DE2454927A1

DE2454927A1 - Apts. for moulding plastic material - having two component female die, male die, filling boring and calibration boring

Info

Publication number: DE2454927A1
Application number: DE19742454927
Authority: DE
Inventors: Edmund Dipl Phys Breitfelder; Franz Guschall; Theodor Hoer
Original assignee: Draloric Electronic GmbH
Current assignee: Draloric Electronic GmbH
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1974-11-20
Publication date: 1976-05-26

Abstract

Appts. for producing moulded plastic articles esp. encapsulated electronic devices, has a two component female die and a male die for pressing a plastic granulate, the granulate being heated to the m.pt. during the pressing operation. The upper component of the female die has a filling boring in which the male die can be moved translatorily, and a filling shoe effects a reciprocating and sliding movement on the upper component, the matl. calibration boring of this shoe having a volume corresp. to the inner cavity of the mould. Formation of waste matl. is minimised, as the matl. supplied to the mould is measured very accurately. This is esp. important in moulding of thermosetting resins, as these cannot be re-used. Conversion of granular matl. into tablets is unnecessary, as the granular matl. can be used directly.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM HERSTELLEN EINES KUNSTSTOF-ORMKÖRPERS Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststofformkörpers, bestehend aus einer zweiteiligen Preßmatrize und Stempeln, welche ein Kunststoffgranulat in der Preßform zusammendrücken, wobei während des Druckvorganges eine in die Vorrichtung eingebaute Heizung das Granulat zum Schmelzen bringt. METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING A PLASTIC ORM BODY The invention relates to a method and a device for producing a plastic molded body, consisting of a two-part press die and punches, which are made of plastic granules compress in the mold, one in the device during the printing process built-in heating brings the granules to melt.

Derartige Verfahren und die dafür erforderlichen Vorrichtungen sind als Spritzguß-, oder Spritzpreß- bzw. Extrusionsverfahren bekannt, wobei als Kunststoffe im Extrusions-und Spritzgußverfahren Thermoplaste und in Spritzguß-, Spritzpreß-, Heißpreß- und anderen Preßverfahren Duroplaste verwendet werden, die im plastischen Zustand, als Granulat, oder in Tablettenform verarbeitet werden.Such methods and the devices required for them are known as injection molding or transfer molding or extrusion processes, with as plastics in extrusion and injection molding processes thermoplastics and in injection molding, transfer molding, Hot pressing and other pressing processes thermosets are used, which are in the plastic In the form of granules or tablets.

Die thermoplastischen Kunststoffe haben jedoch den Nachteil, daß sie für Anwendungen bei höheren Temperaturen nicht geeignet sind, so daß beispielsweise elektrische Widerstände, 0 welche Betriebstemperaturen bis ca. 400 C und darüber aushalten müssen, mit Thermoplasten nicht zu umkleiden sind.However, the thermoplastics have the disadvantage that they are not suitable for applications at higher temperatures, so that for example electrical resistances, 0 which operating temperatures up to approx. 400 C and above have to endure, cannot be clad with thermoplastics.

Diesen Nachteil niedriger maximaler Betriebstemperatur besiten zwar die Duroplaste im allgemeinen nicht, sie erfordern jedoch größtenteils vorbereitende Aufbereitungsarbeiten, wie das Tablettieren, um sie der gewünschten herzustellenden Form entsprechend zu dosieren. Wird der Kunststoff bereits vor dem Schließen des Preßwerkzeuges in die Preßform gegeben und anschließend verpreßt, dann ist die Fixierung des zu umhüllenden zentralen Körpers, beispielsweise eines elektronischen Bauelementes kaum oder überhaupt nicht möglich, so daß dieses Verfahren beispielsweise zum Umhüllen elektrischer Widerstände, die mit Anschlußelementen versehen sind, nicht anwendbar ist.It is true that they have this disadvantage of a low maximum operating temperature thermosets generally do not, but for the most part they require preparatory work Preparation work, such as tabletting, to make it the desired one to be produced To dose form accordingly. If the plastic is already closed before the Pressing tool placed in the mold and then pressed, then the fixation of the central body to be enveloped, for example an electronic component Hardly or not at all possible, so this method is used, for example, for wrapping electrical resistances which are provided with connection elements cannot be used is.

