CH661472A5 - METHOD AND DEVICE FOR AT LEAST TWO-STAGE INJECTION MOLDING OF COMPOSED MOLDED BODIES MADE OF POLYMERS, AND USE OF THE METHOD. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 9 sowie eine Anwendung des Verfahrens. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, further to an apparatus for performing the method according to the preamble of claim 9 and an application of the method.
Ein häufig angewandtes Verfahren zur serienmässigen Herstellung von mehrteiligen, aus mindestens zwei Polymeren mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammengesetzten Formkörpern ist das Spritzgiessen, das insbesondere bei der Verarbeitung thermoplastischer Polymere Anwendung findet. A frequently used method for the serial production of multi-part molded bodies composed of at least two polymers with different properties is injection molding, which is used in particular in the processing of thermoplastic polymers.
Bei den bekannten Spritzgiessverfahren geht man allgemein so vor, dass man zur Herstellung zusammengesetzter Formkörper die einzelnen Polymere nacheinander in eine Spritzgiessform einspritzt und dort nacheinander aushärten lässt. Dabei wird zunächst ein in fester Form, z. B. als Granulat, vorliegendes Polymer auf eine Temperatur erhitzt, bei der es in flüssiger Form vorliegt, und mittels einer beheizten Zuführungseinrichtung in eine gekühlte Form eingeführt. Das, üblicherweise thermoplastische, Polymer härtet in der Form, deren Temperatur unterhalb der Verflüssigungstem-peratur des Polymers liegt, praktisch sofort aus und verliert dabei seine Reaktionsfähigkeit. Danach wird auf das bereits ausgehärtete Polymer ein weiteres in der gleichen Weise aufgespritzt. Dieses härtet in der gekühlten Form ebenfalls unmittelbar nach dem Einbringen aus. Da nach dem Aushärten die zum Aufbau von Bindungen notwendige Reaktionsfähig2 In the known injection molding processes, the general procedure is to inject the individual polymers one after the other into an injection mold in order to produce composite moldings and to allow them to harden there one after the other. First, a solid form, e.g. B. as granules, the present polymer heated to a temperature at which it is in liquid form, and introduced into a cooled form by means of a heated feed device. The, usually thermoplastic, polymer cures practically immediately in the form whose temperature is below the liquefaction temperature of the polymer and thereby loses its reactivity. Then another is sprayed onto the already cured polymer in the same way. This also hardens in the cooled form immediately after insertion. Since after hardening the necessary reactivity to build bonds2
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keit der Polymere erschöpft ist, kommt keine Verbindung zwischen den nacheinander in die Form eingebrachten Polymeren zustande. Um diese dauerhaft und fest miteinander zu verbinden, ist die Verwendung von Vulkanisationsmitteln notwendig. Diese können entweder in einem gesonderten Arbeitsgang zwischen zwei Spritzvorgängen eingebracht oder mindestens einem der verwendeten Polymere zugemischt werden. When the polymers are exhausted, there is no connection between the polymers that are introduced into the mold one after the other. The use of vulcanizing agents is necessary to connect them permanently and firmly. These can either be introduced in a separate operation between two spraying operations or mixed into at least one of the polymers used.
Bei den bekannten Verfahren wirkt es sich nachteilig aus, dass zahlreiche Polymere bei den zur Verflüssigung notwendigen Temperaturen, die bei diesen Verfahren während des gesamten Spritzvorganges aufrechterhalten werden müssen, einem mehr oder minder starken thermischen Abbau unterliegen oder dass darin enthaltene Füllstoffe, die thermisch instabil sind, zersetzt oder ausgeschieden werden. Dies hat zur Folge, dass die zum Zuführen des Polymers verwendeten Zuleitungen und die Spritzdüsen verhältnismässig rasch durch ausgeschiedenen Kohlenstoff verstopft werden und häufig gereinigt oder ersetzt werden müssen. Dies führt zu einem erheblichen Materialverschleiss und häufigen Unterbrechungen im Verfahrensablauf. In the known methods, it has the disadvantage that numerous polymers are subject to a more or less strong thermal degradation at the temperatures required for liquefaction, which must be maintained during the entire spraying process in these methods, or that fillers contained therein are thermally unstable , decomposed or excreted. The result of this is that the feed lines and the spray nozzles used to supply the polymer are clogged relatively quickly by carbon which has been separated out and have to be cleaned or replaced frequently. This leads to considerable material wear and frequent interruptions in the process.
