DE102019126887A1

DE102019126887A1 - Verguss-Vorrichtung, insbesondere Spritzguss-Vorrichtung oder Niederdruckvergussmaschine, vorzugsweise Low-Pressure-Moulding-Maschine, zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Einleger und einer den Einleger zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse

Info

Publication number: DE102019126887A1
Application number: DE102019126887.7A
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Requin; Adrian Skorcz; Cipcian Stein
Original assignee: Optimel Schmelzgusstechnik GmbH
Current assignee: Optimel Schmelzgusstechnik GmbH
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2021-04-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verguss-Vorrichtung (1), insbesondere Spritzguss-Vorrichtung oder Niederdruckvergussmaschine, vorzugsweise Low-Pressure-Moulding-Maschine (1a), zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Einleger (2) und einer den Einleger (2) zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse (3), wobei im geschlossen Zustand des Werkzeuges (5) zumindest ein Hohlraum-Vergussbereich (11) vorhanden und/oder ausgebildet ist, wobei der Einleger (2) mindestens einen metallischen Kontaktbereich (2a) aufweist und der Kontaktbereich (2a) des Einlegers (2) im geschlossen Zustand des Werkzeuges (5) zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich (11) des Werkzeugs (5) herausragt und wobei zur induktiven Erwärmung des Einlegers (2) und/oder des Kontaktbereiches (2a) mindestens ein Induktionsmittel (14) vorgesehen und/oder vorhanden ist.Der Raumbedarf der Verguss-Vorrichtung sowie der Arbeits- und/oder Kostenaufwand zur Herstellung der Verbindung ist dadurch verringert, dass mindestens eines der Formwerkzeuge (6, 7) einen außerhalb des Hohlraum-Vergussbereiches (11) und/oder außerhalb der Verguss-Ausnehmung (12) liegenden und/oder ausgebildeten Werkzeugteilbereich(6b) aufweist, wobei das Induktionsmittel (14) zumindest teilweise innerhalb dieses Werkzeugteilbereiches (6b) angeordnet ist und/oder das Induktionsmittel (14) sich zumindest teilweise in diesen Werkzeugteilbereich (6b) erstreckt und/oder hierin hineinragt.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Verguss-Vorrichtung, insbesondere eine Spritzguss-Vorrichtung oder Niederdruckvergussmaschine, vorzugsweise Low-Pressure-Moulding-Maschine, zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Einleger und einer den Einleger zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse, insbesondere zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Einleger und eines den Einleger zumindest teilweise umgebenden Thermoplasten, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Im Stand der Technik sind bereits eine Vielzahl von Verguss-Vorrichtungen, insbesondere von Spritzguss-Vorrichtungen oder auch von Niederdruckvergussmaschinen, insbesondere auch Low-Pressure-Moulding-Maschinen bekannt. Insbesondere wird hierbei eine zwischen einem Einleger und einer den Einleger zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse eine Verbindung, insbesondere eine Haftverbindung, hergestellt. Insbesondere wird eine Verbindung zwischen dem Einleger und einem dem Einleger zumindest teilweise umgebenden Thermoplasten, insbesondere eine zwischen dem Einleger und dem Thermoplasten wirkende Haftverbindung hergestellt.
So werden im Low-Pressure-Moulding-Verfahren beim sogenannten „Low-Pressure-Moulding“ dann insbesondere elektronische und/oder elektrische Komponenten und/oder Bauteile, beispielsweise Leiterplatten und/oder Platinen mit einem Kunststoff, insbesondere mit einem Thermoplasten im Low-Pressure-Moulding-Verfahren „umspritzt“, um die elektronischen und/oder elektrischen Komponenten und/oder Baugruppen entsprechend zu schützen. Insbesondere werden die elektronischen und/oder elektrischen Komponenten / Baugruppen geschützt vor Feuchtigkeit, vor Schmutz und auch vor Vibrationen. Hierzu werden insbesondere entsprechende Verguss-Vorrichtungen eingesetzt, die dann mit dem sogenannten Low-Pressure-Moulding-Verfahren betrieben werden.
Insbesondere dieses zuletzt genannte Verfahren dient daher der Abschottung und/oder des Schutzes von insbesondere elektronischen und/oder elektrischen Bauteilen durch das Umspritzen und/oder das Einkapseln derselben mit einer Kunststoffmasse. Als Kunststoffe werden hierbei insbesondere Thermoplaste verwendet. Insbesondere werden Thermoplaste, die eine geringe Viskosität aufweisen und mit einem geringen Einspritzdruck in das jeweilige Werkzeug eingespritzt werden können, verwendet. Dies hat den Vorteil, dass einfache und kostengünstige Pumpvorrichtungen für die Einspritzung des Kunststoffes bzw. des Thermoplasten und/oder insbesondere des entsprechenden Polyamid-/Polyolefin-Materials verwendet werden können und die elektronischen und/oder elektrischen Bauteile eben nicht durch zu hohe Drücke beschädigt werden. Hierbei wird der Kunststoff bzw. das entsprechende Polyamid-/Polyolefin-Material erhitzt bis dieses sich verflüssigt bzw. flüssig ist (im Allgemeinen bei ca. 180° bis 240° Celsius). Bei einem relativ geringen Druck (typischerweise zwischen 50 bis 200 PSI bzw. zwischen 10 bis 40 bar) wird dann der verflüssigte Kunststoff bzw. das verflüssigte Polyamid-/Polyolefin-Material bzw. der entsprechende Thermoplast in ein dann relativ kaltes Werkzeug (von ca. 18° Celsius) „eingespritzt“ bzw. hier vergossen.
Die Verguss-Vorrichtung weist mindestens eine Schließeinheit und mindestens ein Werkzeug auf, wobei das Werkzeug mindestens ein erstes Formwerkzeug und mindestens ein zweites Formwerkzeug aufweist. Insbesondere ist das erste Formwerkzeug, insbesondere das untere Formwerkzeug fest auf einem Maschinentisch angeordnet, wobei das zweite Formwerkzeug, insbesondere zumindest teilweise in der Schließeinheit angeordnet ist und/oder durch die Schließeinheit entsprechend bewegbar ist. Anders ausgedrückt, das Werkzeug besteht im Wesentlichen aus zwei Formwerkzeugen und ist mit Hilfe der Schließeinheit öffnenbar und/oder schließbar, insbesondere ist mit Hilfe der Schließeinheit das zweite Formwerkzeug auf das erste Formwerkzeug pressbar und so dann das Werkzeug schließbar. Im geschlossenen Zustand des Werkzeuges ist zumindest ein Hohlraum-Vergussbereich vorhanden und/oder ausgebildet, wobei der Hohlraum-Vergussbereich zumindest teilweise durch mindestens eine in dem ersten und/oder in dem zweiten Formwerkzeug ausgebildete Verguss-Ausnehmung gebildet und/oder begrenzt ist. Anders ausgedrückt, durch mindestens eine in einem der Formwerkzeuge ausgebildete Verguss-Ausnehmung wird zumindest teilweise ein Hohlraum-Vergussbereich gebildet und/oder begrenzt. Insbesondere weisen das erste Formwerkzeug und das zweite Formwerkzeug eine jeweilige Verguss-Ausnehmung auf, die im geschlossenen Zustand des Werkzeugs den Hohlraum-Vergussbereich gemeinsam bilden bzw. ausbilden und/oder begrenzen. Bevor das Werkzeug geschlossen wird, also bevor das erste und das zweite Formwerkzeug entsprechend zugefahren werden, wird nun insbesondere beim „Low-Pressure-Moulding“ ein zumindest teilweise metallisch ausgebildeter Einleger zumindest teilweise in die Verguss-Ausnehmung eines der Formwerkzeuge eingelegt und/oder zumindest teilweise in der Verguss-Ausnehmung eines der Formwerkzeuge positioniert. Insbesondere ist dann dieser Einleger zumindest teilweise von der Verguss-Ausnehmung im Wesentlichen umschließbar. Hierbei ist mit dem Ausdruck „im Wesentlichen“ insbesondere gemeint, dass die jeweilige Verguss-Ausnehmung des jeweiligen Formwerkzeuges den Einleger zumindest teilweise umgibt, insbesondere teilweise in bestimmten Bereichen den Einleger auch direkt kontaktieren und berühren kann, in anderen bestimmten Bereichen aber dann zwischen dem in der Verguss-Ausnehmung positionierten Einleger und dem entsprechenden Wandungsbereich der Verguss-Ausnehmung insbesondere auch im geschlossenen Zustand des Werkzeuges ein Hohlraum ausgebildet und/oder vorhanden ist. Insbesondere ist dann so zumindest teilweise auch der Hohlraum-Vergussbereich ausgebildet bzw. begrenzt, in den dann im geschlossenen Zustand des Werkzeuges die Kunststoffmasse eingespritzt werden kann bzw. eingespritzt wird.
