DE112005003548T5

DE112005003548T5 - Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit eingebettetem Element

Info

Publication number: DE112005003548T5
Application number: DE112005003548T
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Itabashi; Yoshihiro Jizo; Akihiro Fujita; Keizou Nagoya Yoshikawa; Tsuyoshi Nagoya Fijimoto; Hiromori Nagoya Ishihara; Nobuhiko Nagoya Mizuno; Futoshi Ichihara Yonekawa; Tomomi Ichihara Hasegawa
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2008-02-07
Also published as: CN101124075A; WO2006114903A1; US20090115106A1; CN101124075B; JP2006297832A; JP4429962B2; US8038921B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
einen ersten Schritt, in dem ein Formwerkzeug (1), das mit einem Anguß zum Durchpressen eines thermoplastischen Harzes ausgebildet ist und eine Vielzahl von Stiften (3) hat, die sich von der Außen- zur Innenseite des Formwerkzeugs erstrecken und nach außen zurückziehbar sind, auf eine gegebene Temperatur erwärmt wird;
einen zweiten Schritt, in dem ein einzubettendes Element (2), das in dem thermoplastischen Harz eingebettet wird, einschließlich einer Oberteilseite davon mit den Stiften (3) so abgestützt wird, daß das einzubettende Element in einer gegebenen Position innerhalb des Formwerkzeugs (1) gehalten wird;
einen dritten Schritt, in dem das thermoplastische Harz (6) aus dem Anguß zuerst an einer Unterteilseite des einzubettenden Elements (2) in das Formwerkzeug (1) eingepreßt wird, um dadurch das einzubettende Element mit dem thermoplastischen Harz an den Stift an einer Oberteilseite des Formwerkzeugs...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element, wobei ein einzubettendes Element in einem thermoplastischen Harz angeordnet ist.
Stand der Technik
Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element wird eine gewickelte Spule, die ein einzubettendes Element ist, in einem Formwerkzeug positioniert, und die Spule wird abgestützt durch Ausfüllen des Zwischenraums zwischen der inneren Oberfläche des Formwerkzeugs und der Spule mit einer verstärkenden Matte. Außerdem wird eine Reaktionslösung zur Durchführung des Reaktionsgießspritzens zugeführt, und das Element wird einer Polymerisationsreaktion innerhalb des Formwerkzeugs unterzogen (siehe z. B. Patentdokument 1).

Patentdokument 1: JP-A-10-315267 (Seite 3, 2)

Offenbarung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Aufgabe
Bei dem bekannten Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element wird die Spule, die das einzubettende Element ist, von der im Inneren des Formwerkzeugs befindlichen Verstärkungsmatte abgestützt, und daher ergibt sich das Problem, daß das Anordnen der Verstärkungsmatte aufwendig ist.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben angegebene Problem zu lösen, und die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element, wobei ein einzubettendes Element auf einfache Weise abgestützt werden kann.