Ausserdem sind die bekannten Verfahren nur für thermoplastische Polymere anwendbar. Diese müssen überdies aus den erwähnten Gründen bei den in Betracht kommenden Arbeitstemperaturen eine ausreichende thermische Stabilität aufweisen und/oder ausreichend stabile Füllstoffe enthalten. In addition, the known methods can only be used for thermoplastic polymers. For the reasons mentioned, these must moreover have sufficient thermal stability at the operating temperatures that are considered and / or contain sufficiently stable fillers.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass auf den Einsatz von Vulkanisationsmitteln nicht verzichtet werden kann. Der Einsatz von Vulkanisationsmitteln führt aber durch die im fertigen Formkörper verbleibenden Rückstände von unverbrauchtem Vulkanisationsmittel oder von dessen Zersetzungsprodukten zu einer Beeinträchtigung der Qualität des hergestellten Produktes. So bestehen beispielsweise erhebliche physiologische Bedenken bei der Verwendung solcher Produkte als Implantate, da noch vorhandene Rückstände von Vulkanisationsmitteln oder deren Zersetzungsprodukten zu einer gesundheitlichen Beeinträchtigung führen können. Ähnliches gilt für die Anwendung der bekannten Verfahren zur Herstellung von Verpackungsmaterialien oder Behältern für Lebensmittel. Bei der Anwendung dieser Verfahren zur Herstellung elektrischer oder elektronischer Bauteile können vorhandene Rückstände von Vulkanisationsmitteln oder deren Zersetzungsprodukten zu einer Beeinträchtigung des Leitungsverhaltens oder der Isolationswirkung führen und/oder eine Korrosion empfindlicher Schaltungselemente bewirken. Da es sich bei Vulkanisationsmitteln ausserdem um sehr reaktionsfähige Substanzen handelt, können im fertigen Produkt verbliebene Rückstände dessen vorzeitige Zerstörung bewirken. Another disadvantage is that it is not possible to do without the use of vulcanizing agents. The use of vulcanizing agents, however, leads to an impairment of the quality of the manufactured product due to the residues of unused vulcanizing agent or of its decomposition products remaining in the finished molded article. For example, there are considerable physiological concerns when using such products as implants, since any residues of vulcanizing agents or their decomposition products can lead to health problems. The same applies to the use of the known methods for the production of packaging materials or containers for food. When using these methods for the production of electrical or electronic components, existing residues of vulcanizing agents or their decomposition products can lead to impairment of the conductance or the insulation effect and / or cause corrosion of sensitive circuit elements. Since vulcanizing agents are also very reactive substances, residues remaining in the finished product can cause it to be destroyed prematurely.
Überdies macht die Verwendung von Vulkanisationsmitteln die Einschaltung eines Vulkanisationsvorganges notwendig, was zu einer Erhöhung des Arbeits- und Zeitaufwandes führt und so die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigt. In addition, the use of vulcanizing agents makes it necessary to switch on a vulcanization process, which leads to an increase in labor and time, and thus impairs the economics of the process.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, durch die eine serienmässige Herstellung von aus mindestens zwei Polymeren mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammengesetzten Formkörpern ohne Einsatz von Vulkanisationsmitteln und ohne Beschränkung auf thermisch stabile Polymere und/oder thermisch stabile Füllstoffe enthaltende Polymere ermöglicht wird. It is therefore an object of the invention to provide a method and a device by means of which series production of moldings composed of at least two polymers with different properties is possible without the use of vulcanizing agents and without being limited to thermally stable polymers and / or polymers containing thermally stable fillers .
Die gestellte Aufgabe wird erflndungsgemäss durch das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierte Verfahren und die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 9 definierte Spritzgiessvorrichtung gelöst. The object is achieved according to the invention by the method defined in the characterizing part of patent claim 1 and the injection molding device defined in the characterizing part of patent claim 9.