Die erhitzte und verflüssigte Kunststoffmasse wird im Allgemeinen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, insbesondere innerhalb weniger Sekunden in den Hohlraum-Vergussbereich eingespritzt bzw. hier vergossen, damit die Kunststoffmasse, insbesondere der Thermoplast den vorhandenen Hohlraum-Vergussbereich ausfüllen kann, um die entsprechenden Bereiche des Einlegers, insbesondere die elektronischen und/oder elektrischen Komponenten und/oder elektronische und/oder elektrische Bauteile zu umgeben, insbesondere um diese vor Feuchtigkeit, vor Schmutz und/oder Vibrationen zu schützen. Insbesondere werden entsprechende Polyamid-/Polyolefin-Materialien, insbesondere entsprechende Thermoplaste verwendet, die zwar erhitzt und verflüssigt werden können, während des Vergusses aber relativ schnell runterkühlen, um zu verhindern, dass entsprechende Bereiche des Einlegers, insbesondere die elektronischen und/oder elektrischen Bauteile und/oder Komponenten durch zu hohe Temperaturen beschädigt werden, wenn diese mit der flüssigen Kunststoffmasse während des Vergießens in Kontakt kommen.
So werden bisher im Stand der Technik mit den zuvor beschriebenen Verguss-Vorrichtungen und/oder dem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere eine Mehrzahl von Leiterplatten, Schaltplatten, Platinen und/oder Schaltkarten, insbesondere auch Steckplatten, Trägerplatten, Sensoren, Kabelschuhe, Stecker (oder dergleichen) mit einer entsprechenden Kunststoffmasse umgeben und insbesondere dadurch deren elektronische und/oder elektrische Komponenten / Bauteile geschützt, wie zuvor beschrieben.
Die Mehrzahl der verwendeten Einleger weisen mindestens einen metallischen Kontaktbereich auf, wobei der metallische Kontaktbereich des Einlegers im geschlossenen Zustand des Werkzeuges zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich des Werkzeuges herausragt und/oder sich zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich heraus erstreckt. Insbesondere der metallische Kontaktbereich des Einlegers, der sich aus dem Hohlraum-Vergussbereich heraus erstreckt, soll zumindest in einem bestimmten Teilbereich dieses Kontaktbereiches „frei bleiben“ von der dann die anderen Bereiche des Einlegers im Wesentlichen umgebenden Kunststoffmasse, die insbesondere eine Art Kunststoff-Gehäuse für die elektronischen und/oder elektrischen Bauteile des Einlegers bildet.
Dieses dient insbesondere dazu, dass die elektronischen und/oder elektrischen Komponenten, wie Leiterplatten, Leiterbahnen, Platinen und/oder Sensoren, die der Einleger insbesondere auch aufweist, dann von der Kunststoffmasse umgeben sind bzw. in der Kunststoffmasse, insbesondere in dem Thermoplasten dann „eingebettet“ sind. Anders ausgedrückt, diese sind dann in einer Art „Kunststoff-Gehäuse“ untergebracht. Manche dieser Komponenten können aber ihre Funktion im Wesentlichen insbesondere nur erfüllen, wenn auch eine elektrische Durchführung einer metallischen Leitung (durch den Einleger) bzw. in den umspritzten Bereich bzw. in das „Kunststoff-Gehäuse“ existiert. Auch hierfür kann der Einleger zumindest teilweise einen entsprechenden metallischen Kontaktbereich aufweisen, wobei der metallische Kontaktbereich sich zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich (der sogenannten „Kavität“) heraus erstreckt, insbesondere auch damit zumindest ein Teilbereich des metallischen Kontaktbereiches frei von Kunststoffmasse bleibt und/oder so eine „Anschlussstelle“ / eine elektrische Kontaktstelle realisiert ist bzw. bei dem umgossenen Endprodukt dann ermöglicht ist.
Hierbei ergibt sich grundsätzlich das Problem, dass Metall und Kunststoff unterschiedliche Schwindungen insbesondere bei Abkühlungsphasen aufweisen. Bei größeren Temperaturwechseln im Betrieb oder auch beim Umspritzen bzw. beim Vergießen / Umgießen des Metalls mit der heißen Kunststoffmasse und dem anschließendem Abkühlen des Kunststoffes, kann sich der Kunststoff bzw. die Kunststoffmasse vom Metall wieder lösen. Die hierbei dann entstehenden Spalten, Risse und/oder Durchtrittsöffnungen beeinträchtigen die gewünschte Dichtwirkung des Einlegers bzw. des „Kunststoff-Gehäuses“ für die vorhandenen elektronischen und/oder elektrischen Bauteile. Es besteht daher die Gefahr des Eindringens von Wasser und/oder von Schmutzpartikeln, die beispielweise die elektronischen und/oder elektrischen Komponenten durch einen Kurzschluss außer Funktion setzen können.
So offenbart die DE 10 2016 222 534 A1 eine Spritzguss-Vorrichtung mit einem Werkzeug, das ein erstes und zweites Formwerkzeug aufweist, bei dem ein Einleger in das Werkzeug einlegbar und/oder entsprechend positionierbar ist, damit der Einleger von einem Monomer umspritzbar ist. Nachdem der Monomer mit den Einleger in Kontakt gebracht ist, wird der Monomer zu einem Polymer polymerisiert. Hierbei wird die Temperatur des Einlegers zumindest kurzzeitig mindestens auf diejenige Temperatur erhöht, die das Monomer während seiner exothermen Polymerisation zu dem Polymer maximal annimmt und/oder auf eine Temperatur erhöht, die sicherstellt, dass der Wärmestrom immer vom Einleger zum Monomer verläuft. Im Monomer können beispielsweise ein Katalysator und/oder ein Aktivator chemisch gebunden sein und bei Überschreiten der für die Polymerisation erforderlichen Temperatur freigesetzt werden. Für eine optimale Haftung des Polymers am Einleger ist entscheidend, dass das Monomer speziell an der Kontaktfläche zum Einleger vollständig zum Polymer umgewandelt, also polymerisiert ist. Damit der Monomer vollständig durchpolymerisiert und gut an dem Einleger bzw. an der Kontaktfläche des Einlegers anhaftet, wird der Einleger daher erwärmt. In der bevorzugten, in der DE 10 2016 222 534 A1 beschriebenen Ausführungsform wird der Einleger durch Beaufschlagung mit Strom rezessiv und/oder induktiv beheizt. Hierzu erstreckt sich der Einleger dann insbesondere zweiseitig aus dem Werkzeug, insbesondere hier aus dem ersten und dem zweiten (geschlossenen) Formwerkzeug heraus, nämlich in einen außerhalb des jeweiligen Formwerkzeuges und/oder außerhalb des Werkzeuges liegenden Bereich hinaus, so dass dann die jeweiligen Endbereiche des Einlegers außerhalb des Werkzeuges liegend mit entsprechenden Elektroden in Kontakt bringbar sind, um den Einleger zu erwärmen und/oder elektrisch über eine regelbare Spannungsquelle zu beheizen. Die Stromzuführung wird mit Hilfe der regelbaren Spannungsquelle geregelt und an den Endbereichen des Einlegers werden Elektroden zur Erwärmung des Einlegers angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform des bereits bekannten Standes der Technik kann anstelle der Elektroden dann eine induktive Stromzuführung an die außerhalb des Werkzeuges und/oder außerhalb des ersten und zweiten Formwerkzeuges liegenden Endbereiche des Einlegers realisiert werden, um diesen zu erwärmen und/oder zu beheizen.
