichtungen 134.

Die Ölkammern 120 und 130 sind mit einem Hydrauliköl 113, z.B. mit Silikonöl, gefüllt. Um das Hydrauliköl unter Druck zu setzen zum Andrücken der Abdichtmittel 118 und 128 gegen die Leiterplatte 109 ist die Form mit einem mittels Druckluft arbeitenden Kolben-Zylinder-Aggregat versehen. Dieses Kolben-Zylinder-Aggregat entspricht im Aufbau und in der Arbeitsweise demjenigen, das in Fig. 1 dargestellt ist und wird deshalb nicht nochmals beschrieben. Die in Fig. 2 gezeigten gleichen Bauteile des Aggregats weisen daher die gleichen Bezugszahlen auf.

Bei der Arbeitsweise mit der Form 102 wird diese zuerst in eine nicht dargestellte Klemmeinrichtung gebracht. Die Heizeinrichtungen 134 werden eingeschaltet und erwärmen den unteren Formteil 104 und den oberen Formteil 106 auf eine Temperatur von etwa 180°C. Dann wird die Form 102 geöffnet, so dass die Abdichtmittel 118 und 128 in die Abdichtrinne 116 bzw. 126 eingebracht werden können. Nunmehr wird Druckluft von der Druckluftquelle 62 über die Luft-Zufuhrleitung 64 in die Luftkammer 54 geleitet, so dass der grosse Kolben 50 und der kleine Kolben 56 zurückgezogen oder in Fig. 2 nach rechts bewegt werden. Hierdurch wird das Volumen der Ölkammern 120 und 130 vergrössert. Hierdurch wird der Druck in den Ölkammern verringert und zieht die Abdichtmittel 118 und 128 zum Boden der Abdichtrinnen 116 und 126 hin. Die Leiterplatte 109 (Träger) wird dann in die Ausnehmung 108 des unteren Formteils 104 eingelegt, so dass die Halbleiter-Chips 110 und ihre zugeordneten Teile im jeweils zugeordneten Formraum 112 und 122 liegen. Nunmehr werden der untere Formteil 104 und der obere Formteil 106 mittels der Klemmvorrichtung wieder gegeneinander gepresst. Nunmehr wird Druckluft. von der Druckluftquelle 62 über die Luft-Zufuhrleitung 60 in die Luftkammer 52 geleitet, so dass der grosse Kolben 50 und der kleine Kolben 56 nach vorn, d.h. in Fig. 2 nach links bewegt

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werden. Hierdurch wird ein Druck auf das Hydrauliköl ausgeübt, das hierdurch die Abdichtmittel 118 und 128 gegen die Leiterplatte 109 drückt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der grosse Kolben 50 mit einem Druck von 5 kg/cm2 beaufschlagt, so dass der kleine Kolben 56 einen Druck von 250 kg/cm2 ausübt. Durch diesen Druck werden die Abdichtmittel 118 und 128 plastisch verformt und liegen ganz dicht an der unteren und oberen Fläche der Leiterplatte 109 an.

Als nächstes wird ein geschmolzenes wärmeaus-härtbares Harz oder ein anderes Einbettungsmittel durch die Kanäle 114 und 124 mit einem Druck von etwa 100 kg/cm2 in die Formräume 112 und 122 eingebracht. Zu diesem Zeitpunkt werden die Abdichtmittel 118 und 128 mit einem Druck von etwa 250 kg/cm2 gegen die Leiterplatte 109 gepresst und werden so verformt, dass sie ganz dicht an der unteren und oberen Fläche der Leiterplatte 109 anliegen und die Formräume abdichten, so dass eine Leckage an geschmolzenem wärmeaushärtbarem Harz aus den Formräumen verhindert wird. Das geschmolzene Harz wird dann durch das Aufbringen von Wärme und Druck ausgehärtet. Hierdurch wird das Einbetten der Chips 110 und ihrer zugeordneten Teile vervollständig. Hierauf wird Druckluft in die Luftkammer 54 eingeführt, um den grossen Kolben 50 und den kleinen Kolben 56 in Fig. 2 nach rechts zu bewegen. Hierdurch wird das Volumen der Ölkammern 120 und 130 erhöht. Hierdurch wird der Innendruck in den Ölkammern verringert und die Abdichtmittel 118 und 128 werden nicht mehr gegen die Leiterplatte 109 gepresst. Schliesslich wird die Form 102 geöffnet, um eine Herausnahme der Leiterplatte 109 mit den im Harz eingebetteten Halbleiter-Chips 110 und der damit verbundenen Teile zu erlauben.