Da bei diesem Verfahren flüssige Polymere verwendet werden, die unter Kühlung in eine Spritzgiessform eingebracht und dort nur für die Dauer des Vernetzungsvorganges auf erhöhter Temperatur gehalten werden, entfällt die bei den bekannten Verfahren unvermeidliche, nachteilige Temperaturbelastung der Polymere durch Erhitzen auf ihre Verflüssigungstemperatur und Halten auf dieser Temperatur während des gesamten Spritzvorganges. Aufgrund der geringeren Temperaturbelastung der verwendeten Polymere bietet das neue Verfahren gegenüber den bekannten den Vorteil, dass es auf eine grosse Zahl von Polymeren angewandt werden kann, unabhängig von deren thermischer Stabilität und oder von der ihrer Füllstoffe. Ausserdem ist das Verfahren nicht auf die Verwendung von thermoplastischen Polymeren beschränkt, vielmehr ermöglicht es den Einsatz einer Vielzahl von Polymeren, sofern diese bei niedrigen Temperaturen, z.B. bei Raumtemperatur oder darunter, flüssig sind und durch Wärme vernetzt werden können. Since liquid polymers are used in this process, which are introduced into an injection mold with cooling and are only kept at an elevated temperature for the duration of the crosslinking process, the inevitable, disadvantageous temperature loading of the polymers by heating to their liquefaction temperature and holding is eliminated this temperature during the entire spraying process. Because of the lower thermal stress on the polymers used, the new process offers the advantage over the known ones that it can be applied to a large number of polymers, regardless of their thermal stability and or of their fillers. In addition, the method is not limited to the use of thermoplastic polymers, rather it enables the use of a large number of polymers, provided that these are used at low temperatures, e.g. at room temperature or below, are liquid and can be cross-linked by heat.
Da selbst thermisch instabile und/oder hochgefüllte Polymere bei diesem Verfahren keinem thermischen Abbau unterliegen, findet keine Verstopfung der zur Zuführung der Polymere verwendeten Düsen und Zuleitungen statt, so dass die bei den bekannten Verfahren häufig notwendige Reinigung der Düsen und Zuleitungen und deren Ersatz entfällt. Dies bringt insbesondere bei der Serienfertigung erhebliche Vorteile. Since even thermally unstable and / or highly filled polymers are not subject to thermal degradation in this process, there is no blockage of the nozzles and supply lines used for supplying the polymers, so that the cleaning of the nozzles and supply lines and their replacement, which is often necessary in the known processes, is eliminated. This has considerable advantages, particularly in series production.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass auf den Einsatz von Vulkanisationsmitteln vollständig verzichtet werden kann, da durch die gemeinsame Vernetzung von in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen in eine Spritzgiessform eingebrachten Polymeren eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen diesen erreicht wird. Dies war nicht vorauszusehen; vielmehr musste angenommen werden, dass eine vorzeitige Vernetzung des in einer ersten Verfahrensstufe in die beheizte Spritzgiessform eingebrachten Polymers eintritt, so dass dieses seine zum Aufbau von Bindungen mit einem zweiten Polymer notwendige Reaktionsfähigkeit verliert. Diese Annahme wurde noch durch die allgemein vertretene Auffassung, eine feste Bindung könne nur durch Vulkanisation erreicht werden, unterstützt. Erst durch geeignete Steuerung des Vernetzungsvorganges durch die beschriebene Einstellung der Temperatur des in der ersten Verfahrensstufe eingebrachten Polymers und/oder der Verweilzeit bis zur Durchführung der nächsten Verfahrensstufe lässt sich eine vorzeitige Vernetzung des in der ersten Verfahrensstufe eingebrachten Polymers verhindern und eine gemeinsame Vernetzung der in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen eingebrachten Polymere erreichen und somit der Einsatz von Vulkanisationsmitteln vermeiden. A particular advantage of the method is that the use of vulcanizing agents can be dispensed with entirely, since the common crosslinking of polymers introduced into an injection mold in successive process stages achieves a firm and permanent connection between them. This was not foreseeable; on the contrary, it had to be assumed that premature crosslinking of the polymer introduced into the heated injection mold in a first process step would occur, so that the polymer would lose its reactivity necessary to form bonds with a second polymer. This assumption was supported by the generally held view that a firm bond can only be achieved through vulcanization. Only by appropriately controlling the crosslinking process by the described setting of the temperature of the polymer introduced in the first process stage and / or the dwell time until the next process stage is carried out can premature crosslinking of the polymer introduced in the first process stage be prevented and a common crosslinking of the successive ones Achieve process steps introduced polymers and thus avoid the use of vulcanizing agents.
Die Möglichkeit, auf den Einsatz von Vulkanisationsmitteln verzichten zu können, bringt nicht nur den Vorteil eines vereinfachten und glatten Verfahrensablaufs sondern vor allem den einer verbesserten Qualität der hergestellten Formkörper. Da diese vollständig frei von Vulkanisationsmitteln sind, stehen ihrer Verwendung in der Medizin, z.B. als Implantate, oder in der Lebensmittelindustrie, z.B. als Behälter oder Verpackungen, keine physiologischen Bedenken entgegen. The possibility of being able to dispense with the use of vulcanizing agents brings not only the advantage of a simplified and smooth process sequence, but above all the improved quality of the molded bodies produced. Since these are completely free of vulcanizing agents, their use in medicine, e.g. as implants, or in the food industry, e.g. as containers or packaging, no physiological concerns.