Die Ausbildung / Ausführung der im Stand der Technik bekannten Verguss-Vorrichtungen zur Herstellung einer Verbindung / Haftverbindung zwischen einem Einleger und einer den Einleger zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse, insbesondere zum Schutz und/oder zur Umspritzung bzw. zur Ummantelung von im Bereich des Einlegers angeordneten elektronischen und/oder elektrischen Komponenten und/oder Bauteilen ist noch nicht optimal ausgebildet. Die Endbereiche des Einlegers benötigen zunächst einen entsprechenden Raumbedarf außerhalb des Werkzeuges, aber innerhalb der Verguss-Vorrichtung. Letzteres gilt auch für die Anordnung der Elektroden und/oder des Induktionsmittels zur Erwärmung und/oder Beheizung des Einlegers. Der konstruktive Aufwand und/oder entsprechende Raumbedarf der bekannten Verguss-Vorrichtung ist daher entsprechend groß. Weiterhin können verschiedene Einleger verschiedene Formen und/oder Konturverläufe, insbesondere verschiedenartig ausgebildete Endbereiche, insbesondere verschiedenartig ausgebildete metallische Kontaktbereiche aufweisen. In Abhängigkeit der jeweiligen spezifischen Form des Einlegers und/oder seines metallischen Kontaktbereiches (bzw. der jeweiligen Endbereiche), die aus dem Werkzeug räumlich herausragen, muss dann die gesamte Verguss-Vorrichtung umgebaut und/oder entsprechend angepasst werden, insbesondere müssen entsprechende Heizelemente und/oder die Elektroden sowie ein eventuell etwaiges vorhandenes Induktionsmittel immer entsprechend anders positioniert und/oder angeordnet werden, um den Einleger auch entsprechend zu erwärmen bzw. beheizen zu können. Dies ist mit einem erheblichen Arbeits- und Kostenaufwand verbunden. Im Ergebnis ist die im Stand der Technik bekannte Verguss-Vorrichtung daher noch nicht optimal ausgebildet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Verguss-Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass einerseits der Raumbedarf der Verguss-Vorrichtung zur Erwärmung und/oder Beheizung eines Einlegers verringert und/oder optimiert ist, andererseits aber auch der Arbeits- und/oder Kostenaufwand zur Herstellung der Verbindung, insbesondere einer Haftverbindung zwischen dem Einleger und eine den Einleger zumindest teilweise umgebenen Kunststoffmasse verringert ist.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Das Prinzip der Erfindung geht nun zunächst dahin, dass mindestens eines der Formwerkzeuge einen außerhalb des Hohlraum-Vergussbereiches (bzw. außerhalb der Kavität des Werkzeuges) und/oder außerhalb der Verguss-Ausnehmung liegenden und/oder ausgebildeten Werkzeugteilbereich aufweist, wobei das Induktionsmittel zumindest teilweise innerhalb dieses Werkzeugteilbereiches angeordnet ist und/oder das Induktionsmittel sich zumindest teilweise in diesen Werkzeugteilbereich erstreckt und/oder hierin hineinragt. Dadurch, dass nun nicht mehr - wie bisher im Stand der Technik - die Endbereiche des Einlegers aus dem Werkzeug und/oder aus dem ersten und/oder zweiten Formwerkzeug, also nun nicht mehr aus dem entsprechenden Werkzeugkörper und/oder dem ersten und/oder zweiten Formwerkzeugkörper heraus ragen, sondern nun insbesondere der gesamte Einleger innerhalb des Werkzeugkörpers angeordnet und/oder positioniert ist, werden entscheidende Vorteile erzielt. Zunächst kann sich das Induktionsmittel zumindest teilweise in den jeweiligen Werkzeugteilbereich des ersten und/oder zweiten Formwerkzeuges hinein erstrecken bzw. hierin hineinragen. Eine aufwendige Anordnung und/oder eine kostenspielige Umrüstung der Verguss-Vorrichtung zur Anordnung von außerhalb des Werkzeuges liegenden Elektroden und/oder zur Anpassung / Anordnung eines vollständig außerhalb des Werkzeuges liegenden Induktionsmittels ist nicht mehr notwendig. Dies erspart eine aufwendige Umrüstung der Verguss-Vorrichtung bei unterschiedlich geformten Einlegern und verringert den damit verbundenen Kosten- und/oder Arbeitsaufwand.
Durch die induktive Erwärmung des Einlegers, insbesondere des metallischen Kontaktbereichs des Einlegers, wobei dann direkt oder indirekt über diesen metallischen Kontaktbereich auch andere Bereiche des Einlegers wärmeleitend erwärmbar sind, kann die den Einleger umgebende Kunststoffmasse dann gut an den entsprechenden Bereichen des Einlegers anhaften. An den Grenzflächen der Kunststoffmasse kommt es zur Ausbildung von Haftungsbrücken. Als Kunststoffe werden insbesondere Thermoplaste mit einer Viskosität bis 30000 mPas, insbesondere entsprechende Polyamide oder Polyolefine verwendet. Der metallische Kontaktbereich des Einlegers wird insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von 140° bis 180° Celsius induktiv erwärmt. Insbesondere dieser zuvor genannte Temperaturbereich hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, insbesondere in Verbindung mit den zuvor genannten Thermoplasten, um in den entsprechenden an den Einleger angrenzenden Grenzflächen / Übergangsbereichen der Kunststoffmasse die zuvor genannten Haftungsbrücken auszubilden, insbesondere damit die Kunststoffmasse bzw. das Material an den gewünschten Flächen des Einlegers optimal anhaften kann. Dadurch wird die Ausbildung von Spalten, Undichtigkeiten oder dergleichen vermieden und die elektronischen und/oder elektrischen Bauteile / Komponenten sind optimal geschützt.
Aufgrund eines insbesondere modularen Aufbaus des ersten und/oder zweiten Formwerkzeuges, insbesondere des modularen Aufbaus des entsprechenden Werkzeugteilbereiches, in den sich das Induktionsmittel zumindest teilweise herein erstreckt, können eine Vielzahl von Vorteilen erzielt werden, die im Folgenden auch noch näher erläutert werden dürfen.
Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und es können mit der erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung eine Vielzahl von Vorteilen realisiert werden, insbesondere ist eine raumsparende Verguss-Vorrichtung realisierbar, für die der Kosten- und/oder Arbeitsaufwand zur Anpassung und/oder Umrüstung auf spezifisch ausgebildete Einleger verringert ist. Zugleich ist durch die dann realisierte Erwärmung des Einlegers bzw. insbesondere des metallischen Kontaktbereiches des Einlegers mit Hilfe des Induktionsmittels eine optimale Ausbildung von Haftungsbrücken zwischen der Kunststoffmasse und dem Einleger realisierbar, was im Folgenden auch nochmals erläutert werden darf. Hierdurch können weitere elektrische und/oder elektronische Bauteile / Komponenten, die der Einleger aufweist, optimal von Feuchtigkeit, Schmutz und/oder Vibrationen geschützt werden, da für diese ein gut abgedichtetes „Kunststoff-Gehäuse“ durch die an dem Einleger gut anhaftende Kunststoffmasse ausbildet ist.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Verguss-Vorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung näher erläutert und beschrieben. Hierfür darf auf die nachfolgende Beschreibung und auf die entsprechende Zeichnung verwiesen werden. In der Zeichnung zeigt:

1 a, b, c eine erfindungsgemäße Verguss-Vorrichtung in jeweiliger schematischer Darstellung, in teils perspektivischer Darstellung (1a), von vorne (1b), sowie teilweise geschnitten von der Seite (1c),
2a bis 2e wesentliche Komponenten der erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung, insbesondere ein geöffnetes Werkzeug ohne einen Einleger, in jeweiliger schematischer Darstellung, von vorne (2a), von oben (2b), in geschnittener Darstellung von der Seite (2c), in teils geschnittener Darstellung von vorne (2d), sowie in teils perspektiver Darstellung (2e),
3a bis 3e wesentliche Komponenten der erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung, insbesondere ein geöffnetes Werkzeug mit einem Einleger vor dem Guss-Vorgang, also ohne eine den Einleger umgebende Kunststoffmasse in jeweiliger schematischer Darstellung, von vorne (3a), von oben (3b), in geschnittener Darstellung von der Seite (3c), in teils geschnittener Darstellung von vorne (3d) sowie in teils perspektiver Darstellung (3e),
4a bis 4e wesentliche Komponenten der erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung, insbesondere ein geöffnetes Werkzeug mit einem Einleger nach dem Guss-Vorgang, nämlich mit umspritzter bzw. vergossener an dem Einleger anhaftender Kunststoffmasse in jeweiliger schematischer Darstellung, von vorne (4a), von oben (4b), in geschnittener Darstellung von der Seite (4c), in teils geschnittener Darstellung von vorne (4d) sowie in teils perspektiver Darstellung (4e),
5 a, b in schematischer vereinfachter Darstellung das erste Formwerkzeug (5a) von oben bzw. das zweite Formwerkzeug (5b) von unten, aber in den 5a und 5b entsprechend sichtbar - nebeneinander, nicht übereinander - dargestellt, jedoch ohne einen in dem jeweiligen Formwerkzeug und/oder der jeweiligen Verguss-Ausnehmung eingelegten Einleger,
6 a, b in schematischer vereinfachter Darstellung das erste Formwerkzeug (6a) von oben bzw. das zweite Formwerkzeug (6b) von unten, aber in den 6a und 6b entsprechend sichtbar - nebeneinander, nicht übereinander - dargestellt, mit einem in dem jeweiligen Formwerkzeug bzw. in der jeweiligen Verguss-Ausnehmung angeordnetem Einleger vor dem Guss-Vorgang, also noch nicht von einer Kunststoffmasse umgeben,
7a, 7b in schematischer vereinfachter Darstellung das erste Formwerkzeug (7a) von oben bzw. das zweite Formwerkzeug (7b) von unten, aber in den 7a und 7b entsprechend sichtbar - nebeneinander, nicht übereinander - dargestellt, mit einem in dem jeweiligen Formwerkzeug bzw. in der jeweiligen Verguss-Ausnehmung angeordnetem Einleger, jedoch nach dem Guss-Vorgang, also mit einer den Einleger zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse,
8 in schematischer, teils perspektivischer Darstellung ein geöffnetes Werkzeug mit der Anordnung der jeweiligen Komponenten und/oder der graphischen Darstellung eines durch das Induktionsmittel erzeugten Induktionsfeldes mit einem Einleger, sowie
9 das geöffnete Werkzeug aus 8 in schematischer Darstellung von vorne, ohne die Darstellung des oberen zweiten Formwerkzeuges, aber mit der Darstellung der entsprechenden jeweiligen übrigen Komponenten sowie des auch hier schematisch dargestellten Induktionsfeldes.