Mittel zur Lösung des Problems
Ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: in einem ersten Schritt wird ein Formwerkzeug, das mit einem Anguß zum Einpressen eines thermoplastischen Harzes ausgebildet ist und in dem eine Vielzahl von Stiften, die sich von der Außenseite zur Innenseite des Formwerkzeugs erstrecken, nach außen zurückziehbar sind, auf eine gegebene Temperatur erwärmt; in einem zweiten Schritt wird ein einzubettendes Element einschließlich einer Oberteilseite davon mit den Stiften so abgestützt, daß das einzubettende Element an einer gegebenen Position innerhalb des Formwerkzeugs gehalten wird; in einem dritten Schritt wird das thermoplastische Harz aus dem Anguß zuerst an einer Unterteilseite des einzubettenden Elements in das Formwerkzeug eingepreßt, so daß das einzubettende Element von dem thermoplastischen Harz an den Stift an der Oberteilseite des Formwerkzeugs gepreßt wird; in einem vierten Schritt wird das thermoplastische Harz in den restlichen Teil innerhalb des Formwerkzeugs eingepreßt; und in einem fünften Schritt werden die Stifte ausgehend von einer Unterteilseite des Formwerkzeugs nacheinander zurückgezogen, bevor das thermoplastische Harz auf eine Temperatur abkühlt, bei der es erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß ein einzubettendes Element mit Stiften an einer gegebenen Position in einem Formwerkzeug gehalten wird, daß ein thermoplastisches Harz zuerst von der Unterteilseite des einzubettenden Elements in das Formwerkzeug gepreßt wird, um so das einzubettende Element gegen den Stift an der Oberteilseite des Formwerkzeugs zu pressen, und daß die Stifte ausgehend von der Unterteilseite des Formwerkzeugs nacheinander zurückgezogen werden, bevor das thermoplastische Harz auf eine Temperatur abkühlt, bei der es erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert; dadurch kann die Abstützung des einzubettenden Elements auf einfache Weise durchgeführt werden.
Beste Art der Durchführung der Erfindung
Ausführungsform 1
1 ist eine Draufsicht auf ein Formteil mit einem eingebetteten Element, das gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung hergestellt ist; 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1; 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 1; 4 zeigt den inneren Zustand eines Formwerkzeugs an einem Teil, das dem Schnitt entlang der Linie II-II in 1 entspricht; und 5 zeigt den inneren Zustand des Formwerkzeugs an einem Teil, das dem Schnitt entlang der Linie III-III in 1 entspricht.
Nach den 1 bis 5 ist ein einzubettendes Element 2, das aus einem gewickelten Element bzw. einer Spule gebildet ist, in dem Hohlraum 1c eines Formwerkzeugs 1 angeordnet, das aus teilbaren Formwerkzeughälften 1a und 1b besteht. Wie 4 zeigt, ist der untere Teil des Formwerkzeugs 1 mit einem Anguß 1d ausgebildet, durch den ein thermoplastisches Harz injiziert bzw. eingepreßt werden kann. Eine Vielzahl von Stiften 3, die sich von der Außenseite zur Innenseite des Formwerkzeugs 1 erstrecken, sind zurückziehbar an einer oberen und unteren sowie rechten und linken Seite einschließlich des oberen Teils des Formwerkzeugs positioniert. Das einzubettende Element 2 ist von den Stiften 3 einschließlich des an dem oberen Teil des Formwerkzeugs 1 befindlichen Stifts abgestützt, und zwar durch aus Isolierteilen gebildete Schutzelemente 4, so daß die Stifte in dem Hohlraum 1c des Formwerkzeugs 1 an einer gegebenen Position gehalten werden. Die einzelnen das einzubettende Element 2 abstützenden Stifte 3 sind durch nicht gezeigte Festlegemittel fixiert.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element beschrieben. Dabei wird auf die 1 bis 5 Bezug genommen. In einem ersten Schritt wird ein Formwerkzeug 1 auf eine gegebene Temperatur erwärmt, und ein einzubettendes Element 2 wird in einem Hohlraum 1c angeordnet. Dann wird in einem zweiten Schritt das einzubettende Element 2 einschließlich der Oberteilseite davon mit oberen und unteren und rechten und linken Stiften so abgestützt, daß das einzubettende Element 2 in einer gegebenen Position innerhalb des Hohlraums 1c gehalten wird. Anschließend wird in einem dritten Schritt ein thermoplastisches Harz mit einer gegebenen Temperatur durch einen an der Unterteilseite des einzubettenden Elements 2 befindlichen Anguß unter einem gegebenen Einspritzdruck in den Hohlraum 1c des Formwerkzeugs 1 eingepreßt. Dabei wird das einzubettende Element 2 von dem vorher in die Unterteilseite des Hohlraums 1c des Formwerkzeugs 1 gepreßten thermoplastischen Harz an den an der Oberteilseite des Formwerkzeugs 1 befindlichen Stift 3 gepreßt. Anschließend wird in einem vierten Schritt das thermoplastische Harz in den verbleibenden Teil des Hohlraums 1C des Formwerkzeugs 1 gepreßt. In einem fünften Schritt werden dann die Stifte ausgehend von dem Stift 3 an der Unterteilseite des Formwerkzeugs 1 nacheinander zurückgezogen, bevor das in den Hohlraum 1c gepreßte thermoplastische Harz auf eine Temperatur abkühlt, bei der es erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert. In diesem Fall wird mit dem Zurückziehen der Stifte 3 in dem fünften Schritt manchmal bereits während des vierten Schritts begonnen, und zwar in Abhängigkeit von der Einpreßmenge und -rate usw. des thermoplastischen Harzes.