Ein weiterer und sehr erheblicher Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung eines Kunststofformkörpers besteht insbesondere bei Verwendung von Duroplasten in den meist langen Anspritzkanälen, die nach der Formgebung vom Formkörper abgetrennt werden und als nicht mehr dem Verfahren zuführbarer Abfall die Materialkosten derartiger Formlinge negativ beeinflussen.Another and very significant disadvantage of the known methods for the production of a plastic molded body consists in particular when using Duroplasts in the mostly long injection channels, which after the molding of the molded body are separated and, as waste that can no longer be fed into the process, the material costs such moldings negatively affect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Nachteile der Thermoplaste bzw. der Duroplaste und deren Verarbeitungsmethoden zu vereinfachen und ein umweltfreundliches, weil mit minimalem oder überhaupt ohne Abfall an Duroplast arbeitendes Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststofformkörpern bzw. von Umhüllungen für zentrale Körper, wie beispielsweise elektronische.Bauelemente, anzugeben.The invention is based on these known disadvantages to simplify thermoplastics or thermosets and their processing methods and an environmentally friendly one because there is minimal or no waste of thermoset Working method and a device for the production of plastic moldings or of sheaths for central bodies, such as electronic components, to specify.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Preßmatrizen-Obertl eine Füllbohrung ist, in welcher ein Preßstempel translatorisch bewegt werden kann, und ein Füilschuh auf dem Preßmatrizen-Oberteil eine hin- und hergehende gleitende Bewegung vollführt. Um die gewünschte Oberflächenform des Kunststoffkörpers ohne nachträgliche Bearbeitungsschritte zu erhalten, schließt der Boden des 'Preßstempels im unteren Totpunkt seiner Translationsbewegung die Preßform bündig ab.This object is achieved according to the invention in that in the press die Obertl is a filling hole in which a ram can be moved translationally, and a filler shoe on the die top, a reciprocating sliding one Movement. To get the desired surface shape of the plastic body without To receive subsequent processing steps, closes the bottom of the 'ram in the bottom dead center of its translational movement, the mold is flush.

Das Dosierbohrungsvolumen des Füllschuhs ist größer als das Volumen der Preßform, damit das in der Dosierbohrung geschüttet vorliegende Kunststoffgranulat die Preßform im geschmolzenen Zustand allseitig vollständig und dicht ausfüllt.The metering bore volume of the filling shoe is larger than the volume the mold so that the plastic granules poured into the metering bore fills the mold completely and tightly on all sides in the molten state.