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der erfin-dungsgemässen Spritzgussmaschine gezeigt, die dazu dient, einen Rahmen um ein Filterelement herum anzugiessen. Die Spritzgussmaschine 200 umfasst eine Form 202, die einen rechten Formteil 204 und einen linken Formteil 206 aufweist. Der rechte Formteil 204 hat eine im wesentlichen zylindrische Ausnehmung 208 zum Aufnehmen eines im wesentlichen kreisförmigen Abdichtmittels 210. Das Abdichtmittel besteht z.B. aus Lot oder anderen Materialien, die durch Aufwendung von Druck leicht verformbar sind. In der zylindrischen Ausnehmung 208 liegt ein Filterelement 212 sandwichartig zwischen dem Abdichtmittel 210 und einer Seite des linken Formteiles 206. Das Filterelement 212 hat die Form einer kreisförmigen Scheibe und weist eine Dicke von 2 mm auf. Das Filterelement 212 hat eine Vielzahl von Löchern 213 mit einem Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm. Das Abdichtmittel 210 hat im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das Filterelement. Der rechte Formteil 204 hat einen Formraum 214, der die zylindrische Ausnehmung 208 umgibt. Die zylindrische Ausnehmung 208 steht mit einer Ölkammer 215 in Verbindung, die zum Aufnehmen eines Hydrauliköls 216, wie z.B. Silikonöl, dient. Der rechte Formteil 204 weist ein mittels Druckluft arbeitendes Kolben-Zylinder-Aggregat 220 auf, das das Hydrauliköl unter Druck setzt, um das Abdichtmittel 210 gegen das Filterelement 212 zu pressen. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen weist das Kolben-Zylin-der-Aggregat 220 ein zylindrisches Gehäuse 222 auf, das an der oberen Fläche des rechten Formteiles 204 befestigt ist. Weiterhin ist ein grosser Zylinder 224 vorhanden, der im zylindrischen Gehäuse 222 hin- und herbewegbar ist und das Innere des Gehäuses 222 in zwei Luftkammern 226 und 228 unterteilt. Das Aggregat 220 hat weiterhin einen kleinen Kolben 230, der in der Ölkammer 215 hin-und herbeweglich ist und mit dem grossen Kolben 224 über eine Kolbenstange 232 verbunden ist. Das Gehäuse 222 hat eine Luft-Zufuhrleitung 234, um Druckluft von einer Druckluftquelle 236 zur Luftkammer 226 zu leiten. Das Gehäuse 222 hat weiterhin eine Luft-Zufuhrleitung 238, um Druckluft von der Druckluftquelle 236 zur Luftkammer 228 zu leiten. Der kleine Kolben 230 hat einen Durchmesser von 14 mm und der grosse Kolben 224 hat einen Durchmesser von 100 mm. Wenn Druckluft mit einem Druck von 5 kg/cm2 der Luftkammer 226 zugeführt wird, drückt das Hydrauliköl das Abdichtmittel 210 mit einem Druck von etwa 250 kg/cm2 gegen das Filterelement 212. Der kleine Kolben 230 wird von einem O-Ring 240 umgeben, um das Hydrauliköl in der Ölkammer 215 abzudichten. In gleicher Weise wird der grosse Kolben 224 von einem O-Ring 242 umgeben, um die beiden Luftkammern 226 und 228 voneinander abzudichten. Es soll darauf hingewiesen werden, dass als Alternative zum Anpressen des Abdichtmittels gegen das Filterelement mit einem konstanten Druck auch ein hydraulisch arbeitendes Kolben-Zylinder-Aggregat oder eine Kombination aus einem Elektromotor und einer T ransportschnecke (Förderschnecke) verwendet werden kann.

Der linke Formteil 206 ist mit einem Eingusskanal 250 versehen, um ein thermoplastisches Harz, wie z.B. Polybutylen Terephthalat, in den Formraum 214 einzubringen. Innerhalb des rechten Formteiles 204 und des linken Formteiles 206 befinden sich mehrere Heizeinrichtungen 252.