Bei Verwendung zur Herstellung elektrischer oder elektronischer Bauteile ist keine schädliche Korrosionswirkung zu erwarten oder eine Beeinträchtigung ihres Leitungsverhaltens oder ihrer Isolationswirkung zu befürchten. When used for the manufacture of electrical or electronic components, no harmful corrosion effect is to be expected or there is a risk of impairment of their conductance or their insulating effect.
Ausserdem zeichnen sich die nach dem Verfahren hergestellten Formkörper gegenüber den nach bekannten Verfahren erhaltenen durch eine erhöhte Haltbarkeit aus, da sie keine Rückstände von unverbrauchten Vulkanisationsmitteln oder deren Zersetzungsprodukten enthalten. In addition, the molded articles produced by the process are distinguished by an increased durability compared to those obtained by known processes, since they contain no residues of unused vulcanizing agents or their decomposition products.
Vorteilhafte Verfahrensausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 8, vorteilhafte Vorrichtungsausbildun5 Advantageous method configurations are in the patent claims 2 to 8, advantageous device training
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gen in den Patentansprüchen 10 bis 14 und vorteilhafte Anwendungen in den Patentansprüchen 15 bis 18 beschrieben. gene described in claims 10 to 14 and advantageous applications in claims 15 to 18.
Für die Auswahl der zu verwendenden Polymere kommen insbesondere die in den Patentansprüchen 2 bis 5 erwähnten Materialien und Materialkombinationen in Betracht. Dabei sind, insbesondere für die Herstellung von Formkörpern für die Verwendung in der Medizin, z.B. für Implantate, oder für die Herstellung elektrischer oder elektronischer Bauteile, die in den Patentansprüchen 3 und 4 erwähnte Polymere und Polymerkombinationen bevorzugt. For the selection of the polymers to be used, in particular the materials and material combinations mentioned in patent claims 2 to 5 come into consideration. Here, in particular for the production of moldings for use in medicine, e.g. for implants, or for the production of electrical or electronic components, the polymers and polymer combinations mentioned in claims 3 and 4 preferred.
Darüberhinaus kann eine Vielzahl weiterer Polymerer, wie beispielsweise Polyamide, Polyolefine oder Polyurethane, eingesetzt werden. Dabei ist sowohl die Verwendung von Einkomponentensystemen als auch von Zweikomponentensystemen möglich. In addition, a variety of other polymers, such as polyamides, polyolefins or polyurethanes, can be used. Both the use of one-component systems and two-component systems is possible.
Sollen aus mehr als zwei Polymeren mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammengesetzte Formkörper hergestellt werden, so kann, wie in Patentanspruch 6 angegeben, die erste Verfahrensstufe ein- oder mehrmals wiederholt werden. If molded articles composed of more than two polymers with different properties are to be produced, the first process step can be repeated one or more times, as stated in claim 6.
Die Zuführung des ersten und/oder des zweiten Polymers, und im Falle der Verfahrensausgestaltung gemäss Patentanspruch 6, jedes weiteren Polymers wird zweckmässigerweise in der in Patentanspruch 7 beschriebenen Weise vorgenommen. The feeding of the first and / or the second polymer, and in the case of the process design according to claim 6, each further polymer is expediently carried out in the manner described in claim 7.
Die in Patentanspruch 8 beschriebene Ausgestaltung des Verfahrens lässt sich mit besonderem Vorteil auf die Herstellung von Schaltmatten, z. B. für Telefonapparate mit Drucktasten oder Taschenrechner, anwenden sowie zur Herstellung von Schaltkreisen in Hybridtechnik. The embodiment of the method described in claim 8 can be particularly advantageous for the production of safety mats, for. B. for telephones with push buttons or calculators, and for the production of circuits in hybrid technology.
Die Durchführung des Verfahrens unter Verwendung der Spritzgiessvorrichtung nach Patentanspruch 9 führt zu einem reibungslosen und störungsfreien Verfahrensablauf und ermöglicht die Herstellung von Formkörpern mit ausgezeichneter Qualität und hoher Massgenauigkeit. The implementation of the method using the injection molding device according to claim 9 leads to a smooth and trouble-free process sequence and enables the production of moldings with excellent quality and high dimensional accuracy.