Da die Schüttung des Kunststoffgranulates nicht immer gleichmäßig ist, da sie von der idealen. Kugelpackung mehr oder weniger abweichend schwankt, besitzt die Preßform mindestens einen Überlaufkanal, in dem das überschüssige Kunststoffmaterial Platz findet. Der Preßstempel und/oder der sich im Preßmatrizen-Unterteil befindliche Stempel dienen als'Auswerfer. Im Preßmatrizen-Unterteil kann ein weiterer Stempel vorhanden sein, der den sich evtl. im Überlaufkanal ansammelnden Kunststoffüberschuß mit auswirft. Die genaue Dosierung des Granulates wird durch einen Füllschuh erreicht, der senkrecht zur Achse des oberen Preßstempels über die Füllbohrung gleitet, wenn der Preßstempel sich in der oberen Totlage befindet. Der im Preßmatrizen-Unterteil befindliche Stempel dient als Halterung für einen zentralen Körper, welcher allseitig dicht mit Kunststoff umhüllt werden soll. Diese zentrale Körper kann ein elektronisches Bauelement seinj dessen Anschlußelemente aus der Preßform in Höhe der Trennkante zwischen Matrizenober- und -unterteil herausragen, da die Anschlußelemente nicht mitumhüllt und damit elektrisch isoliert werden dürfen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Trennkante zwischen Matrizenober- und -unterteil Ausnehmungen besitzt, die in ihrem Querschnitt genau dem Querschnitt der Anschlußelemente entsprechen und diese Ausnehmungen sich in Kanälen weiter fortsetzen, wobei diese Kanäle vorzugsweise einen größeren Querschnitt besitzen als die Ausnehmungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl als Einfach-, vorzugsweise jedoch als Mehrfachwerkzeug ausgebildet sein, wobei ein Füllschuh mehrere nebeneinander liegende Füllbohrüngen und Preßformen bedient und die folgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden: a) Einlegen eines elektronischen Bauelementes in die geöffnete Preßform, wobei der im Preßmatrizen-Unterteil befindliche Stempel soweit in den Raum der Preßform hineinragt, daß die Anschlußelemente des Bauelementes in Höhe der Trennkante aus der Preßform herausragen, b) Schließen des Preßmatrizen-Unterteiles mit dem Preßmatrizen-Oberteil derart, daß sich die gewünschte Preßform ergibt, c) Auffüllen der Dosierbohrung des Füllschuhs mit Kunststoffgranulat durch gleitendes Hin- und Herbewegen des Füllschuhs unter einem mit Granulat gefüllten Trichter, d) gleitendes Hinbewegen des Füllschuhs zur Füllbohrung, e) Hineinbewegen des Preßstempels in die Dosier- - und in die Füllbohrung bei gleichzeitiger Bewegung des als Halterung dienenden Unterstempels zurück bis zur Formoberfläche bei gleichzeitiger Erwärmung'des Granulates, so daß es den zentralen Körper vollständig und dicht umschließt, f) Auseinander-fahren der beiden Preßmatrizenteile, g) Verwendung des Ober- und des/der Unterstempel als Auswerfer für den Kunststoffkörper, h) Zurückbewegen der Stempel in ihre Ausgangsstellung.Because the bulk of the plastic granulate is not always uniform is as it is of the ideal. Spherical packing fluctuates more or less differently, the mold has at least one overflow channel in which the excess plastic material Takes place. The ram and / or the one located in the lower part of the press die Punches serve as an ejector. Another punch can be placed in the lower part of the press die the excess plastic that may collect in the overflow channel with throws. The exact dosage of the granulate is achieved by a filling shoe, which slides perpendicular to the axis of the upper ram over the filling hole, if the ram is in the upper dead position. The one in the lower part of the press die located The stamp serves as a holder for a central body, which should be encased tightly with plastic on all sides. This central body can be an electronic component j its connection elements from the mold protrude at the height of the separating edge between the upper and lower part of the die, as the Connection elements must not be encased and thus electrically isolated. this is achieved in that the separating edge between the upper and lower part of the die Has recesses which in their cross-section exactly match the cross-section of the connecting elements correspond and these recesses continue in channels, this Channels preferably have a larger cross section than the recesses. the The device according to the invention can be used both as a single tool, but preferably as a multiple tool be formed, with a filling shoe having a plurality of filling bores lying next to one another and molds are operated and the following process steps are carried out: a) Inserting an electronic component into the open mold, the the punch located in the lower part of the press die protrudes so far into the space of the press mold, that the connection elements of the component at the level of the separating edge from the mold protrude, b) closing the press die lower part with the press die upper part in such a way that the desired mold results, c) filling in the Dosing hole of the filling shoe with plastic granulate by sliding back and forth of the filling shoe under a funnel filled with granules, d) sliding towards it of the filling shoe to the filling hole, e) moving the ram into the dosing - And into the filling hole with simultaneous movement of the holder serving Lower punch back to the mold surface with simultaneous heating of the granulate, so that it completely and tightly encloses the central body, f) move apart of the two press die parts, g) use of the upper and lower punch (s) as Ejector for the plastic body, h) moving the punch back to its original position.