Beim Arbeiten mit der Form wird das Abdichtmittel 210 in die Ausnehmung 208 eingepasst. Der rechte Formteil 204 und der linke Formteil 206 werden geschlossen und in einer nicht dargestellten Klemmvorrichtung gehalten. Dann wird die Form 202 mittels den Heizeinrichtungen 252 auf eine Temperatur von etwa 100°C erwärmt. Dann wird der linke Formteil 206 vom rechten Formteil 204 entfernt, um ein Einsetzen des Filterelementes 212 in die Ausnehmung 208 anschliessend an das Abdichtmittel 210 zu erlauben. Zu diesem Zeitpunkt wird Druckluft in die Luftkammer 228 geführt, so dass das Abdichtmittel 210 nicht gegen das Filterelement 212 gedrückt wird. Nachdem das Filterelement 212 eingesetzt worden ist wird der linke Formteil 206 wieder zum rechten Formteil 204 hin bewegt, so dass das Filterelement 212 zwischen dem rechten Formteil 204 und dem linken Formteil 206 liegt. Nunmehr wird Druckluft der Luftkammer 226 zugeführt, um den grossen Kolben 224 und damit auch den kleinen Kolben 230 nach unten zu bewegen, so dass das Abdichtmittel 210 gegen das

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Filterelement 212 gepresst wird. Hierdurch wird das Abdichtmittel 210 so verformt, dass es alle Löcher 213 des Filterelementes 212 ausfüllt. Das thermoplastische Harz wird über den Eingusskanal 250 mit einem Druck von etwa 1000 kg/cm2 in den Formraum 214 eingeführt. Wenn der Formraum 214 vollständig gefüllt worden ist, wird der Druck dann auf etwa 200 kg/cm2 verringert. Da das Abdichtmittel 210 nicht nur zum satten Anliegen des Filterelementes 212 an der inneren Fläche des linken Formteils 206 verformt wird sondern auch die Löcher 213 füllt und somit direkt an der inneren Fläche des linken Formteils 206 anliegt, kann kein Harz sowohl zwischen dem Filterelement 212 und dem Abdichtmittel 210 als auch zwischen dem Filterelement 212 und der inneren Seite des linken Formteils 206 hindurchtreten.

Nachdem das thermoplastische Harz im Formraum 214 ausgehärtet worden ist wird Druckluft in die Luftkammer 228 geleitet, um den grossen Kolben 224 und den kleinen Kolben 230 nach oben zu bewegen, um den Druck in der Ölkammer 215 zu verringern. Dann wird der linke Formteil 206 vom rechten Formteil 204 wegbewegt, um ein Herausnehmen des Filterelementes mit seinem angegossenen Rahmen 254 (Flansch) zu erlauben. Da das Abdichtmittel 210 durch Druck plastisch verformt wird, kann das Abdichtmittel auch Löcher von anderer Grösse in einem anderen Filterelement vollständig ausfüllen.

Für den Fachmann ist es klar, dass die vorliegende Erfindung auch bei einem Pressgussverfah-ren oder einem Wachsgussverfahren angewandt werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Giessmaschine mit einer Form, die einen ersten Formteil und einen zweiten Formteil umfasst, wobei zumindest einer der ersten und zweiten Formteile eine Ausnehmung aufweist, die dazu bestimmt ist, ein Objekt aufzunehmen, wobei der erste und zweite Formteil das Objekt sandwichartig zwischen sich aufnehmen, mit einem Formraum, der dazu bestimmt ist, ein Gussmaterial aufzunehmen, wobei der Formraum zum Objekt hin offen ist, mit einer Abdichtrinne, die benachbart dem Formraum liegt, und mit einem in der Abdichtrinne vorhandenen Abdichtmitte mit einer ein Hydrauliköl enthaltenden Ölkammer, die mit der Abdichtrinne in Verbindung steht und mit einer Einrichtung zum unter Druck Setzen des Hydrauliköls, so dass das Abdichtmittel gegen das Objekt gepresst wird, wobei das Abdichtmittel beim Anpressen gegen das Objekt einer plastischen Verformung unterliegt.

2. Giessmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmittel aus einem kaltverformbaren Material besteht.

3. Giessmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmittel aus Gold besteht.

4. Giessmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliköl ein thermoplastisches Harz in Pulverform enthält.

5. Giessmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Harz Polyethylen enthält.

6. Giessmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Harz Po-lyimid enthält.

7. Verfahren zum Vergiessen eines Materials einstückig mit einem Objekt mit einer Giessmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Plazieren eines Abdichtmittels in eine Form, die erste und zweite Formteile umfasst; sandwichartiges Plazieren des Objektes zwischen dem ersten und zweiten Formteil;

Anpressen des Abdichtmittels gegen das Objekt, um eine plastische Verformung des Abdichtmittels zu erzielen;

Einführen eines geschmolzenen Materials in einen Formraum, der sich zum Abdichtmittel benachbart befindet und zum Objekt hin offen ist; und Aushärten des Gussmaterials.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmittel durch ein Hydrauliköl gegen das Objekt angepresst wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliköl mit einem thermoplastischen Harz in Pulverform vermischt ist.

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