Die 1 bis 9 zeigen zumindest teilweise nun die erfindungsgemäße Verguss-Vorrichtung 1, insbesondere eine Low-Pressure-Moulding- Maschine 1a, zur Herstellung einer Verbindung, insbesondere einer Haftverbindung, zwischen einem Einleger 2 und einer den Einleger 2 zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse 3. Insbesondere wird mit Hilfe der Verguss-Vorrichtung 1 eine Verbindung, insbesondere eine Haftverbindung, zwischen dem Einleger 2 und einem den Einleger 2 zumindest teilweise umgebenden Thermoplasten 3a hergestellt bzw. realisiert, was im Folgenden näher erläutert werden darf.
Die Verguss-Vorrichtung 1 weist mindestens eine Schließeinheit 4 und mindestens ein Werkzeug 5 auf. Das Werkzeug 5 weist mindestens ein erstes Formwerkzeug 6 und mindestens ein zweites Formwerkzeug 7 auf. Insbesondere ist das erste Formwerkzeug 6 fest angeordnet, insbesondere auf einem Maschinentisch 8, wobei das zweite Formwerkzeug 7 bewegbar angeordnet ist, insbesondere zumindest teilweise in der Schließeinheit 4 angeordnet ist.
Das Werkzeug 5 ist mit Hilfe der Schließeinheit 4 öffnenbar und/oder schließbar bzw. mit Hilfe der Schließeinheit 4 ist das zweite Formwerkzeug 7 insbesondere in Richtung auf das erste Formwerkzeug 6 verfahrbar bzw. das zweite Formwerkzeug 7 vom ersten Formwerkzeug 6 weg bewegbar, um das Werkzeug 5 zu schließen bzw. zu öffnen. Hierbei kann die Schließeinheit 4 insbesondere vertikal entlang eines Rahmengestells 9 hoch- bzw. heruntergefahren werden und/oder mit der Schließeinheit 4 insbesondere das zweite Formwerkzeug 7 zum Schließen des Werkzeuges 5 heruntergefahren bzw. zum Offnen des Werkzeuges 5 hochgefahren werden. Zur Bewegung bzw. zum Verfahren der Schließeinheit 4 ist ein entsprechender Antrieb 10 vorgesehen. Der Antrieb 10 kann auf hydraulischer pneumatischer und/oder mechanischer Basis und/oder auf elektrischer Basis realisiert werden, wobei der Antrieb 10 hier insbesondere als ein pneumatisch antreibbarer Antrieb ausgebildet ist.
Im geschlossenen Zustand des Werkzeuges 5, insbesondere also wenn das erste Formwerkzeug 6 und das zweite Formwerkzeug 7 entsprechend geschlossen sind, weist das Werkzeug 5 zumindest einen Hohlraum-Vergussbereich 11 auf (vgl. hierzu auch insbesondere 2d, wo die Formwerkzeuge 6 und 7 aber geöffnet dargestellt sind). Der Hohlraum-Vergussbereich 11 ist hierbei zumindest teilweise durch mindestens eine in dem ersten und/oder in dem zweiten Formwerkzeug 6 oder 7 ausgebildete Verguss-Ausnehmung 12 gebildet und/oder begrenzt. Der entsprechende Hohlraum-Vergussbereich 11 ist auch als sogenannte „Kavität“ des Werkzeuges 5 bezeichnenbar bzw. sind die jeweiligen Verguss-Ausnehmungen 12 der jeweiligen Formwerkzeuge 6 und 7 ebenfalls als „Kavitäten“ bzw. „Teil-Kavitäten“ bezeichnenbar.
Bei der hier in den 1 bis 9 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der hier dargestellten Verguss-Vorrichtung 1 bzw. des hier entsprechend ausgebildeten und dargestellten Werkzeuges 5 weist das erste Formwerkzeug 6 eine erste Verguss-Ausnehmung 12a und das zweite Formwerkzeug 7 eine zweite Verguss-Ausnehmung 12b auf. Hierbei bilden die erste Verguss-Ausnehmung 12a und die zweite Verguss-Ausnehmung 12b im Wesentlichen den Hohlraum-Vergussbereich 11 aus bzw. begrenzen diesen entsprechend. Ein zumindest teilweise metallisch ausgebildeter Einleger 2 wird nun zumindest teilweise in die Verguss-Ausnehmung 12, insbesondere hier in die erste Verguss-Ausnehmung 12a eingelegt, so wie dieses insbesondere aus den 3a bis 3e ersichtlich ist. Der Einleger 2 ist zumindest teilweise in der Verguss-Ausnehmung 12, hier insbesondere in der ersten Verguss-Ausnehmung 12a des ersten Formwerkzeuges 6 positionierbar und/oder von der entsprechenden Verguss-Ausnehmung 12, hier insbesondere von der ersten Verguss-Ausnehmung 12a zumindest teilweise umschließbar. Im geschlossenen Zustand des Werkzeuges 5 und bei einem in den Hohlraum-Vergussbereich 11 bzw. in den jeweiligen Verguss-Ausnehmungen 12a, 12b eingelegtem Einleger 2 kann dann der im Hohlraum-Vergussbereich 11 verbleibende, den Einleger 2 umgebende Hohlraum mit einer Kunststoffmasse 3, insbesondere mit einem Thermoplasten 3a umspritzt bzw. vergossen werden. Die Anspritz- / Angussöffnung des Werkzeuges 5 ist bei dem hier dargestellten zweiten Formwerkzeug 7 vorhanden bzw. ausgebildet, aber nicht näher bezeichnet. Durch die Anspritz- / Angussöffnung wird dann die flüssige Kunststoffmasse 3 in den Hohlraum-Vergussbereich 11 eingespritzt bzw. eingegossen.
Der Einleger 2 weist mindestens einen metallischen Kontaktbereich 2a, insbesondere aber auch weitere elektronische und/oder elektrische Komponenten und/oder Bauteile 21 auf. Der Kontaktbereich 2a des Einlegers 2 ragt im geschlossenen Zustand des Werkzeuges 5 zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich 11 des Werkzeuges 5 heraus und/oder erstreckt sich zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich 11 heraus. Dies hat den Sinn und Zweck, dass bestimmte Bereiche des metallischen Kontaktbereiches 2a des Einlegers 2, die sich aus dem Hohlraum-Vergussbereich 11 heraus erstrecken, nicht mit einer Kunststoffmasse 3, also insbesondere nicht mit einem Thermoplasten 3a umspritzt bzw. umgossen werden sollen. Diese Bereiche bleiben also „frei“ von einer Kunststoffmasse 3. Hingegen werden die übrigen Bereiche des Einlegers 2, insbesondere die Bereiche, die im Hohlraum-Vergussbereich 11 dann angeordnet und/oder positioniert sind, mit der Kunststoffmasse 3, insbesondere mit dem Thermoplasten 3a, umspritzt und/oder umgossen bzw. umschlossen. Insbesondere hier wird daher eine Verbindung, insbesondere eine Haftverbindung zwischen dem Einleger 2 und der den Einleger 2 zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse 3 realisiert bzw. hergestellt.
