WO2018114561A1 - Einformen eines langgestreckten bauteils mittels zentrierelement - Google Patents

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WO2018114561A1
WO2018114561A1 PCT/EP2017/082744 EP2017082744W WO2018114561A1 WO 2018114561 A1 WO2018114561 A1 WO 2018114561A1 EP 2017082744 W EP2017082744 W EP 2017082744W WO 2018114561 A1 WO2018114561 A1 WO 2018114561A1
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gate
centering
centering element
mold insert
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Joerg Wenzel
Sebastian GOSS
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Leoni Kabel Gmbh
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    • B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
    • B29C2045/5695—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding using a movable mould part for continuously increasing the volume of the mould cavity to its final dimension during the whole injection step
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    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3462—Cables

Definitions

  • the present disclosure relates to an apparatus and method for molding an elongate member.
  • the molding can be an encapsulation or encasing.
  • the elongated member may comprise, for example, a cable, a core, a stranded composite, at least one conductor and / or at least one core and generally form an elongated insert.
  • An object of the present disclosure is therefore to avoid such disadvantages and to improve the encasing of elongated components.
  • an apparatus for molding an elongate member is provided.
  • the device may be part of a conventional injection molding machine or connectable to such.
  • the device comprises a mold assembly comprising at least one gate mark.
  • the mold assembly may be coupled to the platens of a conventional injection molding machine.
  • the mold arrangement for this purpose can comprise two mold halves, which can be coupled to a respective clamping plate.
  • the mold halves can be movable towards one another and can be lifted apart in a known manner in order to be able to produce objects and remove them from the device.
  • the sprue point can be a fluid-conducting connection region, in particular in the form of a channel, a bore, an opening and / or a cavity.
  • the sprue point can be connectable to the exit region of molding compound from an ordinary injection unit of an injection molding machine and guide the molding compound into a cavity explained below.
  • the gate can be further extend through the mold assembly and in particular by at least one of the possible mold halves thereof.
  • the molding compound may be a plastic material or a plastic material mixture.
  • the molding compound can be supplied in a substantially liquid form and then solidified to form an object or a component coating.
  • the apparatus may generally be based on an injection molding principle or may be configured to perform an injection molding process or an at least injection molding-like process.
  • the device can be connected to known injection units or screw arrangements of an injection molding machine for this purpose.
  • the manufactured objects can be, in particular, sheathed cables, the supplied molding compound solidifying to form a corresponding sheath.
  • the apparatus further includes a mold insert receivable in the mold assembly and displaceable relative to the gate along a displacement axis.
  • the mold insert can interact with any mold halves of the mold arrangement and, for example, be slidably insertable into it.
  • the mold insert with guide assemblies, guide rails, sliding surfaces, carriage assemblies, rails or rollers interact, which may be provided for example directly in the mold assembly.
  • the displacement of the mold insert can be controlled or regulated by means of an actuator unit. This may for example comprise a hydraulic or pneumatic cylinder which can move the mold insert in a predetermined manner.
  • the displacement of the mold insert may also be at least partially parallel to a supply of molding material via the gate.
  • the displacement axis may be substantially rectilinear or linear.
  • the displacement axis can run at an angle to the corresponding closing / opening axis of the mold halves, for example at an angle between approximately 44 ° and approximately 91 ° or substantially orthogonal thereto.
  • the mold insert can generally be formed in one piece. Furthermore, it can be designed, for example, in an area facing the sprue point, at least in sections, open in order to receive molding compound supplied via the sprue point to be able to. Likewise, however, the mold insert can be designed in several parts and, for example, comprise two mold halves, which can receive a supplied molding compound in an assembled form and can be separated from each other again for the removal of a finished shaped object.
  • the mold insert further limits, at least to some extent, a cavity in which a solidifying molding compound fed in via the sprue point can be accommodated.
  • the cavity may generally define a cavity for receiving molding compound to form a desired object therefrom.
  • the cavity may comprise wall areas which define the shape of the solidifying molding compound and thus at least partially define the shape of the object produced therefrom.
  • the cavity can define an outer circumferential region of the molding compound or of the object produced therefrom.
  • the cavity may be substantially elongated and formed with a constant or varying and in particular with an at least partially rotationally symmetrical cross section.
  • the cavity may comprise an elongated and in particular tubular cavity.
  • the cavity can have a longitudinal axis which can run parallel to the displacement axis and / or the centering axis explained below or can coincide therewith.
  • the mold insert may surround the cavity at least in sections of at least one, at least two, at least three, or even up to four sides.
  • the mold insert may limit a cross section of the cavity at least in sections to at least about 25%, at least about 50%, at least about 75%, or about 100%, with the optionally remaining portion being limited by corresponding wall regions of the mold arrangement can.
  • the mold insert forms an outer peripheral region of the object to be produced (or an inner circumferential region of the cavity) along its entire length, at least partially.
  • the mold insert may be displaceable relative to the gate in such a way that at least over a predetermined proportion of the relative movement a supply of molding compound into the cavity can take place via the gate.
  • This may include a predetermined travel distance or travel distance, but also a predetermined period of time of, for example, more than about 1 second, more than about 2 seconds, or more than about 3 seconds.
  • the molding material supply can be carried out substantially continuously and / or parallel to the displacement.
  • the device further comprises at least one centering element, which is adapted to receive an elongate component and to guide along a centering axis in the cavity.
  • the elongate member may generally be an insert, and more particularly a cable.
  • This may have a longitudinal axis, which may be aligned parallel to the Zentriersachse due to the centering or coincides with this.
  • the centering axis can also run parallel to the displacement axis and / or longitudinal axis of the cavity or coincide therewith.
  • the centering element can be designed to align the elongate component such that it extends substantially concentrically through the cavity and / or along the displacement axis of the mold insert.
  • the centering element may comprise an externally accessible area for introducing the elongate member, and a first end portion facing the cavity or opening directly therefrom.
  • the component can be guided from the outside through the centering element with a desired orientation in the cavity.
  • the centering element and the sprue point may further be formed substantially separately from each other and be aligned in a desired manner relative to each other. This can represent an additional degree of freedom compared with the previously known extrusion processes in order to design the production process in the desired manner.
  • the centering element can support the component or contact directly.
  • the centering element may at least partially surround the component or, in other words, receive and guide it in a hollow-shaped section.
  • the centering element may extend at least in sections along the component in order to interact therewith, for example along a length of at least about 5 cm, at least about 10 cm, at least about 20 cm, at least about 30 cm or at least about 50 cm.
  • the section of the component which interacts with the centering element and may be accommodated therein may be a section which is not to be formed in the further process and which is removed, for example, after completion of the molding process.
  • the component is essentially immovable relative to the centering element during the molding process.
  • the elongated component can also be substantially defined by the extend velvet cavity, in particular along the entire length thereof, wherein the centering element may form a first starting point of the extension.
  • the mold insert may be displaceable in such a way that a size of the cavity changes and thereby also absorbs an increasing length of the component.
  • the mold insert can move along the component, so that it is received and surrounded along an increasing length of the cavity.
  • a further embodiment provides that the mold insert is displaceable along the displacement axis in such a way that the cavity is enlarged.
  • the displacement may in particular be accompanied by an extension of the cavity along the displacement axis or the longitudinal axis of the cavity.
  • the mold insert may define a forward end of the cavity and be displaceable such that this forward end progressively clears the gate so that the cavity lengthens.
  • the mold insert can be movable in such a way that an increase in volume of the cavity takes place, at least temporarily, substantially in proportion to the supply of a molding material volume. It goes without saying that this can not apply to a final phase of object production, in which additional molding compound volume can be supplied once again for generating a so-called reprinting without the mold insert being displaced further. Likewise, in an initial phase of the object production, it is first necessary to wait for a minimum volume of molding compound to be introduced before the displacement of the mold insert commences.
  • the mold insert can be displaceable along the displacement axis in such a way that molding compound received in the cavity flows predominantly from the casting point in a first direction.
  • This direction can essentially run along the displacement axis and / or a direction of displacement of the mold insert. correspond to the molding material supply.
  • the supplied molding compound may substantially follow the movement of the mold insert so that it flows substantially steadily away from the gate in the first direction or is transported away from the junction.
  • references hereinafter to positioning upstream or downstream from, for example, the gate mark may therefore refer to the corresponding flow direction of the molding compound (and / or the displacement direction of the molding insert).
  • positioning upstream of the gate may relate to an arrangement outside the flow path of the molding compound in the first direction, that is to say in particular to positioning positioned upstream of the gate in the direction of displacement.
  • a positioning downstream of the gate can concern an arrangement within the flow path of the molding compound in the first direction, ie in particular a positioning positioned downstream of the gate in the direction of displacement. From an upstream positioning can also be included such areas through which in normal operation no molding mass flow takes place, but which are respectively arranged relative to and in particular upstream of the gate and the molding mass flow therefrom.
  • the supplied molding compound can flow at least over a limited length also counter to the first direction, but the volume flowing in the first direction can clearly outweigh this component.
  • the volume of molding material that has flowed in the first direction can affect more than about 80%, more than about 90% or more than about 95% of the total volume of the molding compound supplied.
  • the flow of a small proportion of the supplied molding compound against the first (main flow) direction can be due to the injection pressure so to speak systemically adjusted.
  • the centering element projects into the cavity and / or is connected to it in a fluid-conducting manner.
  • the centering element can be directly connected to the cavity and lead the elongate member directly into it and center in the desired manner.
  • Proximity to or close proximity to the cavity can improve the reliability of centering, which is particularly beneficial with increased injection pressures.
  • the possibly limited dimensionally stable component can be flowed around at elevated pressure and in several directions, as a result of which it is forced out of the actually provided centered position. This can be avoided by the closest possible positioning of the centering at the gate.
  • the centering element can also be elongated and / or tubular, or at least comprise a section formed in this way.
  • the longitudinal axis of the centering element may extend along or coincide with at least one of centering axis, longitudinal axis of the cavity, component longitudinal axis and mold insert displacement axis.
  • the component can be inserted or pushed into the centering element in order to be guided into the cavity.
  • the centering element can in this case have a substantially circular and in particular closed cross-section.
  • the centering element can generally be arranged in a recess section of the cavity or a recess connected to the cavity.
  • the recording can be done with a predetermined game.
  • an outer diameter of the centering element may be substantially equal to or less than the inner diameter of a receiving recess.
  • the recess may be provided in the mold assembly and in particular in any mold half thereof.
  • the centering element may comprise at least one sliding section. This can be arranged as a separate sleeve, sleeve or sleeve on an outer surface of the centering.
  • the sliding portion may comprise a sliding layer and / or Ummante- ment on an outer surface of the centering element. Generally, the sliding portion can extend over the entire length of the outer surface of the centering element.
  • the device may comprise an outlet region from which the elongated component can emerge from the device, in particular wherein the outlet region is substantially opposite the centering element.
  • the exit region can be formed at least partially in the mold insert. The component can thus be guided by the centering element to the exit regions and thereby extend predominantly or completely through the cavity.
  • the centering element and the outlet region may be substantially opposite one another along the cavity longitudinal axis, the mold insert displacement axis and / or the centering axis or may be connected by the corresponding axes.
  • the exit region may comprise an opening, bore, recess or the like, so that the component can escape into the environment. Subsequently, the component can be guided to a clamping, clamping, or holding device.
  • the component may be prestressed, for example, by introducing a tensile force within the devices, and particularly the cavity, to maintain its centering.