Der Füllschuh wird entweder nach dem gleitenden Hinbewegen zur Füllbohrung oder erst nach dem Zurückbewegen der Stempel in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt.The filling shoe becomes the filling hole either after sliding it towards it or only after moving the punch back into its starting position.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Materialabfälle minimal sind, da eine sehr genaue und unmittelbare Materialdosierung gewährleistet ist. Dabei werden gegenüber herkömmlichen Verfahren mindestens 50 % Material eingespart, welches bei herkömmlichen Verarbeitungsefah*en bei Duroplasten nicht mehr in den Verarbeitungsprozeß uÜLücgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, Ps vorbereitende Arbeiten, wie beispielsweise das Tablettieren des Granulates entfallen kann, daß vielmehr das Granulat in handelsüblicher Körnung verwendbar ist.The advantages achieved with the invention are in particular: that the material waste is minimal, since a very precise and immediate material metering is guaranteed. Compared to conventional methods, at least 50 % Material saved, which with conventional processing methods in the case of thermosets, it can no longer be used in the manufacturing process. Another advantage is Ps preparatory work, such as the pelletizing of the granules can be dispensed with, rather the granules in commercially available form Grit is usable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung und Fg. 2 eine Draufsicht auf den Preßmatrizen-Unterteil im geöffneten Zustand.The figures show: FIG. 1 a section through the device and FIG. 2 a Top view of the press die lower part in the open state.

Fig. l zeigt die aus zwei Teilen bestehende Preßmatrize. Im Preßmatrizen-Oberteil 1 befindet sich eine Füllbohrung 3, in welcher ein Preßstempel 5 translatorisch bewegt werden kann.Fig. 1 shows the press die consisting of two parts. In the upper part of the press die 1 there is a filling hole 3 in which a ram 5 translates can be moved.

Das Volumen der Dosierbohrung 20 ist dem Volumen der Preßform 7 angepaßt, was bedeuten soll, daß die Granulatschüttung im zusammengepreßten und geschmolzenen Zustand dem Volumen der Preßform abzüglich des zentralen Körpers 14 genau entspricht, bzw. minimal größer ist. Ein Füllschuh 4 vollführt auf dem Preßmatrizen-Oberteil 1 eine hin- und hergehende Bewegung und wird dabei genau dosiert mit Granulat 8 gefüllt. Durch gleitendes Hinbewegen des Füllschuhs 4 zur Füllbohrung 3 im Matrizenoberteil 1 wird die Dosierbohrung 20 mit der Füllbohrung 3 genau zur Deckung gebracht. Der Boden 9 des Preßstempels 5 drückt das Granulat in die Preßform 7 und schließt im unteren Totpunkt seiner Translationsbewegung die Preßform 7 bündig ab. Während der Abwärtsbewegung des Preßstempels 5 in die Füllbohrung 3 hinein wird der Unterstempel 6 aus der Preßform-7 herausbewegt, bis sein Boden 10 die Preßform 7 bündig abschließt. Die Preßform 7 besitzt mindestens einen Uberlaufkanal 11, in dem das überschüssige Kunststoffmaterial Platz findet. Dieser Überlaufkanal 11 kann mit mehreren Preßformen 7 eines Mehrfachwerkzeuges über schmale Kanäle 12 verbunden sein. Der im Preßmatrizen-Unterteil 2 angeordnete Unterstempel 5 übernimmt die Funktion eines Auswerfers und kann mit einem weiteren,-mit,dem Unterstempel 6 gleichgeschalteten Stempel 13 verbunden sein, welcher als Hilfsauswerfer für den Überlaufkanal 11 dient.The volume of the metering bore 20 is adapted to the volume of the mold 7, which is supposed to mean that the granulate bulk in the compressed and melted State corresponds exactly to the volume of the mold minus the central body 14, or is minimally larger. A filling shoe 4 performs on the upper part of the press die 1 a back and forth movement and is precisely dosed with granulate 8 filled. By sliding movement of the filling shoe 4 to the filling hole 3 in the upper die part 1, the metering bore 20 with the filling bore 3 is exactly to Covered. The bottom 9 of the ram 5 presses the granules into the mold 7 and closes the mold 7 flush at the bottom dead center of its translational movement away. During the downward movement of the ram 5 into the filling hole 3 is the lower punch 6 moved out of the mold 7 until its bottom 10 the mold 7 is flush. The mold 7 has at least one overflow channel 11 in which can accommodate the excess plastic material. This overflow channel 11 can connected to several molds 7 of a multiple tool via narrow channels 12 be. The lower punch 5 arranged in the press die lower part 2 takes over the function an ejector and can be synchronized with a further, -with, the lower punch 6 Be connected to punch 13, which serves as an auxiliary ejector for the overflow channel 11.