Mittels der in den Patentansprüchen 10 und/oder 11 beschriebenen Ausbildungen der Vorrichtung kann eine exakte Einstellung der Temperatur des ersten und/oder des zweiten Polymers erreicht werden. An exact setting of the temperature of the first and / or the second polymer can be achieved by means of the configurations of the device described in patent claims 10 and / or 11.
Durch die Verwendung der in den Patentansprüchen 12 und 13 beschriebenen Ausbildungen der Vorrichtung kann eine exakte Einstellung auch extrem kurzer Verweilzeiten erreicht werden. By using the designs of the device described in claims 12 and 13, an exact setting, even of extremely short dwell times, can be achieved.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben; dabei zeigen: Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings; show:
Figur 1: eine Spritzgiessform im Längsschnitt I—I der Figur 2; Figure 1: an injection mold in longitudinal section I-I of Figure 2;
Figur 2; die Spritzgiessform im Querschnitt II—II der Figur 1; Figure 2; the injection mold in cross section II-II of Figure 1;
Figur 3: eine Schaltmatte im Ausschnitt und in perspektivischer Darstellung; und Figure 3: a switch mat in the cutout and in perspective; and
Figur 4: die Schaltmatte der Figur 3 im Querschnitt. Figure 4: the switch mat of Figure 3 in cross section.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Spritzgiessform, die zur Herstellung einer Schaltmatte 2 gemäss den Figuren 3 und 4 geeignet ist. Eine solche Schaltmatte 2 enthält eine Vielzahl von Kontaktknöpfen 4 aus einem ersten Polymer, die in Vertiefungen 6 einer Matte 8 aus einem zweiten Polymer angeordnet und mit diesem fest verbunden sind. Das erste Polymer ist beispielsweise ein Siliconkautschuk, der mit elektrisch leitendem Kohlenstoff gefüllt und somit leitfähig ist. Das zweite Polymer ist ein ungefüllter oder einen elektrisch isolierenden Füllstoff enthaltender Siliconkautschuk. Die Kontaktknöpfe 4 sind mit der Matte 8 durch gegenseitige Vernetzung verbunden. Figures 1 and 2 show an injection mold which is suitable for producing a switch mat 2 according to Figures 3 and 4. Such a switch mat 2 contains a plurality of contact buttons 4 made of a first polymer, which are arranged in recesses 6 of a mat 8 made of a second polymer and are firmly connected to the latter. The first polymer is, for example, a silicone rubber that is filled with electrically conductive carbon and is therefore conductive. The second polymer is an unfilled silicone rubber or contains an electrically insulating filler. The contact buttons 4 are connected to the mat 8 by mutual networking.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Spritzgiessform ist zweiteilig und zweistufig ausgebildet. Sie enthält einen Matrizenplattenteil 10 und einen Kernplattenteil 12, der um eine Achse 14 verschwenkbar gelagert ist und mittels einer The injection mold shown in Figures 1 and 2 is formed in two parts and two stages. It contains a die plate part 10 and a core plate part 12, which is pivotally mounted about an axis 14 and by means of a
Antriebsvorrichtung 16 zwischen einer ersten Station A und einer zweiten Station B verschwenkt wird. Der Kernplattenteil 12 enthält Formausnehmungen 18 zur Herstellung der Kontaktknöpfe 4 an der ersten Station A, an der eine erste Zuführungseinrichtung 20 ein erstes Polymer zuführt. Der Matrizenplattenteil 10 enthält eine Formausnehmung 22, die an der zweiten Station B angeordnet ist und zur Herstellung der Matte 8 dient. Mit dieser Formausnehmung 22 ist eine zweite Zuführungseinrichtung 24 an der zweiten Station B verbunden, mittels der ein zweites Polymer zugeführt wird, welches Materialeigenschaften aufweist die von denen des ersten Polymers der ersten Zuführungseinrichtung abweichen. Drive device 16 is pivoted between a first station A and a second station B. The core plate part 12 contains mold recesses 18 for producing the contact buttons 4 at the first station A, at which a first feed device 20 feeds a first polymer. The die plate part 10 contains a mold recess 22 which is arranged at the second station B and is used to produce the mat 8. A second feed device 24 is connected to this mold recess 22 at the second station B, by means of which a second polymer is fed, which has material properties that differ from those of the first polymer of the first feed device.