  • the component can thus be guided substantially concentrically and / or along a longitudinal axis through the cavity.
  • the mold insert can move relative to the component due to the exit region, since this slips through the exit region, so to speak.
  • an increasing length of the component in the cavity can be accommodated and molded in by means of the molding compound.
  • the centering element is positioned upstream of the gate, in particular at a distance of up to about 1 cm, up to about 2 cm, up to about 5 cm or up to about 10 cm.
  • the corresponding upstream positioning can be the positioning described above, which is located upstream of the gate in the mold insert displacement direction or relative to the molding compound flow path.
  • the distance indications can relate to a distance along the centering axis, the component longitudinal axis, the displacement axis and / or the longitudinal axis of the cavity.
  • the sprue point can thus be arranged essentially between the centering element and a front end region of the cavity (and / or of the mold insert) viewed in the displacement direction.
  • the gate may also overlap at least slightly with the centering element.
  • the mold insert displacement can also take place in such a way that a main flow direction of the molding compound (see first direction explained above) is directed away from the centering element.
  • the apparatus may further comprise a control unit configured to control the molding material feed via the gate so that a melt front extending upstream of the gate does not contact the centering element or only in a range of less than about 10 cm, less flows about 5 cm, less than about 2 cm or less than about 1 cm in length.
  • a melt front extending upstream of the gate does not contact the centering element or only in a range of less than about 10 cm, less flows about 5 cm, less than about 2 cm or less than about 1 cm in length.
  • a melt front extending upstream of the gate does not contact the centering element or only in a range of less than about 10 cm, less flows about 5 cm, less than about 2 cm or less than about 1 cm in length.
  • a proportion of the supplied Forming mass that flows in the opposite direction to the first (main flow) direction described above. This essentially does not follow a displacement movement of the mold insert, but can even be opposed to it.
  • the present variant therefore provides that this proportion of the supplied molding compound does not contact the centering element or flows around
  • the protruding length dimensions may relate in particular to a length along the centering axis, a longitudinal axis of the centering element or the component.
  • the centering element extends from a position upstream of the gate point at least up to the gate point, or by up to about 1 cm, up to about 2 cm or up to about 5 cm beyond.
  • the centering element can generally at least partially oppose or overlap with the gate. It may extend from outside the cavity and / or mold assembly to the gate.
  • the molding compound to be supplied can thus be injected deliberately onto the centering element.
  • the centering element act as a kind of ring distributor in order to distribute the supplied molding compound uniformly around the component at first, whereupon it can flow further downstream into the cavity.
  • the centering member may further include a first end portion disposed near the gate, and wherein the first end portion comprises a flexibly deformable material.
  • the centering element can be made dimensionally stable and / or rigid or comprise such a material and can generally be made of metal, plastic or mixtures thereof.
  • the centering element can be designed in several parts and, for example, comprise a first dimensionally stable portion and a deformable end portion. The provision of a deformable end portion may generally be advantageous for variants in which the centering element overlaps with the gate, so that the molding compound is injected onto the deformable end portion.
  • the first end region can also be that end region of the centering element which faces the cavity and / or opens into it.
  • the first end region can be made of a material which avoids material adhesions during the injection process, for example PTFE. This can also be provided independently of any deformability. Another way to avoid buildup is to pre-heat the centering element, especially if it is made of a metallic material. Regardless of or in addition to any deformability, the first end region may further include a replaceable wear insert, such as a wear insert coupleable to a major portion of the centering member (eg, by sliding in or out). Likewise, the first end region can generally be formed by covering a rigid end portion of the centering with a hose section and in particular a shrink tube.
  • the gate mark defines a Formmassenzu fertiletti extending in an angle different from 0 ° to the centering axis, and in particular wherein the Formmassenzu seafoodides at an angle between about 44 ° and about 91 ° or substantially orthogonal to the Zentriersachse runs.
  • a channel or a bore of the gate, via which the molding compound is injected can not run parallel to one another but in particular transversely to the centering axis.
  • the gate and centering may be spaced apart along the centering axis. Overall, the molding material supply and the centering of the component can be substantially decoupled from each other, which is not possible in the previous extruder solutions for cable sheathing.
  • the mold arrangement comprises at least two mold halves, one of which is fixed, and wherein the centering element is coupled to the fixed mold half.
  • the mold halves can be the mold halves already described and can be raised and lowered relative to one another, as known from conventional injection molding machines.
  • the disclosure further relates to a method that can be carried out in particular by means of a device according to one of the preceding aspects, comprising the steps of: a) guiding the component into the cavity by means of the centering element;
  • the method may include a further step of directing the component from the centering member to an exit region to exit the device, wherein the exit region may be provided in the mold insert.
  • the component can be further pre-tensioned, for example by applying a tensile force.
  • Figure 1 is a view of a device according to a first embodiment at the beginning of a molding process
  • FIG. 2 shows the device of FIG. 1 in an advanced state of the art
  • Figure 3 is a detail view of the centering of the device of Figure 1;
  • FIGS. 4-9 show alternative embodiments of the centering element
  • Figure 10 is a view of a further embodiment comprising two
  • FIG. 1 shows a device 10 according to a first exemplary embodiment.
  • the device 10 comprises a mold assembly 12. This consists in a known manner of two conventional mold halves 14,16, which are arranged on clamping plates, not shown, an injection molding machine.
  • the upper mold half 14 in FIG. 1 forms a so-called fixed mold half 14, while the lower mold half 16 is movable relative thereto in order to achieve a closing and opening movement of the mold assembly 12.
  • the mold assembly 12 includes a gate portion 18 disposed in the upper mold half 14.
  • the sprue point 18 comprises a channel through which a solidifying molding compound (in the present case a plastic melt) can be injected into the mold assembly 20.
  • the gate 18 is connected to a schematically illustrated injection unit 20 of a conventional injection molding machine.
  • a mold insert 22 is further included in the mold assembly 12. This is shown in Figures 1 and 2 in partial sectional view, so that one can recognize a limited Kavticiansanteil.
  • the mold insert 22 is slidably mounted on guide rails 24 of the lower mold half 16. More specifically, the mold insert 22 is displaceable along a displacement axis V, wherein for the production of a desired object, a displacement along the arrow P takes place. In contrast to the arrow P, the mold insert 22 is again moved to a starting position in preparation for a new object creation.
  • the mold insert 22 comprises a recess 26, which is formed substantially elongated. This limits together with the upper mold half 16, a cavity 28 of the device 10, in the over the gate 18 supplied molding material 21 can be accommodated.
  • the cavity 28 is shaped such that the molding compound 21 solidifies to an object having desired dimensions and a desired shape.
  • the cavity 28 is formed elongated and extends along a longitudinal axis K, which runs parallel to the displacement axis V of the formula 22 nets.
  • the cavity 28 additionally comprises two end sections 30, which run essentially transversely to the longitudinal axis of the cavity K, but occupy only a small proportion of the total volume of the cavity 28.
  • the device 10 further comprises a centering element 34.
  • This is arranged on a holding arm 34 on the upper mold half 14.
  • the centering element 34 is formed as a thin elongated metal tube or as a hollow lance. As can be seen from Figure 1, it therefore has a longitudinal axis R which extends parallel to the mold insert displacement axis V and the cavity longitudinal axis K and even coincides with the latter.
  • end 38 which faces away from the mold assembly 12 and in particular the gate 18, the centering element 34 is attached to the support arm 36.
  • the centering element 34 is accommodated in a channel-shaped recess 42 in the upper mold half 14.
  • an elongate member 44 is inserted in the centering element 34.
  • the component 44 is to be encased by the supplied molding compound 21 and can therefore also be referred to as an elongated insert. It extends through the centering element 34 from the first to the second end region 38, 40.
  • the component 44 is guided by the centering element into the cavity 28 in such a way that it extends along a centering axis Z.
  • a longitudinal axis E of the component 44 thus coincides with the centering axis Z, wherein the latter in turn coincides with the longitudinal axis of the cavity K and the centering element longitudinal axis R and runs parallel to the displacement axis V of the mold insert 22.
  • the component 44 starting from the first end region 40, enters the centering element 34, extends through the cavity 28 along its longitudinal axis K and out of the device via an exit region 46 without a significant change in its extent 10 leaves.
  • the outlet region 46 is formed as a bore in the mold insert 22 and is the centering element 34 along the Zentriersachse Z viewed substantially opposite.
  • the exit region 46 likewise exerts a centering effect on the component 44, for example because it receives and surrounds it.
  • the exit region 46 can provide only one passage for the component 44 without centering effect.
  • the component 44 can also be guided, with its left end in FIG. 1, to a clamping, holding or pretensioning device which can exert a pretensioning force for maintaining the centering on the component 44.
  • the component 44 can be connected to a material coil, from which successively predetermined material or component lengths can be deduced. can be disgusted.
  • new material sections can be pulled into the device 10 and, in particular, the cavity 28, which subsequently form the component 44 to be covered, within the framework of a cyclical production before each process passage. In this case, drawing in can take place through the centering element 34 without the need for reinserting it here.
  • the molding compound 21 supplied is a plastic melt and the component 44 is a metallic conductor arrangement which is intended to be encased by means of the plastic melt.
  • a jacketed cable is thus produced as a finished object.
  • the component 44 is guided by the centering element 34 and exits the device 10 again via the exit region 46.
  • the mold insert 22 is in an initial position, which is displaced further to the right in relation to the position of FIG. 1, so that the left-hand end region 30 is substantially opposite the sprue point 18.
  • the cavity 28 has its lowest volume in this state.
  • molding compound 21 is injected via the gate 18 into the cavity 28 under pressure until the end region 30 is completely filled up.
  • a movement of the mold insert 22 in the direction P wherein the molding material supply is maintained.
  • the mold insert 22 first reaches the position shown in FIG. 1, in order subsequently to be continuously moved further to the left into the position shown in FIG. 2 and also beyond. The movement is terminated when the right end portion 30 of the gate 18 is substantially opposite.
  • the mold insert 22 is thus displaced so that a length of the cavity 28 increases.
  • the recess areas 26 of the mold insert 22 arranged to the right of the sprue point 18 or upstream thereof can not initially be filled with molding compound 21, since these are not fluidically connected to the sprue point 18 or excessive injection pressures would be required for this purpose.
  • these recessed areas 26 can be moved in the direction of the gate 18 and fluid-connected, so that they form actual components of the cavity 28 and the cavity volume or its length correspondingly increased (see. Filling bares cavity volume in Figures 1 and 2).
  • the mold insert 22 also shifts via the outlet region 46 relative to the stationary component 44. This slip, so to speak, slips through the displacing outlet region 46. As can be seen from a comparison of FIGS. 1 and 2, this in particular means that an increasing length of the component 44 is received in the extending cavity 28.
  • the supply of molding compound 21 further takes place in such a way that a molding material flow in the cavity 28 essentially follows a displacement of the mold insert 22 and the enlarging cavity 28 is filled continuously with molding compound 21.
  • the molding compound 21 is thereby transported along a first (main flow) direction S generally away from the gate 18 (see FIG. 2). Due to the relative mobility of the mold insert 22 to the component 44, this means that an increasing length of the component 44 is formed and encased with the molding compound 21.
  • the centering element 34 and in particular its first end region 40 can further be described as positioned upstream of the gate 18 or upstream as the gate 18 in the direction of displacement P.
  • the first end region 30 of the mold insert 22 in FIG. 1 is arranged downstream of the sprue point 18, or downstream of the sprue point 18 in the direction of displacement P.