Zur Ausbildung einer an dem Einleger 2 anhaftenden Verbindung / Haftverbindung, insbesondere einer auch stoffschlüssigen Verbindung, zwischen dem Einleger 2 und der den Einleger 2 zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse 3, insbesondere zur Ausbildung von Haftungsbrücken zwischen dem entsprechenden Material des Einlegers 2 und der Kunststoffmasse 3, insbesondere dem Thermoplasten 3a, wird der Einleger 2, insbesondere der Kontaktbereich 2a des Einlegers 2 erwärmt und/oder beheizt, nämlich mit Hilfe mindestens eines vorgesehenen und/oder vorhandenen Induktionsmittels 14.
Durch die Erwärmung des Einlegers 2, insbesondere des metallischen Kontaktbereiches 2a des Einlegers 2, können sich an den Grenzschichten / Haftungsschichten der Kunststoffmasse 3, insbesondere des Thermoplasten 3a, Haftungsbrücken zwischen der Kunststoffmasse 3 und dem Einleger 2, insbesondere zwischen der sich abkühlenden Kunststoffmasse 3 und den jeweiligen Teilbereichen des metallischen Kontaktbereiches 2a ausbilden, die sich in den Hohlraum-Vergussbereich 11 teilweise erstrecken. Es ist mindestens eine insbesondere - erste - Steuereinheit zur Steuerung der Schließeinheit 4 und/oder zur Steuerung anderer Komponenten der Verguss-Vorrichtung 1 vorgesehen, auch hierauf darf hingewiesen werden.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun zunächst dadurch vermieden, dass mindestens eines der Formwerkzeuge 6 oder 7 einen außerhalb des Hohlraum-Vergussbereiches 11 und/oder außerhalb der Verguss-Ausnehmung 12, hier insbesondere außerhalb der ersten Verguss-Ausnehmung 12a, liegenden und/oder ausgebildeten Werkzeugteilbereich 6b aufweist, wobei das Induktionsmittel 14 zumindest teilweise innerhalb dieses Werkzeugteilbereiches 6b angeordnet ist und/oder das Induktionsmittel 14 sich zumindest teilweise in diesen Werkzeugteilbereich 6b erstreckt und/oder hierin hineinragt. Dadurch werden die eingangs bereits erwähnten Vorteile realisiert. Insbesondere wird eine raumsparende Verguss-Vorrichtung 1 realisiert, die nur mit geringem Arbeits- und/oder Kostenaufwand auch für unterschiedlich ausgebildete Einleger 2 in kurzer Zeit umrüstbar ist. Insbesondere ist das Werkzeug 5, insbesondere das erste und/oder zweite Formwerkzeug 6 und 7 entsprechend modular aufgebaut, was die folgenden Ausführungen auch nochmal verdeutlichen werden.
Wie die 1 bis 9 zumindest teilweise verdeutlichen bzw. zeigen, weist nun bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Verguss-Vorrichtung 1 bzw. des hier dargestellten Werkzeuges 5 insbesondere das erste Formwerkzeug 6 einen ersten Werkzeugteilbereich 6a und einen zweiten Werkzeugteilbereich 6b auf. Die entsprechenden Werkzeugteilbereiche 6a und 6b des ersten Formwerkzeuges 6 sind teilweise in den Figuren durch eine teilweise hier dargestellte gestrichelte Trennlinie I virtuell „getrennt“ bzw. liegen links bzw. rechts neben der entsprechenden Trennlinie I. Insbesondere weist auch das zweite Formwerkzeug 7 einen ersten Werkzeugteilbereich 7a und einen zweiten Werkzeugteilbereich 7b auf. Die entsprechenden Werkzeugteilbereiche 7a und 7b des zweiten Formwerkzeuges 7 sind teilweise in den Figuren durch eine teilweise hier dargestellte gestrichelte Trennlinie II virtuell „getrennt“ bzw. liegen links bzw. rechts neben der entsprechenden Trennlinie II. Die Trennlinien I und II dienen hier insbesondere nur zur optischen Unterscheidung der jeweiligen Werkzeugteilbereiche.
Die jeweiligen Werkzeugteilbereiche 6a und 6b bzw. 7a und 7b sind funktionstechnisch unterschiedlich ausgebildet. Im jeweiligen ersten Werkzeugteilbereich 6a bzw. 7a ist die jeweilige Verguss-Ausnehmung 12 bzw. 12a und/oder 12b ausgebildet. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist im ersten Werkzeugteilbereich 6a des ersten Formwerkzeuges 6 die erste Verguss-Ausnehmung 12a ausgebildet, wobei im ersten Werkzeugteilbereich 7a des zweiten Formwerkzeuges 7 die zweite Verguss-Ausnehmung 12b ausgebildet ist. Insbesondere der gesamte Hohlraum-Vergussbereich 11 wird - im geschlossenen Zustand des Werkzeuges 5 - im Wesentlichen insbesondere durch die beiden dann jeweiligen geschlossenen ersten Werkzeugteilbereiche 6a, 7a und/oder die jeweiligen Verguss-Ausnehmungen 12a, 12b ausgebildet und/oder begrenzt.
Vom besonderen Vorteil ist nun, dass das Induktionsmittel 14 zumindest teilweise innerhalb des zweiten Werkzeugteilbereiches 6b oder 7b des ersten und/oder zweiten Formwerkzeuges 6 oder 7 angeordnet ist und/oder das Induktionsmittel 14 sich zumindest teilweise in den zweiten Werkzeugteilbereich 6b bzw. 7b des ersten und/oder zweiten Formwerkzeuges 6 oder 7 erstreckt und/oder hierin hineinragt.
Funktionstechnisch bilden die jeweiligen ersten Werkzeugteilbereiche 6a und 7a daher im Wesentlichen den Hohlraum-Vergussbereich 11 aus bzw. begrenzen diesen, wobei die jeweiligen zweiten Werkzeugteilbereiche 6b bzw. 7b so ausgebildet sind, dass eine Erwärmung und/oder Beheizung des entsprechenden metallischen Kontaktbereiches 2a des Einlegers 2 realisierbar ist, wobei sich das Induktionsmittel 14 dann eben zumindest teilweise, insbesondere bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform in den jeweiligen zweiten Werkzeugteilbereich 6b hinein erstreckt.
Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform ragt das Induktionsmittel 14 insbesondere teilweise in den zweiten Werkzeugteilbereich 6b des ersten Formwerkzeuges 6 hinein, so wie dieses insbesondere aus den 2a, 3a, 8 und 9 erkennbar ist. Nochmals anders ausgedrückt, das Induktionsmittel 14 erstreckt sich daher zumindest teilweise in den Werkzeugkörper zumindest eines der Formwerkzeuge 6 oder 7, hier insbesondere in den Werkzeugkörper des ersten Formwerkzeuges 6 hinein, wodurch die eingangs bereits erwähnten Vorteile erzielt bzw. realisiert werden.
Aus den 2b, 3b, 4b, insbesondere auch aus den 8 und 9 ist ersichtlich, dass bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform das Induktionsmittel 14 mindestens eine Windung und/oder mindestens eine Schlaufe aufweist, insbesondere das Induktionsmittel 14 als ein Induktor 14a oder als eine Induktionsspule ausgebildet und/oder ausgeführt ist. Weiterhin ist das Induktionsmittel 14, insbesondere der Induktor 14a bzw. die Induktionsspule mit einem Trafo und/oder einen Frequenzgenerator 15 funktionstechnisch wirksam verbunden, so wie dieses insbesondere auch aus der 8 erkennbar ist.
Wie nun aber insbesondere die 2 bis 5 zeigen, ist nun insbesondere der zweite Werkzeugteilbereich 6b des ersten Formwerkzeuges 6 modular aufgebaut und/oder durch jeweilige modulare Komponenten entsprechend ausbildbar. Denkbar ist auch, dass der zweite Werkzeugteilbereich des zweiten Formwerkzeuges ähnlich modular aufgebaut ist und/oder durch jeweilige modulare Komponenten entsprechend ausbildbar ist, insbesondere wenn der zweite Werkzeugteilbereich des ersten Formwerkzeuges eben nicht entsprechend modular ausgebildet ist. Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist aber nun der zweite Werkzeugteilbereich 6b des ersten Formwerkzeuges 6 modular ausgebildet und/oder modular ausbildbar, was im Folgenden nun näher beschrieben werden darf, wobei aber für den zweiten Werkzeugteilbereich des zweiten Formwerkzeuges (im umgekehrten Fall) ähnliches gelten kann, hierauf darf hingewiesen werden.