Der Kernplattenteil 12 der Spritzgiessform enthält eine Grundplatte 26 mit einer koaxial zur Achse 14 angeordneten Achse 28, an der ein Zahnrad 30 mit einem Zahnkranz 32 drehbar angeordnet ist und sich auf einem Axiallager 34 abstützt. Das Zahnrad 30 trägt die mit einer Heizvorrichtung 35 versehene Kernplatte 36, welche entsprechend den zwei Stationen A und B zwei Sätze der Formausnehmungen 18 aufweist. Die Antriebsvorrichtung 16, die beispielsweise aus einem pneumatischen Kolben/Zylinder-Aggregat besteht, enthält eine Zahnstange 38, die mit dem Zahnkranz 32 des Zahnrades 30 kämmt und die Kernplatte 36 zwischen den zwei Stationen A und B hin und her verschwenkt. Anschläge 40 dienen zur Begrenzung des Schwenkweges des Zahnrades 30 und damit der Kernplatte 36. Der Kernplattenteil 12 wird zum Verschwenken beim Öffnen der Form mittels Federpaketen 42 angehoben, wobei diese Federpakete 42 über das Axiallager 34 auf das Zahnrad 30 und damit auf die Kernplatte 36 einwirken. Der Hub wird begrenzt durch eine Anschlagschraube 44, welche mit der Kernplatte 36 verschraubt ist und die Achse 28 durchgreift. Der Schraubenkopf 46 stützt sich auf der Rückseite der Grundplatte 26 ab. The core plate part 12 of the injection mold contains a base plate 26 with an axis 28 arranged coaxially to the axis 14, on which a toothed wheel 30 is rotatably arranged with a ring gear 32 and is supported on an axial bearing 34. The gearwheel 30 carries the core plate 36 which is provided with a heating device 35 and which, in accordance with the two stations A and B, has two sets of the mold recesses 18. The drive device 16, which consists for example of a pneumatic piston / cylinder unit, contains a rack 38 which meshes with the ring gear 32 of the gear 30 and the core plate 36 swings back and forth between the two stations A and B. Stops 40 serve to limit the pivoting path of the gear 30 and thus the core plate 36. The core plate part 12 is raised for pivoting when the mold is opened by means of spring assemblies 42, these spring assemblies 42 acting on the gear 30 and thus on the core plate 36 via the axial bearing 34 . The stroke is limited by a stop screw 44 which is screwed to the core plate 36 and extends through the axis 28. The screw head 46 is supported on the back of the base plate 26.
Der Kernplattenteil 12 ist überdies mit einer Auswerfvorrichtung 48 ausgestattet, mittels der die fertigen Formkörper bei geöffneter Spritzgiessform an der zweiten Station B ausgeworfen werden können. Hierzu sind den Formausnehmungen 18 Auswerfstifte 50 zugeordnet, die an der der Formebene abgewandten Seite jeweils über eine Verbindungsplatte 52 miteinander verbunden sind. Mit dieser Verbindungsplatte 52 wirkt eine Rückholfeder 54 zusammen, welche die Auswerfstifte 50 in die zurückgezogene Stellung vorspannen. An der zweiten Station B ist in der Grundplatte 26 eine Betätigungsvorrichtung 56, beispielsweise ein Kolben/Zylinder-Aggregat angeordnet, welche mit der Verbindungsplatte 52 zusammenwirkt und zum Ausstossen der Auswerfstifte 50 dient. Bei Ausschaltung der Betätigungsvorrichtung 56 werden die Auswerfstifte 50 mittels der Rückholfeder 54 wieder in ihre zurückgezogene Stellung gebracht. The core plate part 12 is also equipped with an ejection device 48, by means of which the finished shaped bodies can be ejected at the second station B when the injection mold is open. For this purpose, ejection pins 50 are assigned to the mold recesses, which are connected to one another on the side facing away from the mold plane via a connecting plate 52. A return spring 54 interacts with this connecting plate 52 and biases the ejection pins 50 into the retracted position. At the second station B, an actuating device 56, for example a piston / cylinder unit, is arranged in the base plate 26, which cooperates with the connecting plate 52 and serves to eject the ejection pins 50. When the actuating device 56 is switched off, the ejection pins 50 are brought back into their retracted position by means of the return spring 54.