  • FIG. 2 also shows that the gate 18 is arranged such that the molding compound is fed or injected along a molding material feed direction F, which is substantially transverse to all of the aforementioned displacement and longitudinal axes V, K, R, Z , E runs.
  • the molding compound 21 thus strikes the component 44 from a substantially orthogonal direction and flows around it along the first (main flow) direction S. Due to the injection pressure, a small proportion of the molding compound 21 also flows counter to the first direction S and in the direction of the centering element 34 (see outlined portion 48 in Figure 2). In FIG. 2, however, the molding material supply is controlled such that this molding composition 48 does not reach the centering element 34 and does not flow around it.
  • the centering element 34 can be arranged below or overlapping with the sprue point 18, so that the molding compound 21 is, as it were, injected onto the centering element 34.
  • the molding process is completed. Then, the molding material supply can be interrupted and the mold halves 14,16 can be lifted from each other. The object produced from solidified molding compound 21 and coated component 44 can then be removed from the mold insert 22.
  • Additional lengths of the component 44 which have not been formed, can then be removed and / or used to retighten a further longitudinal portion of the component 44 and, starting from the first end region 40, to guide the centering element 34 through the cavity 28 to the outlet region 46. Subsequently, the manufacturing process may be performed again from a home position of the mold insert 22 to make another covered cable.
  • FIG. 3 shows a schematic detail view of the first end region 40 of the centering element 34.
  • the visual axis corresponds to the arrow B from FIG. 2, wherein the upper mold half 14 is shown as a hatched area.
  • the centering element 34 is formed as a thin-walled tube having an inner diameter dj and an outer diameter d a .
  • the recess 42 in which the centering element 34 is received.
  • This has an inner diameter d m , which exceeds the outer diameter d a of the centering element 34, so that the latter is received in the recess 42 with a certain play.
  • the component 44 which comprises a winding conductor arrangement.
  • This has an outer diameter d L , which essentially corresponds to the inner diameter d, the centering element 34.
  • the centering element 34 extends up to the cavity 28 and thus the component 44 leads directly into the cavity 28 under a desired centering.
  • the cavity 28 comprises a conical sleeve section 50 and an elongated cylindrical section 52.
  • FIG. 4 shows a further variant of the centering element 34.
  • This comprises in the region of the first end portion 40 a replaceable wear insert 54.
  • This is made of a plastic material and inserted into a main portion of the centering element 34, which is formed by a metallic tube 56.
  • the wear insert 54 can thus be exchanged after a predetermined number of production processes and / or when wear sets in, where can be used against the metallic tube 56 over a larger number of manufacturing operations.
  • FIG. 5 shows a further variant of the centering element 34.
  • this comprises a flexibly deformable material, for example PTFE.
  • the centering element 34 is again formed in the form of a metallic tube 56.
  • a shrink tube 59 is pushed from the appropriate material onto the metallic tube 56 and fixed in a known manner by heating it.
  • a projecting end 58 of the deformable material undergoes substantially no structural support by the metallic tube 56, since it does not overlap with this.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of the variant of FIG. 5, in which the metallic tube 56 is formed in a lower region with an extended circumferential section 58.
  • the metallic tube 56 is formed in a lower region with an extended circumferential section 58.
  • the illustrated longitudinal section is considered the metallic
  • Tube 56 thus formed substantially spoon-shaped.
  • the extended peripheral portion 58 thus supports the deformable end portion 58 of the flexibly deformable material in a selected region G.
  • the variants of Figures 5 and 6 are of particular interest when molding compound 21 is to be injected directly onto the centering element 34 via the gate 18, the latter serves as a kind of ring distributor.
  • a position of the gate 18 is indicated by way of example in FIGS. 5 and 6.
  • the extended peripheral section 58 is arranged essentially in a region of the metallic tube 56 facing away from the sprue point 18 and locally supports the deformable end region 58 there.
  • FIG. 7 shows a further variant of the centering element 34.
  • the first end portion 40 is formed with a tapered end, wherein the bevels is selected such that an opening 60 of the centering element 34 of the gate 18 is substantially facing.
  • a further variant not shown separately provides that spoon-shaped metallic tube 56 from FIG. 6 can be used as centering element 34 without an additional deformable material coating.
  • the tubular centering element 34 comprises a plurality of sliding sleeves 70 which define an outer peripheral area or largest outer diameter d a of the centering element 34.
  • the tubular centering element 34 comprises a sliding layer 72 extending over its entire length, which also determines the largest outer diameter d a .
  • the representation corresponds to that of FIG. 3.
  • the outer diameters d a of the centering element 34 are each selected in FIGS. 8 and 9 such that they essentially correspond to the inner diameter d m of the recess 42 from FIG. 9 or lie only slightly below it.
  • FIG. 10 shows a further exemplary embodiment comprising two tubular centering elements 34.
  • the mold insert 22 is indicated by dashed lines in FIG. It comprises two insert mold halves, not separately shown, which together define a line-shaped illustrated cavity 28.
  • the cavity 28 comprises a first rectilinear portion 100. This extends directly in a dividing plane between the insert mold halves of the mold insert 34. In addition, the dividing plane extends parallel to the XY plane according to the coordinate system of Figure 10.
  • the cavity 28th Further, the portion 100 of the cavity 28 divides into two parallel strands 102 at a branch point 104. If the insert mold halves are lifted apart, a three-stranded or Y-branched conductor arrangement can be inserted into the cavity 28. It is understood, however, that other form divisions are conceivable and in particular a plurality of molded parts instead of only two mold halves can be provided.
  • FIG. 10 a gate mark 18, which is formed in a slide-type base body 104, can be seen. This is generally stationary and slides along a guide recess not shown separately on a surface of the mold insert 22. Analogously to the embodiment of Figure 1 is formed by Grundgro ⁇ 104 fixed at an upper mold half (not shown). The base body 104 is also opposite to a lower mold half, also not shown, wherein the mold insert 22 is arranged between the two mold halves ISt. The mold insert 22 is displaced along the arrow P relative to the gate 18. The cavity 28 is connected via a plurality of distribution channels 106 to the guide recess of the mold insert 22, which slides along the gate 18. For purposes of illustration, not all distribution channels 106 are provided with a corresponding reference numeral in FIG.
  • the distribution channels 106 are successively arranged opposite to the gate 18 or aligned with this temporarily.
  • a continuous fluid-conducting connection between the gate 18 and the cavity 28 is provided, so that the cavity 28 during the displacement of the mold insert 22 can be supplied substantially continuously with molding material (sa corresponding arrow-shaped indicated molding material flows in the cavity 28).
  • FIG. 10 shows a state in which the mold insert 22 has already been displaced over a comparatively large distance relative to the gate mark 18.
  • an initial state of the mold insert is arranged such that in a displacement along the arrow P first in Figure 10 rightmost, two-strand distribution channel 106 is aligned with the gate 18. Subsequently, a displacement takes place according to the arrow P, wherein successively the further successive distribution channels 106 are arranged opposite to the gate 18.
  • centering elements 34 are arranged on the right-hand end in FIG. These in turn are formed as thin, elongated tubes which receive a free end of the conductor strands, which are guided in through the parallel portions 102 of the cavity 28.
  • the centering elements 34 each define a centering axis Z, which coincides with a cavity longitudinal axis K respectively defined by the parallel sections 102.
  • the free conductor strands, which are guided through the parallel sections 102 of the cavity 28 and protrude from the mold insert 22, can thus be centered by receiving within the centering elements 34. In this case, the mold insert 22 generally moves toward the centering elements 34.
  • centering elements 34 at least temporarily protrude into the mold insert 22 or are enclosed by it in such a way that they are at least partially within the cavity 28 extend. It is also conceivable to provide a corresponding centering element 34 at the left end of the cavity 28 in FIG.
  • a plurality of centering elements 34 is not limited to the particular variant of the mold insert 22 of Figure 10, which is displaced along a carriage-like base body 104.
  • a further cavity section and a further centering element 34 parallel to the centering element 34 shown (for example, offset into the image plane).
  • the molding compound injected via the sprue point 18 can be diverted via connecting channels into a corresponding parallel cavity section (see also double-stranded distribution channels 106 in the right half of the mold insert 22 from FIG. 10).
  • a separate sprue point 18 may be provided for the parallel cavity section.
  • centering elements 34 By providing a plurality of centering elements 34 also branched and complex conductor arrangements can be centered and reliably molded or sheathed.

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Abstract

Die Offenbarung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Einformen eines langgestreckten Bauteils (44), umfassend: - eine Formanordnung (12), umfassend wenigstens eine Angussstelle (18); und - einen Formeinsatz (22), der in der Formanordnung (12) aufnehmbar und relativ zu der Angussstelle (18) entlang einer Verlagerungsachse (V) verlagerbar ist, wobei der Formeinsatz (22) zumindest anteilig eine Kavität (28) begrenzt, in der eine über die Angussstelle (18) zugeführte erstarrenden Formmasse (21) aufnehmbar ist, wobei die Vorrichtung (10) ferner wenigstens ein Zentrierelement (34) umfasst, das dazu eingerichtet ist, ein langgestrecktes Bauteil (44) aufzunehmen und entlang einer Zentriersachse (Z) in die Kavität (28) zu führen. Ferner betrifft die Offenbarung ein Verfahren, das insbesondere mittels einer derartigen Vorstellung ausführbar ist.

Description

Einformen eines langgestreckten Bauteils mittels Zentrierelement
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einformen eines langgestreckten Bauteils. Bei dem Einformen kann es sich um ein Um- spritzen oder Ummanteln handeln. Das langgestreckte Bauteil kann zum Beispiel ein Kabel, eine Seele, einen Verseilverbund, wenigstens einen Leiter und/oder wenigstens eine Ader umfassen und allgemein ein langgestrecktes Einlegeteil bilden.
Derartige Objekte werden bisher hauptsächlich im Rahmen von Extrusionsprozessen hergestellt, bei der das langgestreckte Bauteil unmittelbar durch eine Extrusionsdüse geführt und ein Ummantelungsmaterial darauf abgelagert wird.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Lösungen wenig flexibel hinsichtlich des Prozessablaufes und der herstellbaren Produktvarianten sein können. Hierunter können die Kosten und die Zuverlässigkeit des Herstellungsprozesses leiden. Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es daher, derartige Nachteile zu vermeiden und das Ummanteln langgestreckter Bauteile zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Vorrichtung zum Einformen eines langgestreckten Bauteils bereitgestellt. Die Vorrichtung kann Bestandteil einer herkömmlichen Spritzgussmaschine sein oder an eine solche anschließbar sein.
Die Vorrichtung umfasst eine Formanordnung, umfassend wenigstens eine Angussstelle. Die Formanordnung kann mit den Aufspannplatten einer herkömmlichen Spritzgießmaschine koppelbar sein. In der nachstehend erläuterten Weise kann die Formanordnung hierzu zwei Formhälften umfassen, die mit einer jeweiligen Aufspannplatte koppelbar sind. Die Formhälften können in bekannter Weise aufeinander zu bewegbar und voneinander abhebbar sein, um Objekte herstellen und der Vorrichtung entnehmen zu können.