Nach Ablauf einer anschließenden gegebenen Abkühlungsperiode und Entnahme aus dem Formwerkzeug 1 resultiert ein Formteil mit dem eingebetteten Element 5, wie in 1 gezeigt ist. Das so hergestellte Formteil mit dem eingebetteten Element 5 ist derart, daß dann, wenn das einzubettende Element eine Spule entsprechend den 2 und 3 ist, der Außenumfang des spulenförmigen Elements bis zu einer gegebenen Dicke mit dem thermoplastischen Harz 6 bedeckt ist. Außerdem wird nach dem Zurückziehen der Stifte 3 ein Isolierelement wie etwa Silikongummi (nicht gezeigt) eingepreßt, wodurch eine weitere Verbesserung einer isolierenden Eigenschaft erzielt werden kann.
Wie oben beschrieben wird, wird das thermoplastische Harz 6 von der Unterteilseite des einzubettenden Elements 2 so in das Formwerkzeug 1 gepreßt, daß das einzubettende Element 2 gegen den Stift 3 gedrückt wird, der an der Oberteilseite des Formwerkzeugs 1 angeordnet ist, und die Stifte werden, beginnend mit dem Stift 3 an der Unterteilseite der Form 1, nacheinander zurückgezogen, bevor das thermoplastische Harz 6 auf eine Temperatur abgekühlt ist, bei der es erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert, so daß die Abstützung des einzubettenden Elements 2 ohne weiteres erfolgen kann. In diesem Fall wird das einzubettende Element 2 von dem thermoplastischen Harz 6, das unter dem gegebenen Druck in die Unterteilseite des einzubettenden Elements 2 gepreßt wird, nach oben gedrückt, so daß selbst dann, wenn die Stifte 3 vor dem Festwerden des thermoplastischen Harzes zurückgezogen werden, verhindert werden kann, daß sich das einzubettende Element 2 in einer Gravitationsrichtung bewegt.
Bei der Ausführungsform 1 wird zwar als das einzubettende Element 2 eine Spule beschrieben, ein gleichartiger Vorteil kann aber auch im Fall eines von der Spule verschiedenen elektrischen Bauteils oder irgendeiner anderen Einrichtung erwartet werden.
Bei der Ausführungsform 1 brauchen ferner die Schutzelemente 4 nicht angeordnet zu sein, wenn kein Risiko besteht, daß die Stifte 3 das einzubettende Element 2 beschädigen, oder wenn gewisse Beschädigungen für das Produkt unproblematisch sind.