Der Matrizenplattenteil 10 enthält wiederum eine Grundplatte 58, an der über eine Kühlplatte 60 die Matrizenplatte 62 angeordnet ist, die mittels einer Heizvorrichtung 64 beheizt ist. Der Matrizenplattenteil 10 enthält die erste Zuführungseinrichtung 20 für das erste Polymer, die eine Anspritzdüse 66 aufweist, welche koaxial zur Achse 14 mit einem Zufuhrkanal 68 zusammenwirkt, der zur ersten Station A führt und über Zweigkanäle 70 zu den Formausnehmungen 18 führt. Mindestens im Bereich der Matrizenplatte 62 und der Kühlplatte 60 sind der Zufuhrkanal 68 und die Zweigkanäle 70 mit einer Kühlvorrichtung 72 versehen, welche eine den Zufuhrkanal 68 und die Zweigkanäle 70 umgebende Ringkammer 74 aufweist, in die eine Zuleitung 76 für ein Kühlmittel mündet. Mittels der Kühlvorrichtung 72 kann das zugeführte Polymer auf einer Temperatur gehalten werden, bei der noch keine nennenswerte Vernetzung des in die Formausnehmungen einzubringenden Polymers stattfindet. The die plate part 10 in turn contains a base plate 58, on which the die plate 62, which is heated by means of a heating device 64, is arranged via a cooling plate 60. The die plate part 10 contains the first feed device 20 for the first polymer, which has a spray nozzle 66 which cooperates coaxially with the axis 14 with a feed channel 68 which leads to the first station A and leads via branch channels 70 to the mold recesses 18. At least in the area of the die plate 62 and the cooling plate 60, the supply channel 68 and the branch channels 70 are provided with a cooling device 72 which has an annular chamber 74 surrounding the supply channel 68 and the branch channels 70, into which a feed line 76 for a coolant opens. By means of the cooling device 72, the supplied polymer can be kept at a temperature at which no significant crosslinking of the polymer to be introduced into the mold recesses takes place.
4 4th
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
5 5
661 472 661 472
Die zweite Zuführungseinrichtung 24 wirkt mit der zweiten Station B zusammen und enthält eine Anspritzdüse 78, die in der Trennebene 80 der Spritzgiessform liegt und in einen Kanal 82 mündet, der zur zweiten Formausnehmung 22 in der Matrizenplatte 62 führt. Die zweite Zuführungseinrichtung 24 ist ebenfalls mit einer Kühlvorrichtung 84 ausgestattet, um das zweite zuzuführende Polymer auf einer Temperatur zu halten, bei der noch keine nennenswerte Vernetzung stattfindet. The second feed device 24 interacts with the second station B and contains a gating nozzle 78 which lies in the parting plane 80 of the injection mold and opens into a channel 82 which leads to the second mold recess 22 in the die plate 62. The second feed device 24 is also equipped with a cooling device 84 in order to keep the second polymer to be fed at a temperature at which no significant crosslinking takes place yet.
Die zum Öffnen der Form erforderlichen Betätigungseinrichtungen sind von üblicher Art und im einzelnen nicht näher dargestellt. The actuating devices required to open the mold are of a conventional type and are not shown in detail.
Es sind noch eine Reihe weiterer Ausführungsbeispiele möglich. So kann die Spritzgiessform pro Station mehrere Formausnehmungen zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Formkörper aufweisen. Auch ist eine Spritzgiessform möglich, die lediglich eine Station besitzt, in die beide Zuführungseinrichtungen münden. Dabei kann die Form mit beweglichen Formteilen ausgestattet sein, die für die erste Verfahrensstufe erste Formausnehmungen bildet, in die aus einer ersten Zuführungseinrichtung ein erstes Polymer zugeführt wird. Durch Verschieben der Formteile kann eine zweite Formausnehmung gebildet werden, die mit der zweiten Zuführungseinrichtung in Verbindung steht und zum Einbringen des zweiten Polymers dient. A number of further exemplary embodiments are also possible. Thus, the injection mold can have several mold recesses per station for the simultaneous production of several moldings. An injection mold is also possible, which has only one station into which both feed devices open. The mold can be equipped with movable mold parts, which form first mold recesses for the first process stage, into which a first polymer is fed from a first feed device. By moving the mold parts, a second mold recess can be formed, which is connected to the second feed device and is used to introduce the second polymer.
Bei der Herstellung einer Schaltmatte, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, unter Verwendung der in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung geht man so vor, dass man in einer ersten Verfahrensstufe Kontaktknöpfe 4 herstellt und diese in einer zweiten Verfahrensstufe mittels einer Matte 8 entsprechend einem vorgegebenen Muster verbindet. In the production of a switch mat, as shown in FIGS. 3 and 4, using the device described in FIGS. 1 and 2, the procedure is to produce contact buttons 4 in a first process step and this in a second process step by means of a mat 8 connects according to a predetermined pattern.