Bei der Angussstelle kann es sich um einen fluidleitenden Verbindungsbereich handeln, insbesondere in Form eines Kanals, einer Bohrung, einer Öffnung und/oder eines Hohlraumes. Die Angussstelle kann an den Austrittsbereich von Formmasse aus einer gewöhnlichen Spritzeinheit einer Spritzgussmaschine anschließbar sein und die Formmasse in eine nachfolgend erläuterte Kavität leiten. Die Angussstelle kann sich ferner durch die Formanordnung erstrecken und insbesondere durch wenigstens eine der etwaigen Formhälften hiervon.
Bei der Formmasse kann es sich um ein Kunststoffmaterial oder Kunststoffmaterialgemisch handeln. Die Formmasse kann in im Wesentlichen flüssiger Form zugeführt werden und anschließend zu einem Objekt bzw. zu einer Bauteilummantelung erstarren.
Die Vorrichtung kann allgemein auf einem Spritzgussprinzip basieren oder dazu ausgebildet sein, ein Spritzgussverfahren oder ein zumindest Spritzguss-ähnliches Verfahren auszuführen. Insbesondere kann die Vorrichtung hierzu an bekannte Spritzeinheiten beziehungsweise Schneckenanordnungen einer Spritzgussmaschine anschließbar sein. Wie nachfolgend ausgeführt, kann es sich bei den hergestellten Objekten insbesondere um ummantelte Kabel handeln, wobei die zugeführte Formmas- se zu einer entsprechenden Ummantelung erstarrt.
Die Vorrichtung umfasst ferner einen Formeinsatz, der in der Formanordnung aufnehmbar und relativ zu der Angussstelle entlang einer Verlagerungsachse verlagerbar ist. Der Formeinsatz kann hierzu mit etwaigen Formhälften der Formanordnung wechselwirken und zum Beispiel verschieblich in diese einsetzbar sein. Hierfür kann der Formeinsatz mit Führungsanordnungen, Führungsleisten, Gleitflächen, Schlittenanordnungen, Schienen oder Rollen wechselwirken, welche zum Beispiel direkt in der Formanordnung bereitgestellt sein können. Die Verlagerung des Formeinsatzes kann mittels einer Aktoreneinheit gesteuert oder geregelt werden. Diese kann zum Beispiel einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder umfassen, der den Formeinsatz in vorbestimmter Weise verschieben kann. Die Verschiebung des Formeinsatzes kann ferner zumindest teilweise parallel zu einer Zufuhr von Formmasse über die Angussstelle erfolgen.
Die Verlagerungsachse kann im Wesentlichen geradlinig bzw. linear verlaufen. Im Falle einer Formanordnung mit aufeinander zu bewegbaren und voneinander abhebbaren Formhälften kann die Verlagerungsachse in einem Winkel zu der entsprechenden Schließ-/Öffnungsachse der Formhälften verlaufen, beispielsweise in einem Winkel zwischen ca. 44° und ca. 91° oder im Wesentlichen orthogonal hierzu.
Der Formeinsatz kann allgemein einteilig ausgebildet sein. Ferner kann er beispielsweise in einem der Angussstelle zugewandten Bereich zumindest abschnittsweise offen ausgebildet sein, um über die Angussstelle zugeführte Formmasse aufnehmen zu können. Ebenso kann der Formeinsatz aber mehrteilig ausgebildet sein und beispielsweise zwei Formhälften umfassen, die in zusammengesetzter Form eine zugeführte Formmasse aufnehmen können und zur Entnahme eines fertig geformten Objektes wieder voneinander trennbar.
Der Formeinsatz begrenzt ferner zumindest anteilig eine Kavität, in der eine über die Angussstelle zugeführte erstarrenden Formmasse aufnehmbar ist. Die Kavität kann allgemein einen Hohlraum zur Aufnahme von Formmasse definieren, um daraus ein gewünschtes Objekt zu formen. Konkret kann die Kavität Wandbereiche umfassen, die die Form der erstarrenden Formmasse definieren und somit zumindest teilweise auch die Form des daraus hergestellten Objektes festlegen. Insbesondere kann die Kavität einen Außenumfangsbereich der zugeführten Formmasse beziehungsweise des daraus hergestellten Objektes festlegen. Allgemein kann die Kavität im Wesentlichen langgestreckt sowie mit einem gleichbleibenden oder variierenden und insbe- sondere mit einem zumindest abschnittsweise rotationssymmetrischen Querschnitt ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Kavität einen länglichen und insbesondere rohrförmigen Hohlraum umfassen. Entsprechend kann die Kavität eine Längsachse aufweisen, welche parallel zu der Verlagerungs- und/oder der nachfolgend erläuterten Zentriersachse verlaufen oder hiermit zusammenfallen kann.
Der Formeinsatz kann die Kavität zumindest abschnittsweise von wenigstens einer, wenigstens zwei, wenigstens drei oder sogar bis zu vier Seiten umgeben. Mit anderen Worten kann der Formeinsatz einen Querschnitt der Kavität zumindest abschnittsweise zu mindestens ca. 25%, mindestens ca. 50% , mindestens ca. 75% oder zu ca. 100% begrenzen, wobei der gegebenenfalls verbleibende Anteil durch entsprechende Wandbereiche der Formanordnung begrenzt werden kann. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Formeinsatz einen Außenumfangsbereich des herzustellenden Objektes (bzw. einen Innenumfangsbereich der Kavität) entlang dessen gesamter Länge zumindest anteilig formt.
Der Formeinsatz kann schließlich derart relativ zu der Angussstelle verlagerbar sein, dass zumindest über einen vorbestimmten Anteil der Relativbewegung eine Zufuhr von Formmasse in die Kavität über die Angussstelle erfolgen kann. Dies kann eine vorbestimmte Bewegungsstrecke oder Bewegungsdistanz einschließen, aber auch eine vorbestimmte Zeitdauer von zum Beispiel mehr als ca. 1 Sekunde, mehr als ca. 2 Sekunden oder mehr als ca. 3 Sekunden. Die Formmassenzufuhr kann dabei im Wesentlichen kontinuierlich und/oder parallel zu der Verlagerung erfolgen. Die Vorrichtung umfasst ferner wenigstens ein Zentrierelement, das dazu eingerichtet ist, ein langgestrecktes Bauteil aufzunehmen und entlang einer Zentriersachse in die Kavität zu führen. Wie erwähnt, kann es sich bei dem langgestreckten Bauteil allgemein um ein Einlegeteil und insbesondere um ein Kabel handeln. Dieses kann eine Längsachse aufweisen, welche infolge der Zentrierung parallel zu der Zentriersachse ausgerichtet sein kann oder mit dieser zusammenfällt. Die Zentriersachse kann ferner parallel zu der Verlagerungsachse und/oder Kavitäts-Längsachse verlaufen oder hiermit zusammenfallen. Mit anderen Worten kann das Zentrierelement dazu ausgebildet sein, dass langgestreckte Bauteil derart auszurichten, dass es sich im Wesentlichen konzentrisch durch die Kavität erstreckt und/oder entlang der Verlagerungsachse des Formeinsatzes.
Das Zentrierelement kann einen von außen zugänglichen Bereich umfassen, um das langgestreckte Bauteil einzuführen, sowie einen ersten Endbereich, der der Kavität zugewandt ist oder unmittelbar hierin mündet. Somit kann das Bauteil von außen durch das Zentrierelement mit einer gewünschten Ausrichtung in Kavität geführt werden.
Das Zentrierelement und die Angussstelle können ferner im Wesentlichen separat voneinander ausgebildet sein und in gewünschter Weise relativ zueinander ausgerichtet werden. Dies kann gegenüber den vorbekannten Extrusionsprozessen einen zusätzlichen Freiheitsgrad darstellen, um den Herstellungsprozess in gewünschter Weise zu gestalten. Das Zentrierelement kann das Bauteil stützen oder direkt kontaktieren. Hierfür kann das Zentrierelement das Bauteil zumindest abschnittsweise umgeben oder, mit anderen Worten, in einem hohlförmigen Abschnitt aufnehmen und führen. Ferner kann das Zentrierelement sich zumindest abschnittsweise entlang des Bauteils erstrecken, um hiermit zu wechselwirken, beispielsweise entlang einer Länge von wenigstens ca. 5 cm, wenigstens ca. 10 cm, wenigstens ca. 20 cm, wenigstens ca. 30 cm oder wenigstens ca. 50 cm. Bei dem Abschnitt des Bauteils, der mit dem Zentrierelement Wechsel wirkt und gegebenenfalls darin aufgenommen ist, kann es sich um einen im weiteren Prozess nicht einzuformenden Abschnitt handeln, der beispielsweise nach Abschluss des Formprozesses entfernt wird.
Allgemein kann vorgesehen sein, dass das Bauteil relativ zu dem Zentrierelement während des Formprozesses im Wesentlichen unbeweglich ist. Wie nachstehend erläutert, kann sich das langgestreckte Bauteil ferner im Wesentlichen durch die ge- samte Kavität erstrecken, insbesondere entlang deren gesamter Länge, wobei das Zentrierelement einen ersten Ausgangspunkt der Erstreckung bilden kann. Ferner kann der Formeinsatz derart verlagerbar sein, dass eine Größe der Kavität sich ändert und dabei auch eine zunehmende Länge des Bauteils aufnimmt. Hierfür kann der Formeinsatz sich längs des Bauteils bewegen, so dass dieses entlang einer zunehmenden Länge von der Kavität aufgenommen und umgeben wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Formeinsatz derart entlang der Verlagerungsachse verlagerbar ist, dass sich die Kavität vergrößert. Die Verlagerung kann insbe- sondere mit einer Verlängerung der Kavität entlang der Verlagerungsachse beziehungsweise der Kavitäts-Längsachse einhergehen. Beispielsweise kann der Formeinsatz in einer Verlagerungsrichtung betrachtet ein vorderes Ende der Kavität begrenzen und derart verlagerbar sein, dass sich dieses vordere Ende zunehmend von der Angussstelle entfernt, sodass sich die Kavität verlängert.
Selbstverständlich kann nach erfolgter Herstellung und etwaiger Entnahme des Objektes auch eine Verlagerung des Formeinsatzes in eine entgegengesetzte Richtung entlang der Verlagerungsachse erfolgen, sodass dieser wieder seine ursprüngliche Ausgangsposition einnimmt. Hierbei kann die Kavität wieder auf ihre Ursprungsgröße reduziert werden.
Während der Objektherstellung und Verlagerung zur Kavitätsvergrößerung kann eine derartige Koordination von Formeinsatzverlagerung und Formmassenzufuhr erfolgen, dass die zugeführte Formmasse im Wesentlichen kontinuierlich in die Kavität nach- strömt. Allgemein kann der Formeinsatz dabei derart bewegbar sein, dass eine Volumenzunahme der Kavität zumindest temporär im Wesentlichen proportional zu der Zufuhr eines Formmassevolumens erfolgt. Es versteht sich, dass dies nicht auf eine Endphase der Objektherstellung zutreffen kann, bei der zum Erzeugen eines sogenannten Nachdruckes noch einmal zusätzliches Formmassenvolumen zugeführt wer- den kann, ohne dass der Formeinsatz weiter verlagert wird. Ebenso kann in einer Anfangsphase der Objektherstellung zunächst das Zuführen eines Mindestvolumens von Formmasse abgewartet werden, bevor die Verlagerung des Formeinsatzes einsetzt. Der Formeinsatz kann derart entlang der Verlagerungsachse verlagerbar sein, dass in der Kavität aufgenommene Formmasse von der Angussstelle überwiegend in eine erste Richtung strömt. Diese Richtung kann im Wesentlichen entlang der Verlagerungsachse verlaufen und/oder einer Verlagerungsrichtung des Formeinsatzes wäh- rend der Formmassenzufuhr entsprechen. Anders ausgedrückt kann die zugeführte Formmasse der Bewegung des Formeinsatzes im Wesentlichen folgen, sodass sie im Wesentlichen stetig von der Angussstelle in die erste Richtung weg strömt beziehungsweise von der Anschlussstelle weg transportiert wird.