Der zweite Werkzeugteilbereich 6b des ersten Formwerkzeuges 6 weist eine Grundplatte 16 bzw. ein Grundelement (16), eine Einlegeraufnahme 17 und/oder einen Konzentrator 18 auf. Hierbei ist die Einlegeraufnahme 17 insbesondere mit der Grundplatte 16 verschraubbar, insbesondere ist die Einlegeraufnahme 17 an der Grundplatte 16 fest montierbar. Insbesondere ist die Einlegeraufnahme 17 aus einem nicht thermisch und/oder nicht elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem entsprechenden Kunststoff hergestellt. Insbesondere weist die Einlegeraufnahme 17 nun eine erste Ausnehmung 17a zur Aufnahme und/oder Lagerung zumindest eines Teils des Kontaktbereiches 2a des Einlegers 2 auf. Weiterhin weist die Einlegeraufnahme 17 eine zweite Ausnehmung 17b zur Ausbildung eines Aufnahmeraumes 19 und/oder eines offenen Bereiches „19“ zur Aufnahme, Anordnung und/oder Positionierung zumindest eines Teils des Induktionsmittels 14 und/oder des Konzentrators 18 auf. Insbesondere in den jeweiligen Darstellungen der 2a, 3a und 4a sowie in den 2c, 2d bis 4c, 4d sind die zuvor vorgenannten Komponenten und/oder deren Anordnung gut ersichtlich dargestellt.
So weist der Konzentrator 18 eine auf das Induktionsmittel 14 angepasste spezifische Form auf, ist nämlich so ausgebildet, dass eine in Richtung auf den Kontaktbereich 2a des Einlegers 2 wirkendes Induktionsfeld 20 realisierbar ist bzw. das Induktionsfeld 20 durch den Konzentrator 18 auf den Kontaktbereich 2a des Einlegers 2, der im zweiten Werkzeugteilbereich 6b positioniert ist, lenkbar ist. Dieses soll insbesondere in der 9 schematisch dargestellt sein, wo das Induktionsfeld 20 durch entsprechende gestrichelte Linien dargestellt ist. Der Konzentrator 18 ist insbesondere auf das Induktionsmittel 14 und/oder auf die zweite Ausnehmung 17b der Einlegeraufnahme 17 spezifisch angepasst bzw. weist eine entsprechende spezifische Form auf. So ist insbesondere aus den 2a, 3a und 4a sowie aus den 2d, 3d und 4d auch gut erkennbar, dass die Einlegeraufnahme 17 (von vorne betrachtet) im Wesentlichen L-förmig und/oder der Konzentrator 18 im Wesentlichen (auch von vorne betrachtet, so wie in den 2a, 3a und 4a dargestellt), U-förmig ausgebildet ist. Aber auch andere Formen für die Einlegeraufnahme oder den Konzentrator sind denkbar. Insbesondere die 9 zeigt, dass die Einlegeraufnahme 17 mindestens einen sich von einen Grundkörper 17c der Einlegeraufnahme 17 erstreckenden Schenkel 17d aufweist, wobei hier in 9 auf der oberen Seite des Schenkels 17d dann die erste Ausnehmung 17a ausgebildet ist. Die U-förmige Grundform des Konzentrators 18 ist insbesondere ebenfalls aus der 9 erkennbar. Der Konzentrator 18 umschließt im Wesentlichen das sich in den zweiten Werkzeugteilbereich 6b des ersten Formwerkzeuges 6 erstreckende Induktionsmittel 14 seitlich bzw. an der unteren Seite, so dass das Induktionsfeld 20 nach oben in Richtung auf den entsprechenden Teilbereich des metallischen Kontaktbereiches 2a des Einlegers 2 gelenkt wird.
In der Gesamtschau der 1 bis 9 wird auch deutlich, dass der Kontaktbereich 2a des Einlegers 2, der in der ersten Ausnehmung 17a der Einlegeraufnahme 17 anordenbar und/oder hier positionierbar ist, bei dem Guss-Vorgang dann von Kunststoffmasse 3 „frei bleibt“. Die zweite Ausnehmung 17b der Einlegeraufnahme 17 bildet den zuvor genannten Aufnahmeraum 19 und/oder dem entsprechend offenen Bereich „19“ aus, so dass insbesondere dann sich das Induktionsmittel 14 zumindest teilweise, also insbesondere der vordere Bereich des Induktionsmittels 14, insbesondere eines Induktors 14a oder einer Induktionsspule in diesem Aufnahmeraum 19 hinein erstrecken kann bzw. hier entsprechend anordenbar ist, so wie bereits zuvor erwähnt. Zumindest teilweise umgeben wird dann das Induktionsmittel 14, insbesondere der Induktor 14a bzw. die die Induktionsspule, in dem Aufnahmeraum 19 von dem spezifisch ausgebildeten Konzentrator 18, so dass das Induktionsfeld 20 auf den metallischen Kontaktbereich 2a gelenkt wird, der im Wesentlichen frei bleiben soll von einer Kunststoffmasse 3, insbesondere frei bleiben soll von einem Thermoplasten 3a.
Der Einleger 2 ist nun so ausgebildet, dass der metallische Kontaktbereich 2a sich aber auch zumindest teilweise in den Hohlraum-Vergussbereich 11 erstreckt bzw. in die jeweilige erste und/oder zweite Verguss-Ausnehmung 12a und/oder 12b des ersten und zweiten Werkzeuges 6 und 7. Dies hat den Sinn und Zweck, dass der metallische Kontaktbereich 2a des Einlegers 2 zunächst mit Hilfe des Induktionsmittels 14 im Bereich des zweiten Werkzeugteilbereiches 6b bzw. 7b entsprechend erwärmbar ist, aber auch die anderen Bereiche des Einlegers 2, die im jeweiligen ersten Werkzeugteilbereich 6a / 7a positioniert sind, über den entsprechend dann erwärmten metallischen Kontaktbereich 2a ebenfalls dann derart wärmeleitend bzw. über eine entsprechende Wärmeleitung / Wärmeübertragung erwärmbar sind, wobei insbesondere dann die sich im Hohlraum-Vergussbereich 11 befindenden Bereiche des Einlegers 2 entsprechend auch so erwärmt sind bzw. werden, so dass hier dann die Haftungsbrücken zwischen dem Einleger 2 bzw. dem sich im Hohlraum-Vergussbereich 11 befindenden Bereich des metallischen Kontaktbereiches 2a, den weiteren Komponenten 21 des Einlegers 2 und der Kunststoffmasse 3 ausbildbar sind. Insbesondere werden daher die Haftungsbrücken zwischen dem metallischen Kontaktbereich 2a und/oder den anderen Bereichen des Einlegers 2 und der Kunststoffmasse 3 ausgebildet, die von der flüssigen Kunststoffmasse 3, insbesondere dem Thermoplasten 3a, im Hohlraum-Vergussbereich 11 kontaktiert werden, insbesondere „umgossen“ werden. Es bilden sich dann innerhalb der hieran angrenzenden Schichten / Grenzschichten der Kunststoffmasse 3, insbesondere innerhalb der Grenzschichten des Thermoplasten 3a Haftungsbrücken zum Einleger 2, insbesondere zu den jeweiligen Bereichen des metallischen Kontaktbereichs 2a, aus, wie bereits zuvor beschrieben. Aus den zuvor genannten Erläuterungen bzw. Ausführungen ist ersichtlich, dass der metallische Kontaktbereich 2a insbesondere auch wärmeleitend ausgebildet und/oder ausgeführt ist. Damit insbesondere auch die elektronischen und/oder elektrischen Bauteile 21, die der Einleger 2 aufweist, funktionstechnisch nach Durchführung des Guss-Vorgangs in anderen Funktionseinheiten entsprechend wirksam eingebunden werden können, ist der metallische Kontaktbereich 2a insbesondere auch elektrisch leitend ausgeführt und/oder ausgebildet. Auch hierauf darf nochmals explizit hingewiesen werden.
An jeweilige weitere Funktionseinheiten kann dann das durch den Guss-Vorgang hergestellte „Endprodukt“, also der Einleger 2 mit der umspritzten Kunststoffmasse 3 bzw. mit dem entsprechenden Kunststoff-Gehäuse 22, insbesondere dann mit dem von Kunststoffmasse 3 frei bleibenden Bereich des metallischen Kontaktbereiches 2a, der sich beim Guss-Vorgang innerhalb des zweiten Werkzeugteilbereiches 6b befunden hat, dann insbesondere elektrisch an diese weiteren Funktionseinheiten angeschlossen und/oder hiermit entsprechend wirksam verbunden werden.
Wie bereits oben erwähnt ist mindestens eine - erste - Steuereinheit zur Steuerung der Schließeinheit 4 und/oder zur Steuerung einer nicht näher bezeichneten Spritzeinheit und/oder zur Steuerung einer nicht näher bezeichneten Auswurfeinheit zum Auswurf der Einleger 2 vorgesehen und/oder vorhanden.