Auf dem Unterstempel-6 ruht ein elektronisches Bauelement 14 mit Anschlußdr-ähten 16, die aus der Preßform 7 in Höhe der Trennkante 17 zwischen Matrizen-Oberteil 1 und Matrizen-Unterteil 2 herausragen; Die Trennkante 17 besitzt Ausnehmungen 18, die in ihrem Querschnitt dem Querschnitt der Anschlußdrähte 16 genau entsprechen und die sich in Kanälen 19 fortsetzen.An electronic component 14 with connecting wires rests on the lower punch 6 16, from the die 7 at the level of the separating edge 17 between the upper part of the die 1 and die lower part 2 protrude; The separating edge 17 has recesses 18, which correspond exactly to the cross section of the connecting wires 16 in their cross section and which continue in channels 19.

Fig. 2 zeigt ein in der Preßform 7 zentral lokalisiertes elektronisches Bauelement 14, dessen Anschlüsse 16 aus der Preßform 7 über die Ausnehmungen 18 in Kanäle 19 hineinragen. Ein mehrere Preßformen 7 verbindender Überlaufkanal 11 im Preßmatrizen-Unterteil 2 ist über schmale Kanäle 12 mit den Preßformen 7 verbunden.Fig. 2 shows in the mold 7 centrally located electronic Component 14, the connections 16 of which come from the compression mold 7 via the recesses 18 protrude into channels 19. An overflow channel 11 connecting several compression molds 7 in the press die lower part 2 is connected to the press molds 7 via narrow channels 12.

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

Claims

PATENT CLAIMS: (1. Device for the production of a plastic molding, consisting of a two-part press die and stamps, which are plastic granules compress in the mold, one in the device during the printing process built-in heating brings the granulate to melt, which is no longer possible z e i c h n.e t that there is a filling hole in the upper part of the press die, in which a Press ram can be moved translationally, and a filling shoe on the press die upper part performs a back and forth sliding movement, the metering bore of which corresponds to the volume the mold is adapted.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bottom of the ram in the bottom dead center of its translational movement, the mold flush concludes.

3. Apparatus according to claim 1 to 2, characterized in that the volume of the metering hole is greater than the volume of the mold, so that the Plastic granulate poured into the metering bore melts the mold Condition completely and tightly filled on all sides.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized geke, .nzeich that the mold has at least one overflow channel in which the excess plastic material Takes place.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the ram and / or one preferably also located in the lower part of the press die The stamp serves as an ejector.

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that In the press die lower part, there is preferably another punch that the Any excess plastic that may collect in the overflow channel with au-swirft.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that-the The filling shoe slides over the filling hole perpendicular to the axis of the upper ram, when the ram is in the upper dead position.

8. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the punch located in the lower part of the press die as a holder for a central one Body is used, which is to be encased tightly on all sides with plastic '.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the central Body of an electronic component is its connection elements from the mold Rays out at the height of the separating edge between the upper and lower part of the die.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the separating edge has recesses between the upper and lower part of the die, which in their cross-section correspond exactly to the cross section of the connecting elements and these recesses continue in channels.

11. The device according to claim 10, characterized in that the Channels have a larger cross section than the recesses.

12. Apparatus according to Claims 1 to 11, characterized in that it is designed as a single or multiple tool.

13. Method for producing a plastic body in a device according to claims 1 to 11, characterized by the totality of the process steps aj Insertion of an electronic component into the 'open mold, the the punch located in the lower part of the press die protrudes so far into the space of the press mold, that the connection elements of the component at the level of the separating edge from the mold protrude, b) closing the press die lower part with the press die upper part in such a way that the desired mold results, c) filling in the Dosing hole of the filling shoe with plastic granulate by sliding back and forth of the filling shoe under a funnel filled with granules, d) sliding towards it of the filling shoe to the filling hole, e) moving the ram into the, dosing and into the filling hole with simultaneous movement of the lower punch serving as a holder back to the mold surface while heating the granulate so that it completely and tightly encloses the central body, f) moving the both press die parts, g) use of the upper and lower punch (s) as ejectors for the plastic body, h) moving the punch back into its starting position.

14. The method according to claim 13, characterized in that the filling shoe after process step d) or after process step h) into its starting position is moved back.

15. The method according to claim 13, characterized in that the plastic excess, which has collected in the overflow channel is removed from the plastic body.