Nachfolgend erwähnte Bezugnahmen auf eine Positionierung stromaufwärts oder stromabwärts von zum Beispiel der Angussstelle können sich daher auf die entsprechende Strömungsrichtung der Formmasse beziehen (und/oder die Verlagerungsrichtung des Formeinsatzes). Mit anderen Worten kann eine Positionierung stromauf- wärts der Angussstelle eine Anordnung außerhalb des Strömungspfades der Formmasse in der ersten Richtung betreffen, also insbesondere eine der Angussstelle in Verlagerungsrichtung betrachtet vorgelagerte Positionierung. Eine Positionierung stromabwärts der Angussstelle kann hingegen eine Anordnung innerhalb des Strömungspfades der Formmasse in der ersten Richtung betreffen, also insbesondere eine der Angussstelle in Verlagerungsrichtung betrachtet nachgelagerte Positionierung. Von einer stromaufwärts-Positionierung können dabei auch derartige Bereiche umfasst sein, durch die bei normaler Funktionsweise keine Formmassenströmung erfolgt, die aber entsprechend relativ und insbesondere vorgelagert zu der Angussstelle und der hiervon ausgehenden Formmassenströmung angeordnet sind.
Andererseits kann die zugeführte Formmasse zumindest über eine begrenzte Länge auch entgegen der ersten Richtung strömen, wobei das in die erste Richtung strömende Volumen diesen Anteil jedoch deutlich überwiegen kann. Beispielsweise kann nach erfolgter Herstellung das in die erste Richtung geströmte Formmassevolumen mehr als ca. 80 %, mehr als ca. 90 % oder mehr als ca. 95 % des Gesamtvolumens der zugeführten Formmasse betreffen. Das Strömen eines geringen Anteils der zugeführten Formmasse entgegen der ersten (Hauptströmungs-) Richtung kann sich aufgrund des Einspritzdruckes sozusagen systemimmanent einstellen. Gemäß einer Weiterbildung ragt das Zentrierelement in die Kavität hinein und/oder ist fluidleitend hiermit verbunden. Insbesondere kann das Zentrierelement unmittelbar mit der Kavität verbunden sein und das langgestreckte Bauteil direkt dort hinein führen und in der gewünschten Weise zentrieren. Eine große Nähe zu oder unmittelbares Angrenzen an die Kavität kann die Zuverlässigkeit des Zentrierens verbessern, was insbesondere bei erhöhten Einspritzendrücken von Vorteil ist. Beispielsweise kann bei einem Einspritzen der Formmasse das unter Umständen nur begrenzt formsteife Bauteil mit erhöhtem Druck und in mehreren Richtungen umströmt werden, wodurch es aus der eigentlich vorgesehenen zentrierten Position gedrängt wird. Dies kann durch eine möglichst nahe Positionierung des Zentrierelements an der Angussstelle vermieden werden.
Das Zentrierelement kann ferner langgestreckt und/oder rohrförmig sein, oder zumindest einen derart ausgebildeten Abschnitt umfassen. Die Längsachse des Zentrierelements kann sich dabei entlang wenigstens einer von Zentrierachse, Kavitäts- Längsachse, Bauteil-Längsachse und Formeinsatz-Verlagerungsachse erstrecken oder hiermit zusammenfallen. Im Falle einer rohrförmigen Ausbildung kann das Bauteil in das Zentrierelement ein- beziehungsweise hindurchgeschoben werden, um in die Kavität geführt zu werden. Ferner kann das Zentrierelement hierbei einen im Wesentlichen kreisrunden und insbesondere geschlossenen Querschnitt aufweisen.
Schließlich kann das Zentrierelement allgemein in einem Ausnehmungsabschnitt der Kavität oder einer mit der Kavität verbundenen Ausnehmung angeordnet sein. Das Aufnehmen kann mit einem vorbestimmten Spiel erfolgen. Beispielsweise kann ein Außendurchmesser des Zentrierelements im Wesentlichen gleich oder geringer als der Innendurchmesser einer aufnehmenden Ausnehmung sein. Die Ausnehmung kann in der Formanordnung bereitgestellt sein und insbesondere in einer etwaigen Formhälfte hiervon. Zum Erleichtern des Einführens in die Ausnehmung kann das Zentrierelement wenigstens einen Gleitabschnitt umfassen. Dieser kann als gesonderte Buchse, Manschette oder Hülse an einer Außenfläche des Zentrierelements angeordnet sein. Ebenso kann der Gleitabschnitt eine Gleitschicht und/oder Ummante- lung an einer Außenfläche des Zentrierelements umfassen. Allgemein kann der Gleitabschnitt sich über die gesamte Länge der Außenfläche des Zentrierelements erstrecken.
Weiterhin kann die Vorrichtung einen Austrittsbereich umfassen, aus dem das langgestreckte Bauteil aus der Vorrichtung austreten kann, insbesondere wobei der Austrittsbereich dem Zentrierelement im Wesentlichen gegenüberliegt. Der Austrittsbereich kann zumindest anteilig in dem Formeinsatz ausgebildet sein. Das Bauteil kann somit von dem Zentrierelement zu dem Austrittsbereiche geführt werden und sich dabei überwiegend oder vollständig durch die Kavität erstrecken. Hierfür können das Zentrierelement und der Austrittsbereich sich entlang der Kavitäts-Längsachse, der Formeinsatz-Verlagerungsachse und/oder der Zentrierachse im Wesentlichen gegenüberliegen oder durch die entsprechenden Achsen verbunden sein. Der Austrittsbereich kann eine Öffnung, Bohrung, Ausnehmung oder dergleichen umfassen, sodass das Bauteil in die Umgebung austreten kann. Anschließend kann das Bauteil zu einer Klemm-, Spann-, oder Haltevorrichtung geführt werden. Dies kann ermöglichen, dass das Bauteil zum Beispiel durch Einleiten einer Zugkraft innerhalb der Vorrichtungen und insbesondere der Kavität vorspannbar ist, um dessen Zentrierung aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann das Bauteil somit im Wesentlichen konzentrisch und/oder entlang einer Längsachse durch die Kavität geführt werden. Während der Verlagerung des Formeinsatzes kann sich der Formeinsatz aufgrund des Austrittsbereichs relativ zu dem Bauteil bewegen, da dieses sozusagen durch den Austrittsbereich hindurchrutscht. Wie vorstehend erläutert, ist folglich eine zunehmende Länge des Bauteils in der Kavität aufnehm- und mittels der Formmasse einformbar.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Zentrierelement stromaufwärts der Angussstelle positioniert ist, insbesondere in einem Abstand von bis zu ca. 1 cm, bis zu ca. 2 cm, bis zu ca. 5 cm oder bis zu ca. 10 cm. Bei der entsprechenden stromauf- wärts-Positionierung kann es sich um die vorstehend erläuterte, der Angussstelle in der Formeinsatz-Verlagerungsrichtung beziehungsweise bezogen auf den Formmassen-Strömungspfades vorgelagerte Positionierung handeln. Die Abstandsangaben können sich auf einen Abstand entlang der Zentriersachse, der Bauteil-Längsachse, der Verlagerungsachse und/oder der Kavitäts-Längsachse beziehen. Mit anderen Worten kann die Angussstelle somit im Wesentlichen zwischen dem Zentrierelement und einem in Verlagerungsrichtung betrachtet vorderen Endbereich der Kavität (und/der des Formeinsatzes) angeordnet sein. Wie nachstehend erläutert, kann die Angussstelle aber auch zumindest geringfügig mit dem Zentrierelement überlappen. Übergeordnet kann die Formeinsatz-Verlagerung ferner derart erfolgt, dass eine Hauptströmungsrichtung der Formmasse (siehe vorstehend erläuterte erste Richtung) von dem Zentrierelement weggerichtet ist.
Die Vorrichtung kann ferner eine Steuereinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, die Formmassenzufuhr über die Angussstelle derart zu steuern, dass eine sich strom- aufwärts der Angussstelle ausbreitende Schmelzefront das Zentrierelement nicht kontaktiert oder nur in einem Bereich von weniger als ca. 10 cm, weniger als ca. 5 cm, weniger als ca. 2 cm oder weniger als ca. 1 cm Länge umströmt. Bei der sich stromaufwärts ausbreitenden Schmelzefront kann es sich um einen Anteil der zugeführten Formmasse handeln, der entgegen der vorstehend erläuterten ersten (Hauptströ- mungs-) Richtung strömt. Dieser folgt einer Verlagerungsbewegung des Formeinsatzes im Wesentlichen nicht, sondern kann hierzu sogar entgegensetzt sein. Die vorliegende Variante sieht demnach vor, dass dieser Anteil der zugeführten Formmasse das Zentrierelement nicht kontaktiert oder nur in einem begrenzten Maße umströmt. Die vorstehenden Längenmaße können sich dabei insbesondere auf eine Länge entlang der Zentriersachse, einer Längsachse des Zentnerelements oder des Bauteils beziehen. Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Zentrierelement sich ausgehend von einer Position stromaufwärts der Angussstelle wenigstens bis zu der Angussstelle erstreckt, oder um bis zu ca. 1 cm, bis zu ca. 2 cm oder bis zu ca. 5 cm darüber hinaus. Anders ausgedrückt kann das Zentrierelement allgemein der Angussstelle zumindest teilweise gegenüberliegen oder hiermit überlappen. Dabei kann es sich von außerhalb der Kavität und/oder Formanordnung bis zu der Angussstelle erstrecken. Gemäß dieser Variante kann die zuzuführende Formmasse somit bewusst auf das Zentrierelement gespritzt werden. Dabei kann das Zentrierelement als eine Art Ringverteiler wirken, um die zugeführte Formmasse zunächst gleichmäßig um das Bauteil zu verteilen, woraufhin diese weiter stromabwärts in die Kavität fließen kann.
Das Zentrierelement kann ferner einen ersten Endbereich umfassen, der nahe der Angussstelle angeordnet ist, und wobei der erste Endbereich ein flexibel deformierbares Material umfasst. Übergeordnet kann das Zentrierelement formsteif und/oder biegesteif ausgebildet sein oder ein derartiges Material umfassen und allgemein aus Metall, Kunststoff oder Mischungen hieraus hergestellt sein. Ebenso kann das Zentrierelement mehrteilig ausgebildet sein und beispielsweise einen ersten formsteifen Abschnitt umfassen sowie einen deformierbaren Endbereich. Das Vorsehen eines deformierbaren Endbereichs kann allgemein für Varianten vorteilhaft sein, bei denen das Zentrierelement mit der Angussstelle überlappt, sodass die Formmasse auf den deformierbaren Endbereich gespritzt wird. Der erste Endbereich kann ferner derjenige Endbereich des Zentrierelements sein, der der Kavität zugewandt ist und/oder in diese mündet.