Zur Herstellung der Kontaktknöpfe 4 in der Spritzgiessform der Figuren 1 und 2 wird in der ersten Verfahrensstufe an der ersten Station A ein mit elektrisch leitendem Kohlenstoff gefüllter, bei Raumtemperatur flüssiger Siliconkautschuk mittels der Zuführungseinrichtung 20 in die Formausnehmungen 18 eingebracht, die in der auf annähernd 180 C beheizten Kernplatte 36 angeordnet sind. Dabei wird die Temperatur des Siliconkautschuks während der Zuführung mittels der Kühlvorrichtung 72 auf annähernd 20 C gehalten. Nach dem Einbringen des Siliconkautschuks in die Ausnehmungen 18 wird die Spritzgiessform geöffnet und der Kernplattenteil 12 mittels der Federpakete 42 angehoben und mittels der Antriebsvorrichtung 16 zu der zweiten Station B verschwenkt. Die Dauer des Schwenkvorganges von der Station A zur Station B beträgt dabei wenige Sekunden und kann zur Einstellung der jeweils gewünschten Verweilzeit variiert werden. Die in Station A gebildeten, bei der dort herrschenden Temperatur zu ausreichender Formstabilität erhärteten Kontaktknöpfe 4 bleiben während des Schwenkvorganges in den Formausnehmungen 18 hängen. For the production of the contact buttons 4 in the injection mold of FIGS. 1 and 2, in the first process stage at the first station A, a silicone rubber filled with electrically conductive carbon and liquid at room temperature is introduced into the mold recesses 18 by means of the feed device 20, which in the approx. 180 C heated core plate 36 are arranged. The temperature of the silicone rubber is kept at approximately 20 ° C. during the supply by means of the cooling device 72. After the silicone rubber has been introduced into the recesses 18, the injection mold is opened and the core plate part 12 is raised by means of the spring assemblies 42 and pivoted to the second station B by means of the drive device 16. The duration of the swiveling process from station A to station B is a few seconds and can be varied to set the desired dwell time. The contact buttons 4 formed in station A and hardened to sufficient shape stability at the prevailing temperature remain stuck in the mold recesses 18 during the pivoting process.
In der zweiten Verfahrensstufe wird an der Station B mittels der Zuführungseinrichtung 24 ein ungefüllter oder einen elektrisch isolierenden Füllstoff enthaltender, bei Raumtemperatur flüssiger Siliconkautschuk, der während des Einbringens bei einer Temperatur von annähernd 20 C gehalten wird, in die Formausnehmung 22 in der Matrizcnplatje 62 eingebracht. Die Temperatur der Matrizenplatte wird dabei mittels der Heizvorrichtung 64 auf annähernd 180 °C gehalten. Der an Station B in die Formausnehmung 22 eingebrachte, die Matte 8 bildende Siliconkautschuk und der an Station A eingebrachte, die Kontaktknöpfe 4 bildende Siliconkautschuk vernetzen durch die Einwirkung der in der Formausnehmung 22 herrschenden Temperatur miteinander. Dabei kommt es zur Ausbildung einer unlösbaren Verbindung zwischen den Kontaktknöpfen 4 und der Matte 8 in den aneinander grenzenden Bereichen innerhalb der Vertiefungen 6 in der Matte 8. In the second process stage, an unfilled or an electrically insulating filler containing silicone rubber which is liquid at room temperature and which is kept at a temperature of approximately 20 ° C. during insertion is introduced into the mold recess 22 in the die plate 62 at the station B by means of the feed device 24 . The temperature of the die plate is kept at approximately 180 ° C. by means of the heating device 64. The silicone rubber which is introduced into the mold recess 22 at station B and forms the mat 8 and the silicone rubber which is introduced at station A and forms the contact buttons 4 crosslink with one another by the action of the temperature prevailing in the mold recess 22. This leads to the formation of an inseparable connection between the contact buttons 4 and the mat 8 in the adjoining regions within the depressions 6 in the mat 8.
Danach wird die fertige Schaltmatte mittels der Auswerfvorrichtung 48 ausgestossen und der Kernplattenteil 12 in die Ausgangslage zurückgeschwenkt. The finished switching mat is then ejected by means of the ejection device 48 and the core plate part 12 is pivoted back into the starting position.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
S S
3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings
Claims (18)
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