Insbesondere ist weiterhin eine - zweite - Steuereinheit 13 zur Steuerung der Erwärmung des metallischen Kontaktbereichs 2a des Einlegers 2 mit Hilfe des Induktionsmittels 14 und/oder zur Steuerung eines mit dem Induktionsmittel 14 funktionstechnisch wirksam verbundenen Trafo und/oder Frequenzgenerators 15 vorgesehen und/oder vorhanden. Insbesondere können die erste und zweite Steuereinheit auch als integrierte Bestandteile einer Gesamt-Steuereinheit ausgeführt und/oder als Bestandteile eines Computers ausgebildet sein. Der Begriff „erste“ und/oder „zweite“ in Verbindung mit dem Begriff „Steuereinheit“ ist hier nicht einschränkend, sondern dient lediglich zur Unterscheidung der jeweiligen Funktions- / Steuereinheiten, wie oben bezeichnet.
So können mit der erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung 1 insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug 5 auf kostengünstige Weise Einleger 2 mit einer Kunststoffmasse 3, insbesondere mit einem Thermoplasten 3a, umspritzt werden. Vom besonderen Vorteil ist, dass mindestens eines der Werkzeuge, dass erste und/oder zweite Formwerkzeug (6 oder 7), modular so aufgebaut ist, dass sich zumindest ein Teil des Induktionsmittels 14 sich in mindestens einen der jeweiligen Werkzeugkörper des ersten und/oder zweiten Formwerkzeuges 6 oder 7 hinein erstrecken kann. Hierbei ist dieser jeweilige Werkzeugteilbereich, insbesondere der zweite Werkzeugteilbereich 6b des ersten Formwerkzeuges 6 dann modular aufgebaut und die entsprechenden modularen Komponenten sind insbesondere auf einer Grundplatte 16 bzw. auf einem Grundelement entsprechend anordenbar. Insbesondere ist eine Einlegeraufnahme 17 mit der Grundplatte 16 verschraubbar und in einem durch die Einlegeraufnahme 17 und die Grundplatte 16 gebildeten Aufnahmeraum 19 ist zumindest ein Teil des Induktionsmittels 14 hier anordenbar bzw. erstreckt sich insbesondere in den entsprechenden Werkzeugkörper des entsprechenden Formwerkzeuges teilweise hinein, was die eingangs genannten Vorteile mit sich bringt. Wie insbesondere hier die 5a, 6a und 7a nochmals verdeutlichen, ist dabei weiterhin denkbar bzw. möglich, dass der erste Werkzeugteilbereich 6a und der zweite Werkzeugteilbereich 6b, insbesondere auch die Grundplatte 16 des zweiten Werkzeugteilbereiches 6b, auf einer Montageplatte 6c angeordnet und/oder befestigt werden können, wobei die Montageplatte 6c insbesondere auch Teil des ersten Formwerkzeuges 6 sein kann, wie aus den Figuren ersichtlich. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass insbesondere auch die jeweiligen ersten Werkzeugteilbereiche 6a und 7a modular aufgebaut werden können.
Insbesondere die 5a und 5b zeigen das erste und zweite Formwerkzeug 6 und 7 insbesondere mit den jeweiligen Werkzeugteilbereichen 6a, 6b bzw. 7a, 7b, insbesondere die jeweilige erste und zweite Verguss-Ausnehmung 12a und 12b. Hierbei ist insbesondere auf der Grundplatte 16 die Einlegeraufnahme 17 aufgebracht und/oder angeordnet. Die 5a und 5b zeigen die jeweiligen Formwerkzeuge 6 und 7 ohne einen Einleger 2, wobei die 6a und 6b in korrespondierender Weise das erste und zweite Formwerkzeug 6 und 7 in jeweiliger Einzeldarstellung zeigen, jedoch mit einem eingelegten Einleger 2, der jedoch noch nicht von einer Kunststoffmasse (3) umspritzt bzw. umgossen worden ist. Hingegen zeigen die 7a und 7b die jeweiligen Formwerkzeuge 6 und 7 nach der Durchführung des Guss-Vorganges, nämlich mit einem umspritzten bzw. umgossenen Kunststoff bzw. der Kunststoffmasse 3, insbesondere einem Thermoplasten 3a. Wie die 7a und 7b gut zeigen, ist ein entsprechend von Kunststoffmasse 3 frei bleibender Bereich, nämlich ein Bereich des metallischen Kontaktbereiches 2a von Kunststoffmasse 3 frei. Die Kunststoffmasse 3, insbesondere der Thermoplast 3a umgibt die elektronischen und/oder elektrischen Bauteile 21 nach dem Guss-Vorgang, insbesondere ist mit Hilfe der Kunststoffmasse 3 eine Art Kunststoff-Gehäuse 22 nach der Durchführung des Guss-Vorganges realisiert. Wie die 6a insbesondere deutlich zeigt, weist der Einleger 2 ein elektronisches und/oder elektrisches Bauteil 21 auf, das im ersten Werkzeugteilbereich 6a positioniert ist und dann, wie 7a zeigt, mit der Kunststoffmasse 3 entsprechend umgossen und/oder umspritzt worden ist.
Schließlich zeigen auch die 6a und 6b, dass der metallische Kontaktbereich 2a des Einlegers 2 einerseits sich in den ersten Werkzeugteilbereich 6a sowie in den zweiten Werkzeugteilbereich 6b erstreckt, wobei, wie die 7a und 7b zeigen, dann im Wesentlichen an der bzw. im Bereich der „Grenze“ der beiden Werkzeugteilbereiche 6a und 6b bzw. 7a und 7b dann auch das hergestellte Kunststoff-Gehäuse 22 „endet“, so wie zuvor erläutert.
Mit der erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung 1 bzw. dem erfindungsgemäßen Werkzeug 5 ist daher insbesondere ein Low-Pressure-Moulding-Verfahren realisierbar, wobei teils metallische ausgebildete Einleger 2 gezielt, nämlich in bestimmten Bereichen induktiv erwärmt werden können, wobei dann das Anhaften der Kunststoffmasse 3, insbesondere eines Thermoplasten 3a, in bestimmten Teilbereichen des Einlegers 2, nämlich insbesondere in den Bereichen des Einlegers 2, die im Hohlraum-Vergussbereich 11 des Werkzeugs 5 angeordnet sind, optimiert ist, insbesondere die entsprechende Grenzschichten der Kunststoffmasse 3 Haftungsbrücken ausbilden, so dass ein Eindringen von Schmutz und/oder von Feuchtigkeit zu den dann umspritzten und/oder umgossenen und dann so geschützten elektronischen und/oder elektrischen Bauteilen 21 vermieden ist.
Mit der hier dargestellten erfindungsgemäßen Verguss-Vorrichtung 1, insbesondere einer entsprechend ausgestalteten Low-Pressure-Moulding-Maschine 1a, kann insbesondere während des Guss-Vorgangs der metallische Kontaktbereich 2a des Einlegers 2 induktiv erwärmt werden, so dass die oben bereits beschriebenen Haftungsbrücken ausbildbar sind. Denkbar ist aber auch, dass nach dem Einspritzen und/oder nach dem Vergießen und/oder nach der Herstellung des Kunststoff-Gehäuses 22 eine Reaktivierung der Grenzschichten der Kunststoffmasse 3 über die induktive Erwärmung des metallischen Kontaktbereichs 2a des Einlegers 2 realisiert wird. In der bevorzugten Ausführungsform bzw. bei einem bevorzugten Verfahrensschritt wird der metallische Kontaktbereich 2a insbesondere gleichzeitig beim Einspritzen bzw. Vergießen der Kunststoffmasse 3 in das Werkzeug 5 induktiv erwärmt, so dass insbesondere dann beim Abkühlen der Kunststoffmasse 3 und/oder in der Abkühlphase der Kunststoffmasse 3 insbesondere auch die Erwärmung und/oder die Beheizung des metallischen Kontaktbereiches 2a zugleich korrespondierend mitgesteuert werden kann, so dass sich die erwünschten Haftungsbrücken in den jeweiligen Grenzschichten der Kunststoffmasse 3 dann insbesondere direkt ausbilden können.