Alternativ oder zusätzlich kann der erste Endbereich aus einem Material hergestellt sein, das Materialanhaftungen beim Spritzprozess vermeidet, zum Beispiel PTFE. Dies kann auch unabhängig von einer etwaigen Deformierbarkeit vorgesehen sein. Eine weitere Möglichkeit zum Vermeiden von Anhaftungen ist das Vorheizen des Zentrierelements, insbesondere wenn dieses aus einem metallischen Material hergestellt ist. Unabhängig von oder zusätzlich zu einer etwaigen Deformierbarkeit kann der erste Endbereich ferner einen austauschbaren Verschleißeinsatz umfassen, beispielsweise einen mit einem Hauptabschnitt des Zentrierelements koppelbaren Verschleißeinsatz (z.B. durch Ein- oder Aufschieben). Ebenso kann der erste Endbereich allgemein durch Überziehen eines biegesteifen Endabschnittes des Zentrierelements mit einem Schlauchabschnitt und insbesondere einem Schrumpf schlauch gebildet werden.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Angussstelle eine Formmassenzuführrichtung definiert, die in einem von 0° verschiedenen Winkel zu der Zentrierachse verläuft, und insbesondere wobei die Formmassenzuführrichtung in einem Winkel zwischen ca. 44° und ca. 91° oder im Wesentlich orthogonal zu der Zentriersachse verläuft. Mit anderen Worten kann ein Kanal oder eine Bohrung der Angussstelle, über die die Formmasse eingespritzt wird, nicht parallel sondern insbesondere quer zu der Zent- rierachse verlaufen. Ferner können die Angussstelle und das Zentrierelement entlang der Zentriersachse betrachtet voneinander beabstandet sein. Insgesamt können die Formmassenzufuhr und die Zentrierung des Bauteils im Wesentlichen voneinander entkoppelt werden, was bei den bisherigen Extruderlösungen zur Kabelummantelung nicht möglich ist.
Abschließend kann vorgesehen sein, dass die Formanordnung wenigstens zwei Formhälften umfasst, von denen eine feststehend ausgebildet ist, und wobei das Zentrierelement mit der feststehenden Formhälfte gekoppelt ist. Bei den Formhälften kann es sich um die bereits erläuterten relativ zueinander anhebbaren und absenkba- ren Formhälften handeln, wie von herkömmlichen Spritzgussmaschinen bekannt.
Die Offenbarung betrifft ferner ein Verfahren, das insbesondere mithilfe einer Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Aspekte ausführbar ist, umfassend die Schritte: a) Führen des Bauteils in die Kavität mittels des Zentrierelements;
b) Zuführen einer erstarrenden Formmasse über die Angussstelle; und
c) Bewegen Formeinsatzes entlang der Verlagerungsachse; wobei die Schritte b) und c) zumindest teilweise parallel ausgeführt werden. Es versteht sich, dass das Verfahren weitere Schritte umfassen kann, um jegliche der vorstehend genannten Effekte, Arbeitsschritte und/oder Betriebszustände der Vorrichtung zu realisieren. Gleiches gilt für die nachfolgend erläuterten Aspekte der Aus- führungsbeispiele.
Beispielsweise kann das Verfahren einen weiteren Schritt des Führens des Bauteils von dem Zentrierelement zu einem Austrittsbereich umfassen, um aus der Vorrichtung wieder auszutreten, wobei der Austrittsbereich in dem Formeinsatz bereitgestellt sein kann. Vor dem Ausführen der Schritte b) und c) kann das Bauteil femer vorgespannt werden, zum Beispiel durch Aufbringen einer Zugkraft.
Die vorliegende Offenbarung soll weiter anhand von Figuren erläutert werden. Diese Figuren zeigen schematisch:
Figur 1 eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu Beginn eines Einformprozesses;
Figur 2 die Vorrichtung aus Figur 1 in einem fortgeschrittenen Stadium des
Einformprozesses;
Figur 3 eine Detailansicht des Zentrierelements der Vorrichtung aus Figur 1;
Figuren 4-9 alternative Ausgestaltungen des Zentrierelements; und
Figur 10 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, umfassend zwei
Zentrierelemente.
Im Folgenden werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, spezifische Details dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu liefern. Es ist einem Fachmann jedoch klar, dass die vorliegende Offenbarung in anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann, die von den nachfolgend dargelegten Details abweichen können. Beispielsweise werden im Folgenden spezifische Konfigurationen und Ausgestaltungen einer Vorrichtung und eines Verfahrens beschrieben, die nicht als einschränkend anzusehen sind. Ferner sind verschiedene Anwendungsgebie¬ te der Vorrichtung denkbar. Rein beispielhaft seien an dieser Stelle das Ummanteln von Kabeln oder anderen langgestreckten Elementen genannt. In Figur 1 ist eine Vorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Formanordnung 12. Diese besteht in bekannter Weise aus zwei herkömmlichen Formhälften 14,16, welche an nicht dargestellten Aufspannplatten einer Spritzgussmaschine angeordnet sind. Die in Figur 1 obere Formhälfte 14 bildet eine sogenannte feststehende Formhälfte 14, während die untere Formhälfte 16 relativ hierzu bewegbar ist, um eine Schließ- und Öffnungsbewegung der Formanordnung 12 zu erreichen.
Die Formanordnung 12 umfasst eine Angussstelle 18, die in der oberen Formhälfte 14 angeordnet ist. Die Angussstelle 18 umfasst einen Kanal, durch den eine erstarrenden Formmasse (im vorliegenden Fall eine Kunststoffschmelze) in die Formanordnung 20 einspritzbar ist. Hierzu ist die Angussstelle 18 an eine schematisch dargestellte Spritzeinheit 20 einer herkömmlichen Spritzgussmaschine angeschlossen.
In der Formanordnung 12 ist ferner ein Formeinsatz 22 aufgenommen. Dieser ist in den Figuren 1 und 2 in Teilschnittansicht gezeigt, sodass man einen hiervon begrenzten Kavitätsanteil erkennen kann. Der Formeinsatz 22 ist an Führungsschienen 24 der unteren Formhälfte 16 verschiebbar gelagert. Genauer gesagt ist der Formeinsatz 22 entlang einer Verlagerungsachse V verlagerbar, wobei zum Herstellen eines gewünschten Objektes eine Verlagerung entlang dem Pfeil P erfolgt. In Vorbereitung auf eine erneute Objekterstellung wird der Formeinsatz 22 hingegen entgegen dem Pfeil P wieder in eine Ausgangsposition bewegt.
Der Formeinsatz 22 umfasst eine Ausnehmung 26, die im Wesentlichen länglich ausgebildet ist. Diese begrenzt gemeinsam mit der oberen Formhälfte 16 eine Kavität 28 der Vorrichtung 10, in der über die Angussstelle 18 zugeführte Formmasse 21 aufnehmbar ist. In bekannter Weise ist die Kavität 28 derart geformt, dass die Formmasse 21 zu einem Objekt mit gewünschten Abmessungen und einer gewünschten Form erstarrt. Insgesamt ist die Kavität 28 langgestreckt ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse K, die parallel zu der Verlagerungsachse V des Formel nsatzes 22 verläuft. Im gezeigten Fall umfasst die Kavität 28 zusätzlich zwei Endabschnitte 30, die im Wesentlichen quer zu der Kavitätslängsachse K verlaufen, jedoch nur einen geringen Anteil an dem Gesamtvolumen der Kavität 28 einnehmen. Ferner sind lediglich beispielhaft zwei Schraubenelemente 32 gezeigt, die als Einlegeteile in dem Formeinsatz 22 angeordnet sind und in das herzustellende Objekt zusätzlich einformbar sind. Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Zentrierelement 34. Dieses ist über einen Haltearm 34 an der oberen Formhälfte 14 angeordnet. Das Zentrierelement 34 ist als ein dünnes langgestrecktes Metallrohr beziehungsweise als eine hohlförmige Lanze ausgebildet. Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist es demnach eine Längsachse R auf, die sich parallel zu der Formeinsatz-Verlagerungsachse V sowie der Kavitäts-Längsachse K erstreckt und mit letzterer sogar zusammenfällt. An seinem in Figur 1 rechten Ende 38, das von der Formanordnung 12 und insbesondere der Angussstelle 18 abgewandt ist, ist das Zentrierelement 34 an dem Haltearm 36 befestigt. An seinem in Figur 1 linken Ende 40, dass der Angussstelle 18 und der Kavität 28 zugewandt ist (im Folgenden: erster Endbereich 40), ist das Zentrierelement 34 hingegen in einer kanalförmigen Ausnehmung 42 in der oberen Formhälfte 14 aufgenommen.
In das Zentrierelement 34 ist ein langgestrecktes Bauteil 44 eingeführt. Das Bauteil 44 soll durch die zugeführte Formmasse 21 ummantelt werden und kann daher auch als langgestrecktes Einlegeteil bezeichnet werden. Es erstreckt sich durch das Zentrierelement 34 von dem ersten bis zu dem zweiten Endbereich 38,40. Dabei wird das Bauteil 44 von dem Zentrierelement derart in die Kavität 28 geführt, dass es sich entlang einer Zentriersachse Z erstreckt. Im Ergebnis fällt somit eine Längsachse E des Bauteils 44 mit der Zentriersachse Z zusammen, wobei letztere wiederum mit der Kavitäts-Längsachse K und der Zentrierelement-Längsachse R zusammenfällt sowie parallel zu der Verlagerungsachse V des Formeinsatzes 22 verläuft.
Aus Figur 1 verdeutlicht sich ferner, dass das Bauteil 44 ausgehend von dem ersten Endbereich 40 das Zentrierelement 34 in die Kavität 28 tritt, sich durch die Kavität 28 entlang deren Längsachse K erstreckt und über einen Austrittsbereich 46 ohne wesentliche Änderung seiner Erstreckung wieder aus der Vorrichtung 10 austritt. Der Austrittsbereich 46 ist dabei als Bohrung in dem Formeinsatz 22 ausgebildet und liegt dem Zentrierelement 34 entlang der Zentriersachse Z betrachtet im Wesentlichen gegenüber. Allgemein kann vorgesehen sein, dass der Austrittsbereich 46 ebenfalls eine zentrierende Wirkung auf das Bauteil 44 ausübt, beispielsweise da er dieses aufnimmt und umgibt. Ebenso kann der Austrittsbereich 46 aber lediglich einen Durchgang für das Bauteil 44 ohne zentrierende Wirkung bereitstellen.
Übergeordnet kann das Bauteil 44 ferner mit seinem in Figur 1 linken Ende zu einer Klemm-, Halte- oder Vorspanneinrichtung geführt werden, die eine Vorspannkraft zum Aufrechterhalten der Zentrierung auf das Bauteil 44 ausüben kann. Mit seinem in Figur 1 rechten Ende kann das Bauteil 44 hingegen mit einer Materialspule verbunden sein, von der sukzessive vorbestimmte Material- bzw. Bauteillängen abgewi- ekelt werden können. Hierdurch können im Rahmen einer zyklischen Produktion vor jedem Prozessdurchgang neue Materialabschnitte in die Vorrichtung 10 und insbesondere die Kavität 28 eingezogen werden, welche anschließend das zu ummantelnde Bauteil 44 bilden. Das Einziehen kann dabei durch das Zentrierelement 34 hin- durch erfolgen, ohne das ein erneutes Einführen hierin erforderlich ist.
Im Fall von Figur 1 handelt es sich bei der zugeführten Formmasse 21 um eine Kunststoffschmelze und bei dem Bauteil 44 um eine metallische Leiteranordnung, die mittels der Kunststoffschmelze ummantelt werden soll. Im Ergebnis wird somit als fertiges Objekt ein ummanteltes Kabel hergestellt.