Ausführungsform 2
In Verbindung mit der Ausführungsform 1 wurde gesagt, daß das thermoplastische Harz aus dem Anguß 1d in das Formwerkzeug 1 zuerst an der Unterteilseite des einzubettenden Elements eingepreßt wird, um dadurch das einzubettende Element 2 mittels des thermoplastischen Harzes 6 an den Stift 3 zu drücken, der an der Oberteilseite des Formwerkzeugs 1 angeordnet ist, und daß die Stifte ausgehend von dem Stift 3 an der Unterteilseite des Formwerkzeugs 1 nacheinander zurückgezogen werden, bevor das thermoplastische Harz 6 auf eine Temperatur abkühlt, bei der es erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert. Die Ausführungsform 2 kann auch so konfiguriert sein, daß gemäß der Schnittansicht von wesentlichen Bereichen in 6 die Temperaturen des thermoplastischen Harzes 6 in den Umgebungen der Stifte 3 von Temperatursensoren 7 wie etwa Thermoelementen detektiert werden, die sich in den Umgebungsbereichen der Einzelstifte 3 innerhalb des Formwerkzeugs 1 befinden. Dabei wird das thermoplastische Harz 6 in einem Zustand eingepreßt, in dem das einzubettende Element 2 innerhalb des Formwerkzeugs 1 mit den Stiften 3 gehalten wird, wie die 4 und 5 zeigen, die Temperaturen des thermoplastischen Harzes 6 in den Umgebungsbereichen der Einzelstifte 3 werden von den Temperatursensoren 7 detektiert, die sich in der jeweiligen Umgebung der Einzelstifte 3 befinden, und die Stifte 3 werden nacheinander zurückgezogen und zwar ausgehend von dem Stift 3 im Bereich des Temperatursensors 7, der einen Wert nahe der Temperatur detektiert hat, bei der das thermoplastische Harz 6 erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert; dadurch können die Stifte 3 zu günstigen Zeitpunkten in Übereinstimmung mit dem Absinken der Temperatur des thermoplastischen Harzes 6 zurückgezogen werden.
Ein ähnlicher Vorteil kann ferner dann erwartet werden, wenn als weiteres Beispiel die Temperaturen des thermoplastischen Harzes 6 in den Umgebungsbereichen der Einzelstifte 3 dadurch detektiert werden, daß Temperatursensoren 8 wie etwa Thermoelemente an den Stiften 3 positioniert sind, wie in der Schnittansicht wesentlicher Bereiche gemäß 7 zu sehen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf ein Formteil mit einem eingebetteten Element, das gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung hergestellt ist;
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1;
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 1;
4 zeigt den inneren Zustand eines Formwerkzeugs an einem Teil, das dem Schnitt entlang der Linie II-II in 1 entspricht;
5 zeigt den inneren Zustand des Formwerkzeugs an einem Teil, das dem Schnitt entlang der Linie III-III in 1 entspricht;
6 ist eine Schnittansicht von wesentlichen Bereichen und zeigt ein Beispiel von Temperaturdetektiereinrichtungen für ein thermoplastisches Harz in der Ausführungsform 2 der Erfindung; und
7 ist eine Schnittansicht von wesentlichen Bereichen und zeigt ein anderes Beispiel der Temperaturdetektiereinrichtungen für das thermoplastische Harz in Ausführungsform 2.
ZUSAMMENFASSUNG
Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: einen ersten Schritt, in dem ein Formwerkzeug (1), das von der Außenseite zur Innenseite des Formwerkzeugs sich erstreckende Stifte (3) hat, die nach außen zurückgezogen werden können, auf eine gegebene Temperatur erwärmt wird; einen zweiten Schritt, in dem ein einzubettendes Element (2) in einer gegebenen Position in dem Formwerkzeug gehalten ist, indem das Element einschließlich eines Oberteils davon mit den Stiften (3) gehalten wird; einen dritten Schritt, in dem ein thermoplastisches Harz durch einen Anguß (1d) zuerst in denjenigen Teil des Hohlraums des Formwerkzeugs (1) gepreßt wird, der sich unter dem einzubettenden Element befindet, um dadurch zu bewirken, daß das thermoplastische Harz das Element an den in einem oberen Teil des Formwerkzeugs befindlichen Stift (3) anpreßt; einen vierten Schritt, in dem das thermoplastische Harz in den restlichen Teil des Hohlraums des Formwerkzeugs (1) gepreßt wird; und einen fünften Schritt, in dem die Stifte (3) beginnend an der Unterteilseite des Formwerkzeugs nacheinander zurückgezogen werden, bevor das Formwerkzeug auf eine Temperatur abgekühlt ist, bei der das thermoplastische Harz erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert.