Bezugszeichenliste

1: Verguss-Vorrichtung
1a: Low-Pressure-Moulding-Maschine
2: Einleger
2a: metallischer Kontaktbereich
3: Kunststoffmasse
3a: Thermoplast
4: Schließeinheit
5: Werkzeug
6: erstes Formwerkzeug
6a: erster Werkzeugteilbereich
6b: zweiter Werkzeugteilbereich
6c: Montageplatte
7: zweites Formwerkzeug
7a: erster Werkzeugteilbereich
7b: zweiter Werkzeugteilbereich
8: Maschinentisch
9: Rahmengestell
10: Antrieb
11: Hohlraum-Vergussbereich
12: Verguss-Ausnehmung
12a: erste Verguss-Ausnehmung
12b: zweite Verguss-Ausnehmung
13: Steuereinheit
14: Induktionsmittel
14a: Induktionsspule / Induktor
15: Trafo / Frequenzgenerator
16: Grundplatte
17: Einlegeraufnahme
17a: erste Ausnehmung
17b: zweite Ausnehmung
17c: Grundkörper
17d: Schenkel
18: Konzentrator
19: Aufnahmeraum
20: Induktionsfeld
21: elektronisches und/oder elektrisches Bauteil / Komponente
22: Kunststoff-Gehäuse
I: virtuelle Trennlinie
II: virtuelle Trennlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016222534 A1 [0011]

Claims

Verguss-Vorrichtung (1), insbesondere Spritzguss-Vorrichtung oder Niederdruckvergussmaschine, vorzugsweise Low-Pressure-Moulding-Maschine (1a), zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Einleger (2) und einer den Einleger (2) zumindest teilweise umgebenden Kunststoffmasse (3), insbesondere zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Einleger (2) und eines den Einleger (2) zumindest teilweise umgebenden Thermoplasten (3a), wobei die Verguss-Vorrichtung (1) mindestens eine Schließeinheit (4) und mindestens ein Werkzeug (5) aufweist, wobei das Werkzeug (5) mindestens ein, insbesondere fest angeordnetes, erstes Formwerkzeug (6) und mindestens ein, insbesondere zumindest teilweise in der Schließeinheit (4) angeordnetes und/oder bewegbares, zweites Formwerkzeug (7) aufweist, wobei das Werkzeug (5) mit Hilfe der Schließeinheit (4) öffnenbar und/oder schließbar ist, wobei im geschlossen Zustand des Werkzeuges (5) zumindest ein Hohlraum-Vergussbereich (11) vorhanden und/oder ausgebildet ist und der Hohlraum-Vergussbereich (11) zumindest teilweise durch mindestens eine in dem ersten und/oder in dem zweiten Formwerkzeug (6, 7) ausgebildete Verguss-Ausnehmung (12) gebildet und/oder begrenzt ist, wobei ein zumindest teilweise metallisch ausgebildeter Einleger (2) zumindest teilweise in die Verguss-Ausnehmung (12) einlegbar und/oder zumindest teilweise in der Verguss-Ausnehmung (12) positionierbar und/oder von der Verguss-Ausnehmung (12) zumindest teilweise im Wesentlichen umschließbar ist, wobei der Einleger (2) mindestens einen metallischen Kontaktbereich (2a) aufweist und der Kontaktbereich (2a) des Einlegers (2) im geschlossen Zustand des Werkzeuges (5) zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich (11) des Werkzeugs (5) herausragt und/oder sich zumindest teilweise aus dem Hohlraum-Vergussbereich (11) heraus erstreckt, und wobei zur induktiven Erwärmung des Einlegers (2) und/oder des Kontaktbereiches (2a) mindestens ein Induktionsmittel (14) vorgesehen und/oder vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Formwerkzeuge (6, 7) einen außerhalb des Hohlraum-Vergussbereiches (11) und/oder außerhalb der Verguss-Ausnehmung (12) liegenden und/oder ausgebildeten Werkzeugteilbereich(6b) aufweist, wobei das Induktionsmittel (14) zumindest teilweise innerhalb dieses Werkzeugteilbereiches (6b) angeordnet ist und/oder das Induktionsmittel (14) sich zumindest teilweise in diesen Werkzeugteilbereich (6b) erstreckt und/oder hierin hineinragt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Formwerkzeug (6, 7) einen jeweiligen, insbesondere funktionstechnisch unterschiedlichen, ersten und zweiten Werkzeugteilbereich (6a, 6b bzw. 7a, 7b) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im jeweiligen ersten Werkzeugteilbereich (6a, 7a) die jeweilige Verguss-Ausnehmung (12 bzw. 12a, 12b) ausgebildet ist und/oder der, insbesondere gesamte, Hohlraum-Vergussbereich (11) im geschlossenen Zustand des Werkzeuges (5) im Wesentlichen durch die beiden dann jeweiligen geschlossenen ersten Werkzeugteilbereiche (6a, 7a) ausgebildet und/oder begrenzt ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Induktionsmittel (14) zumindest teilweise innerhalb des zweiten Werkzeugteilbereiches (6b) des ersten oder zweiten Formwerkzeuges (6, 7) angeordnet ist und/oder das Induktionsmittel (14) sich zumindest teilweise in den zweiten Werkzeugteilbereich (6b) des ersten oder zweiten Formwerkzeuges (6,) erstreckt und/oder hierin hineinragt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Induktionsmittel (14) mindestens eine Windung und/oder mindestens eine Schlaufe aufweist, insbesondere das Induktionsmittel (14) als eine Induktionsspule und/oder als Induktor (14a) ausgebildet und/oder ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkzeugteilbereich (6b) modular aufgebaut ist und/oder durch jeweilige modulare Komponenten entsprechend ausbildbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkzeugteilbereich (6b) eine Grundplatte (16), eine Einlegeraufnahme (17) und/oder einen Konzentrator (18) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeraufnahme (17), insbesondere aus einem nicht thermisch und/oder nicht elektrisch leitendem Material und/oder Kunststoff hergestellt ist, einerseits eine erste Ausnehmung (17a) zur Aufnahme und/oder Lagerung zumindest eines Teilbereiches des Kontaktbereiches (2a) des Einlegers (2) und/oder andererseits eine zweite Ausnehmung (17b) zur Ausbildung eines Aufnahmeraumes (19) und/oder eines offenen Bereiches zur Aufnahme, Anordnung und/oder Positionierung zumindest eines Teils des Induktionsmittels (14) und/oder des Konzentrators (18) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konzentrator (18) eine auf das Induktionsmittel (14) und/oder auf die zweite Ausnehmung (17b) angepasste spezifische Form aufweist, so dass ein in Richtung auf den Kontaktbereich (2a) des Einlegers (2) wirkendes Induktionsfeld (20) realisierbar ist bzw. das Induktionsfeld (20) durch den Konzentrator (18) auf den Kontaktbereich (2a) des Einlegers (2) lenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeraufnahme (17) im Wesentlichen L-förmig und/oder der Konzentrator (18) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Kontaktbereich (2a) des Einlegers (2) sich zumindest auch teilweise in den Hohlraum-Vergussbereich (11) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Kontaktbereich (2a) des Einlegers (2) mit Hilfe des Induktionsmittels (14) erwärmbar ist und/oder der Einleger (2) bzw. auch andere Bereiche des Einlegers (2) direkt oder indirekt über den entsprechend dann erwärmten metallischen Kontaktbereich (2a) ebenfalls dann derart wärmeleitend erwärmbar sind, so dass Haftungsbrücken zwischen dem metallischen Kontaktbereich (2a) und/oder den anderen Bereichen des Einlegers (2) und der diese jeweiligen Bereiche kontaktierenden Kunststoffmasse (3) ausbildbar sind, insbesondere innerhalb der Grenzschichten der Kunststoffmasse (3), insbesondere des Thermoplasten (3a), realisierbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine - erste - Steuereinheit zur Steuerung der Schließeinheit und/oder zur Steuerung einer Spritzeinheit und/oder zur Steuerung einer Auswurfeinheit vorgesehen und/oder vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine - zweite - Steuereinheit (13) zur Steuerung der Erwärmung des metallischen Kontaktbereiches (2a) des Einlegers (2) mit Hilfe des Induktionsmittels (14) und /oder zur Steuerung eines mit dem Induktionsmittel (14) funktionstechnisch wirksam verbundenem Trafos und/oder Frequenzgenerators (15) vorgesehen und/oder vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Steuereinheit als integrierte Bestandteile einer Gesamt-Steuereinheit ausgeführt sind und/oder als Bestandteile eines Computers ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Rahmengestell (9) zur Anordnung der jeweiligen Komponenten, wie der Schließeinheit (4), des Werkzeuges (5) (mit erstem und zweitem Formwerkzeug (6, 7)), der Spritzeinheit, der Auswurfeinheit, eines Trafos bzw. Frequenzgenerator (15) und/oder der Steuereinheit(en) (13) aufweist.