Im Folgenden wird ein Ablauf des Herstellungsprozesses beispielhaft anhand der Figuren 1 und 2 erläutert. In einer Ausgangsstellung ist das Bauteil 44 durch das Zentrierelement 34 geführt und tritt über den Austrittsbereich 46 wieder aus der Vorrich- tung 10 aus. Der Formeinsatz 22 befindet sich in einer Ausgangsposition, die gegenüber der Position von Figur 1 weiter nach rechts verlagert ist, sodass der linke Endbereich 30 der Angussstelle 18 im Wesentlichen gegenüberliegt. Die Kavität 28 weist in diesem Zustand ihr geringstes Volumen auf. In dieser Stellung wird Formmasse 21 über die Angussstelle 18 in die Kavität 28 unter Druck eingespritzt, bis der Endbe- reich 30 vollständig aufgefüllt ist. Anschließend setzt eine Bewegung des Formeinsatzes 22 in die Richtung P ein, wobei die Formmassenzufuhr aufrechterhalten wird. Hierbei erreicht der Formeinsatz 22 zunächst die in Figur 1 gezeigte Stellung, um anschließend kontinuierlich weiter nach links in die in Figur 2 gezeigte Position und auch darüber hinaus bewegt zu werden. Die Bewegung wird beendet, wenn der rechte Endbereich 30 der Angussstelle 18 im Wesentlichen gegenüberliegt.
Der Formeinsatz 22 wird folglich derart verschoben, dass eine Länge der Kavität 28 zunimmt. Insbesondere können in Figur 1 die rechts von der Angussstelle 18 beziehungsweise stromaufwärts hiervon angeordneten Ausnehmungsbereiche 26 des Formeinsatzes 22 zunächst nicht mit Formmasse 21 ausgefüllt werden, da diese nicht fluidleitend mit der Angussstelle 18 verbunden sind oder hierfür zu große Einspritzdrücke erforderlich wären. Im Rahmen der Verlagerung des Formeinsatz 22 können diese Ausnehmungsbereiche 26 aber in Richtung Angussstelle 18 bewegt und damit fluidleitend verbunden werden, sodass diese tatsächliche Bestandteile der Kavität 28 bilden und das Kavitätsvolumen beziehungsweise deren Länge sich entsprechend vergrößert (vgl. unterschiedliches mit Formmasse 21 ausgefülltes bzw. ausfüll bares Kavitätsvolumen in den Figuren 1 und 2). Im Rahmen der Verlagerung verschiebt sich der Formeinsatz 22 über den Austritts- bereich 46 auch relativ zu dem feststehenden Bauteil 44. Dieses rutscht sozusagen durch den sich verlagernden Austrittsbereich 46 hindurch. Wie sich aus einem Vergleich der Figuren 1 und 2 ergibt, führt dies insbesondere dazu, dass eine zuneh- mende Länge des Bauteils 44 in der sich verlängernden Kavität 28 aufgenommen wird.
Die Zufuhr von Formmasse 21 erfolgt ferner derart, dass eine Formmassenströmung in der Kavität 28 einer Verlagerung des Formeinsatzes 22 im Wesentlichen folgt und die sich vergrößernde Kavität 28 stetig mit Formmasse 21 ausgefüllt wird. Die Formmasse 21 wird dabei entlang einer ersten (Hauptströmungs-) Richtung S allgemein von der Angussstelle 18 weg transportiert (sh. Fig. 2). Aufgrund der Relativbeweg- barkeit des Formeinsatzes 22 zum Bauteil 44 bedeutet dies, dass dabei eine zunehmende Länge des Bauteils 44 eingeformt und mit der Formmasse 21 ummantelt wird. Bezogen auf die (Hauptströmungs-) Richtung S kann das Zentrierelement 34 und insbesondere dessen erster Endbereich 40 ferner als stromaufwärts der Angussstelle 18 positioniert beschrieben werden beziehungsweise als der Angussstelle 18 in der Verlagerungsrichtung P vorgelagert. Hingegen ist der in Figur 1 erste Endbereich 30 des Formeinsatzes 22 stromabwärts der Angussstelle 18 angeordnet, bezie- hungsweise der Angussstelle 18 in der Verlagerungsrichtung P nachgelagert.
Aus Figur 2 verdeutlicht sich ferner, dass die Angussstelle 18 derart angeordnet ist, dass die Formmasse entlang einer Formmassenzuführrichtung F zugeführt bzw. eingespritzt wird, welche im Wesentlichen quer zu sämtlichen der vorstehend genann- ten Verlagerungs- und Längsachsen V, K, R, Z, E verläuft. Die Formmasse 21 trifft somit aus einer im Wesentlichen orthogonalen Richtung auf das Bauteil 44 und umströmt dieses entlang der ersten (Hauptströmungs-) Richtung S. Aufgrund des Einspritzdruckes strömt ein geringer Anteil der Formmasse 21 aber auch entgegen der ersten Richtung S sowie in Richtung das Zentrierelements 34 (siehe umrandeter An- teil 48 in Figur 2). In Figur 2 wird die Formmassenzufuhr aber derart gesteuert, dass dieser Formmassenanteil 48 das Zentrierelement 34 nicht erreicht und auch nicht umströmt.
Wie nachstehend erläutert, kann ein derartiges Kontaktieren und Umströmen des Zentrierelements 34 aber auch bewusst gewollt sein. Hierzu kann das Zentrierelement 34 unterhalb von beziehungsweise überlappend mit der Angussstelle 18 angeordnet sein, sodass die Formmasse 21 sozusagen auf das Zentrierelement 34 gespritzt wird. Wenn der in Figur 1 rechte Endbereich 30 die Angussstelle 18 erreicht hat und mit Formmasse 21 ausgefüllt ist, ist der Formprozess abgeschlossen. Daraufhin kann die Formmassenzufuhr unterbrochen werden und die Formhälften 14,16 können voneinander abgehoben werden. Das hergestellte Objekt aus erstarrter Formmasse 21 und ummanteltem Bauteil 44 kann daraufhin dem Formeinsatz 22 entnommen werden. Zusätzliche Längenabschnitte des Bauteils 44, die nicht eingeformt wurden, können anschließend entfernt und/oder dazu verwendet werden, eine weiteren Längenabschnitt des Bauteils 44 sozusagen nachzuziehen und ausgehend von dem ersten Endbereich 40 das Zentrierelement 34 durch die Kavität 28 zu dem Austrittsbereich 46 zu führen. Anschließend kann der Herstellungsprozess ausgehend von einer Ausgangsposition des Formeinsatzes 22 erneut durchgeführt werden, um ein weiteres ummanteltes Kabel zu fertigen.
Figur 3 zeigt eine schematische Detailansicht des ersten Endbereiches 40 des Zentrierelements 34. Die Sichtachse entspricht dabei dem Pfeil B aus Figur 2, wobei die obere Formhälfte 14 als schraffierter Bereich dargestellt ist. Man erkennt erneut, dass das Zentrierelement 34 als dünnwandiges Rohr ausgebildet ist, das einen Innendurchmesser dj und einen Außendurchmesser da aufweist. Ferner erkennt man die Ausnehmung 42, in der das Zentrierelement 34 aufgenommen ist. Diese weist einen Innendurchmesser dm auf, der den Außendurchmesser da des Zentrierelements 34 überschreitet, sodass letzteres mit einem gewissen Spiel in der Ausnehmung 42 aufgenommen ist. Ferner erkennt man das Bauteil 44, welches eine gewundene Leiteranordnung umfasst. Diese weist einen Außendurchmesser dL auf, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser d, das Zentrierelement 34 entspricht.
Aus Figur 3 verdeutlicht sich, dass das Zentrierelement 34 sich bis zu der Kavität 28 erstreckt und das Bauteil 44 somit unter einer gewünschten Zentrierung unmittelbar in die Kavität 28 führt. Im gezeigten Fall umfasst die Kavität 28 dabei einen konischen Tüllenabschnitt 50 und einen langgestreckten zylindrischen Abschnitt 52.
In Figur 4 ist eine weitere Variante des Zentrierelements 34 gezeigt. Dieses umfasst im Bereich des ersten Endbereichs 40 einen austauschbaren Verschleißeinsatz 54. Dieser ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und in einen Hauptabschnitt des Zentrierelements 34 eingeschoben, der durch ein metallisches Rohr 56 gebildet wird. Der Verschleißeinsatz 54 kann somit nach einer vorbestimmten Zahl von Herstellungsvorgängen und/oder bei einsetzendem Verschleiß ausgetauscht werden, wohin- gegen das metallische Rohr 56 über eine größere Anzahl von Herstellungsvorgängen verwendet werden kann.
In Figur 5 ist eine weitere Variante des Zentrierelements 34 gezeigt. Dieses umfasst im Bereich des ersten Endbereichs 40 ein flexibel deformierbares Material, zum Beispiel PTFE. Ansonsten ist das Zentrierelement 34 erneut in Form eines metallischen Rohres 56 ausgebildet. Zum Bereitstellen der flexiblen Deformierbarkeit wird ein Schrumpfschlauch 59 aus dem entsprechenden Material auf das metallische Rohr 56 geschoben und in bekannter Weise durch Erhitzen daran fixiert. Ein überstehendes Ende 58 des deformierbaren Materials erfährt dabei im Wesentlichen keine strukturelle Unterstützung durch das metallische Rohr 56, da es mit diesem nicht überlappt.
Figur 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Variante von Figur 5, bei der das metallische Rohr 56 in einem unteren Bereich mit einem verlängerten Umfangsabschnitt 58 ausgebildet ist. Im dargestellten Längsschnitt betrachtet ist das metallische
Rohr 56 somit im Wesentlichen löffeiförmig ausgebildet. Der verlängerte Umfangsabschnitt 58 stützt somit den deformierbaren Endbereich 58 des flexibel deformierbaren Materials in einem ausgewählten Bereich G. Die Varianten der Figuren 5 und 6 sind insbesondere dann interessant, wenn Formmasse 21 über die Angussstelle 18 direkt auf das Zentrierelement 34 gespritzt werden soll, wobei letzteres als eine Art Ringverteiler dient. Eine Position der Angussstelle 18 ist in den Figuren 5 und 6 beispielhaft angedeutet. Insbesondere in Figur 6 erkennt man, dass der verlängerte Umfangsabschnitt 58 im Wesentlichen in einem von der Angussstelle 18 abgewandten Bereich des metallischen Rohres 56 angeordnet ist und den deformierbaren Endbereich 58 dort lokal stützt.
In Figur 7 ist eine weitere Variante des Zentrierelements 34 gezeigt. In diesem Fall ist der erste Endabschnitt 40 mit einem angeschrägten Ende ausgebildet, wobei das Anschrägen derart gewählt ist, dass eine Öffnung 60 des Zentrierelements 34 der Angussstelle 18 im Wesentlichen zugewandt ist. Eine weitere nicht gesondert dargestellte Variante sieht vor, dass löffeiförmige metallische Rohr 56 aus Figur 6 ohne einen zusätzlichen deformierbaren Materialüberzug als Zentrierelement 34 zu verwenden.