1: Formwerkzeug
1d: Anguß
2: einzubettendes Element
3: Stift
4: Schutzelement
5: Formteil mit eingebettetem Element
6: thermoplastisches Harz
7, 8: Temperatursensoren

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: einen ersten Schritt, in dem ein Formwerkzeug (1), das mit einem Anguß zum Durchpressen eines thermoplastischen Harzes ausgebildet ist und eine Vielzahl von Stiften (3) hat, die sich von der Außen- zur Innenseite des Formwerkzeugs erstrecken und nach außen zurückziehbar sind, auf eine gegebene Temperatur erwärmt wird; einen zweiten Schritt, in dem ein einzubettendes Element (2), das in dem thermoplastischen Harz eingebettet wird, einschließlich einer Oberteilseite davon mit den Stiften (3) so abgestützt wird, daß das einzubettende Element in einer gegebenen Position innerhalb des Formwerkzeugs (1) gehalten wird; einen dritten Schritt, in dem das thermoplastische Harz (6) aus dem Anguß zuerst an einer Unterteilseite des einzubettenden Elements (2) in das Formwerkzeug (1) eingepreßt wird, um dadurch das einzubettende Element mit dem thermoplastischen Harz an den Stift an einer Oberteilseite des Formwerkzeugs zu pressen; einen vierten Schritt, in dem das thermoplastische Harz in den verbleibenden Teil innerhalb des Formwerkzeugs (1) eingepreßt wird; und einen fünften Schritt, in dem die Stifte (3) ausgehend von einer Unterteilseite des Formwerkzeugs nacheinander zurückgezogen werden, bevor das thermoplastische Harz auf eine Temperatur abgekühlt ist, bei der es erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert.
Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: einen ersten Schritt, in dem ein Formwerkzeug (1), das mit einem Anguß zum Durchpressen eines thermoplastischen Harzes ausgebildet ist und eine Vielzahl von Stiften (3) hat, die sich von der Außen- zur Innenseite des Formwerkzeugs erstrecken und nach außen zurückziehbar sind, auf eine gegebene Temperatur erwärmt wird; einen zweiten Schritt, in dem ein einzubettendes Element (2), das in dem thermoplastischen Harz eingebettet wird, einschließlich einer Oberteilseite davon mit den Stiften (3) so abgestützt wird, daß das einzubettende Element in einer gegebenen Position innerhalb des Formwerkzeugs (1) gehalten wird; einen dritten Schritt, in dem das thermoplastische Harz (6) aus dem Anguß zuerst an einer Unterteilseite des einzubettenden Elements (2) in das Formwerkzeug (1) eingepreßt wird, um dadurch das einzubettende Element mit dem thermoplastischen Harz an den Stift an einer Oberteilseite des Formwerkzeugs zu pressen; und einen vierten Schritt, in dem die Temperaturen des thermoplastischen Harzes in Umgebungsbereichen der Einzelstifte (3) mit Temperatursensoren (7, 8) detektiert werden und dann die Stifte ausgehend von dem Stift (3) im Umgebungsbereich des Temperatursensors (7, 8), der einen Wert nahe einer Temperatur detektiert hat, bei der das thermoplastische Harz erstarrt und seine Fließfähigkeit verliert, nacheinander zurückgezogen werden.
Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus Isolierteilen bestehende Schutzelemente (4) zwischen dem einzubettenden Element (2) und den Stiften (3) positioniert werden.
Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einem eingebetteten Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus Isolierteilen bestehende Schutzelemente (4) zwischen dem einzubettenden Element (2) und den Stiften (3) positioniert werden.