In den Figuren 8 und 9 sind schließlich Lösungen zum Verbessern einer Gleitfähigkeit des Zentrierelements 34 gezeigt. Dies ist insbesondere für das Einführen des Zentrierelements 34 in die Ausnehmung 42 der Formanordnung 12 relevant. Im Fall von Figur 8 umfasst das rohrförmige Zentrierelement 34 mehrere Gleithülsen 70, die einen Außenumfangsbereich beziehungsweise größten Außendurchmesser da des Zentrierelements 34 definieren. Im Fall von Figur 9 umfasst das rohrförmige Zentrierelement 34 eine sich über dessen gesamte Länge erstreckende Gleitschicht 72, welche ebenfalls den größten Außendurchmesser da bestimmt. Im Übrigen entspricht die Darstellung derjenigen von Figur 3. Die Außendurchmesser da des Zentrierelements 34 sind in den Figuren 8 und 9 jeweils derart gewählt, dass sie im Wesentlichen dem Innendurchmesser dm der Ausnehmung 42 aus Figur 9 entsprechen oder nur geringfügig darunter liegen.
Figur 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, umfassend zwei rohrförmige Zentrierelemente 34. Der Formeinsatz 22 ist in Figur 10 strichliniert angedeutet. Er umfasst zwei nicht gesondert dargestellte Einsatz-Formhälften, die gemeinsam eine linienför- mige dargestellte Kavität 28 begrenzen. Die Kavität 28 umfasst einen ersten geradli- nigen Abschnitt 100. Dieser erstreckt sich unmittelbar in einer Teilungsebene zwischen den Einsatz-Formhälften des Formeinsatzes 34. Darüber hinaus erstreckt sich die Teilungsebene parallel zu der X-Y-Ebene gemäß dem Koordinatensystem aus Figur 10. Die Kavität 28 umfasst ferner zwei parallele Abschnitte 102. Genauer gesagt teilt sich der Abschnitt 100 der Kavität 28 an einem Verzweigungspunkt 104 in zwei parallele Stränge 102 auf. Hebt man die Einsatz-Formhälften voneinander ab, kann eine dreisträngige bzw. Y-verzweigte Leiteranordnung in die Kavität 28 eingelegt werden. Es versteht sich, dass jedoch auch andere Formteilungen denkbar sind und insbe- sondere eine Mehrzahl von Formteilen anstelle von lediglich zwei Formhälften vorgesehen sein kann.
In Figur 10 erkennt man ferner eine Angussstelle 18, die in einem schlittenartigen Grundkörper 104 ausgebildet ist. Dieser ist allgemein ortsfest und gleitet entlang ei- ner nicht gesondert dargestellten Führungsausnehmung an einer Oberfläche des Formeinsatzes 22 ab. Analog zu der Ausführungsform aus Figur 1 ist der Grundkö¬ per 104 an einer oberen feststehenden Formhälfte ausgebildet (nicht dargestellt). Dem Grundkörper 104 liegt ferner eine ebenfalls nicht dargestellte untere Formhälfte gegenüber, wobei der Formeinsatz 22 zwischen den beiden Formhälften angeordnet ISt. Der Formeinsatz 22 wird entlang dem Pfeil P relativ zu der Angussstelle 18 verlagert. Die Kavität 28 ist über eine Mehrzahl von Verteilkanälen 106 mit der Führungsaus- nehmung des Formeinsatzes 22 verbunden, die entlang der Angussstelle 18 gleitet. Aus Darstellungsgründen sind in Figur 10 nicht sämtliche Verteilkanäle 106 mit einem entsprechenden Bezugszeichen versehen. Bei dieser Verlagerung des Formeinsatzes 22 werden die Verteilkanäle 106 nacheinander gegenüberliegend zu der Angussstelle 18 angeordnet beziehungsweise fluchten temporär mit dieser. Somit ist eine fortlaufende fluidleitende Verbindung zwischen der Angussstelle 18 und der Kavi- tät 28 bereitgestellt, sodass die Kavität 28 während der Verlagerung des Formeinsatzes 22 im Wesentlichen kontinuierlich mit Formmasse versorgt werden kann (s.a. entsprechende pfeilförmig angedeutete Formmassenströmungen in der Kavität 28).
Figur 10 zeigt einen Zustand, bei dem der Formeinsatz 22 bereits über eine ver- gleichweise große Strecke relativ zu der Angussstelle 18 verlagert wurde. In einem Ausgangszustand ist der Formeinsatz derart angeordnet, dass bei einer Verlagerung entlang dem Pfeil P zunächst in Figur 10 am weitesten rechte, zweisträngige Verteilkanal 106 mit der Angussstelle 18 fluchtet. Anschließend erfolgt eine Verlagerung gemäß dem Pfeil P, wobei nacheinander die weiteren aufeinanderfolgenden Vertei- lerkanäle 106 gegenüberliegend zu der Angussstelle 18 angeordnet werden.
Um eine in die Kavität 28 eingelegte Leiteranordnung zu zentrieren, sind am in Figur 10 rechten Ende die bereits erwähnten Zentrierelemente 34 angeordnet. Diese sind wiederum als dünne, langgestreckte Rohre ausgebildet, die ein freies Ende der Leiterstränge aufnehmen, die in durch die parallelen Abschnitte 102 der Kavität 28 geführt werden. Dabei definieren die Zentrierelemente 34 jeweils eine Zentrierachse Z, die mit einer durch die parallelen Abschnitte 102 jeweils definierten Kavitäts- längsachse K zusammenfällt. Die freien Leiterstränge, die durch die parallelen Abschnitte 102 der Kavität 28 geführt werden und aus dem Formeinsatz 22 herausragen, können somit durch Aufnahme innerhalb der Zentrierelemente 34 zentriert werden. Dabei bewegt sich der Formeinsatz 22 allgemein auf die Zentrierelemente 34 zu. Prinzipiell ist es aber ebenso denkbar, dass die Zentrierelemente 34 zumindest temporär in den Formeinsatz 22 hineinragen beziehungsweise derart von diesem umschlossen werden, dass sie sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Kavität 28 erstrecken. Ebenso ist es denkbar, ein entsprechendes Zentrierelement 34 auch an dem in Figur 10 linken Ende der Kavität 28 vorzusehen.
Schließlich ist das Vorsehen einer Mehrzahl von Zentrierelementen 34 nicht auf die besondere Variante des Formeinsatzes 22 aus Figur 10 beschränkt, der entlang eines schlittenartigen Grundkörpers 104 verlagert wird. Beispielsweise ist es auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 denkbar, einen weiteren Kavitätsabschnitt sowie ein weiteres Zentrierelement 34 parallel zu dem gezeigten Zentrierelement 34 anzuordnen (bspw. in die Bildebene hinein versetzt). Die über die Angussstelle 18 eingespritzte Formmasse kann dabei über Verbindungskanäle in einen entsprechenden parallelen Kavitätsabschnitt umgeleitet werden (siehe auch zweisträngige Verteilkanäle 106 in rechter Hälfte des Formeinsatzes 22 aus Figur 10). Ebenso kann aber eine separate Angussstelle 18 für den parallelen Kavitätsabschnitt vorgesehen sein.
Durch das Vorsehen einer Mehrzahl von Zentrierelementen 34 können auch verzweigte und komplexere Leiteranordnungen zentriert und zuverlässig eingeformt beziehungsweise ummantelt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zum Einformen eines langgestreckten Bauteils (44), umfassend:
- eine Formanordnung (12), umfassend wenigstens eine Angussstelle (18); und
- einen Formeinsatz (22), der in der Formanordnung (12) aufnehmbar und relativ zu der Angussstelle (18) entlang einer Verlagerungsachse (V) verlagerbar ist, wobei der Formeinsatz (22) zumindest anteilig eine Kavität (28) begrenzt, in der eine über die Angussstelle (18) zugeführte erstarrenden Formmasse (21) aufnehmbar ist,
wobei die Vorrichtung (10) ferner wenigstens ein Zentrierelement (34) um- fasst, das dazu eingerichtet ist, ein langgestrecktes Bauteil (44) aufzunehmen und entlang einer Zentriersachse (Z) in die Kavität (28) zu führen.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1,
wobei der Formeinsatz (22) derart entlang der Verlagerungsachse (V) verlagerbar ist, dass sich die Kavität (28) vergrößert.
3. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei der Formeinsatz (22) derart entlang der Verlagerungsachse (V) verlagerbar ist, dass in der Kavität (28) aufgenommene Formmasse (21) von der Angussstelle (18) überwiegend in eine erste Richtung (S) strömt, insbesondere wobei die erste Richtung (S) im Wesentlichen entlang der Verlagerungsachse (V) verläuft und/oder einer Verlagerungsrichtung (P) des Formeinsatz (22) während der Formmassenzufuhr entspricht.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Zentrierelement (34) in die Kavität (28) hineinragt und/oder fluidleitend hiermit verbunden ist.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Zentrierelement (34) zumindest abschnittsweise langgestreckt und/oder rohrförmig ist.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei sich die Zentriersachse (Z) im Wesentlichen entlang der Verlagerungsachse (V) erstreckt oder mit dieser zusammenfällt.
7. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Vorrichtung einen Austrittsbereich (46) umfasst, aus dem das langgestreckte Bauteil (44) aus der Vorrichtung (10) austreten kann, insbesondere wobei der Austrittsbereich (46) dem Zentrierelement (34) im Wesentlichen gegenüberliegt.
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Zentrierelement (34) stromaufwärts der Angussstelle (18) positioniert ist, insbesondere in einem Abstand von bis zu ca. 1 cm, bis zu ca. 2 cm, bis zu ca. 5cm oder bis zu ca. 10 cm.
9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8,
wobei die Vorrichtung (10) ferner eine Steuereinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Formmassenzufuhr über die Angussstelle (18) derart zu steuern, dass eine sich stromaufwärts der Angussstelle (18) ausbreitende Schmelzefront das Zentrierelement (34) nicht kontaktiert oder nur in einem Bereich von weniger als ca. 10 cm, weniger als ca. 5 cm, weniger als ca. 2 cm oder weniger als ca. 1 cm Länge umströmt.
10. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Zentrierelement (34) sich ausgehend einer Position stromaufwärts der An- gusssteile (18) wenigstens bis zu der Angussstelle (18) erstreckt, oder um bis zu ca. 1 cm, bis zu ca. 2 cm oder bis zu ca. 5 cm darüber hinaus.
11. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Zentrierelement (34) einen ersten Endbereich (40) umfasst, der nahe der Angussstelle (18) angeordnet ist, und wobei der erste Endbereich (40) ein flexibel deformierbares Material umfasst.
12. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Angussstelle (18) eine Formmassenzuführrichtung (F) definiert, die in ei- nem von 0° verschiedenen Winkel zu der Zentrierachse (Z) verläuft, und insbesondere wobei die Formmassenzuführrichtung (F) in einem Winkel zwischen ca. 44° und ca. 91° oder im Wesentlich orthogonal zu der Zentrierachse (Z) verläuft.
13. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Formanordnung (12) wenigstens zwei Formhälften (14,16) umfasst, von denen eine feststehend ausgebildet ist, und wobei das Zentrierelement (34) mit der feststehenden Formhälfte (14) gekoppelt ist.
14. Verfahren zum Einformen eines langgestreckten Bauteils (44),
wobei das Verfahren insbesondere mithilfe einer Vorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausführbar ist,
umfassend die Schritte:
a) Führen des Bauteils (44) in die Kavität (28) mitteis des Zentrierelements (34); b) Zuführen einer erstarrenden Formmasse (21) über die Angussstelle (18); und c) Bewegen Formeinsatzes (22) entlang der Verlagerungsachse (V);
wobei die Schritte b) und c) zumindest teilweise parallel ausgeführt werden.
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