对插入的部件的固定和注塑包封的制作方法

本发明涉及一种注塑成型工具和用于注塑包封部件的相应方法。

背景技术：

已知的是，利用能注塑成型的塑料、例如利用热塑性材料来包住例如金属成形件。为了能够按规定地执行注塑过程，设置型腔，在该型腔中通常布置定心销，借助定心销在工具的型腔之内根据与工具的壁的间距来保持成形件。以这种方式而可能的是：成形件在插入到型腔中之后几乎完全地以塑料来被注塑包封。但是定心销所啮合到的区域则保持没有塑料模塑料。

因为并不完全地以塑料来注塑包封该成形件，为了避免可能在成形件上出现的例如腐蚀现象等而需要：给例如由钢组成的或者在其上安置有螺钉和螺栓的总的成形件配备腐蚀保护涂层。这种常规的方法导致相对高的成本，因为相对于成形件的制造过程以及相对于成形件的注塑包封过程而言附加地，也还必须将防腐蚀覆层施加到该成形件上。

技术实现要素：

本发明的任务因此是，在使用构造上尽可能简单的装置的情况下实现全面地注塑包封部件、例如螺栓和螺钉，使得能够放弃附加的再加工步骤。

该任务通过独立权利要求的主题、根据所述特征由注塑成型工具和方法来解决。本发明的有利的扩展方案在从属权利要求、说明书和附图中说明。

根据本发明的注塑成型工具包括第一工具组件和第二工具组件。至少在关闭位置中，在这两个工具组件之间构成型腔。在打开位置中，该型腔可以至少部分地由第一工具组件构成并且至少部分地由第二工具组件构成，其中这些工具组件在关闭位置中互补成为型腔。

第二工具组件在型腔的范围内具有用于插入部件的区域。例如，其可以涉及凹处或容纳部，所述凹处或容纳部优选地适配于要插入的部件的外轮廓。该部件优选是螺栓或螺钉。该部件优选地并不完全地布置在该工具组件之内。

此外，该第一工具组件包括定位装置。该定位装置根据本发明被构造用于，至少在关闭位置中将该部件以力配合地固定的方式保持在第二工具组件中。这可以例如是必要的，以便防止该部件在注塑成型过程期间滑动。在此可以例如进行力配合的固定，其中定位装置借助于销或冲头例如将机械力施加到该部件上。然而该定位装置此外被构造用于，在将注塑成型材料引入到该型腔中期间，松开对该部件的固定，使得注塑成型材料到达部件和定位装置之间。这可以例如这样实现，其方式为，使该定位装置构造成可移动的，使得由此松开力配合的固定，其中定位装置从该部件移开并且将其释放。可以例如主动地对力配合的固定进行松开，其方式为，例如控制设备例如根据所限定的过程参数来相应地操控该定位装置，以便通过定位装置来松开对该部件的力配合的固定。然而也可以被动地对该固定进行松开，其方式为，例如一旦经限定的反作用力至少逐区域地作用到定位装置上，就使定位装置松开固定。例如可以在此情况下通过限定的预应力来产生固定，其中，如果例如通过注塑成型材料产生的反作用力大于通过限定的预应力所产生的力，则松开该固定。

通过根据本发明的注塑成型工具而可能的是，利用注塑成型材料来对部件注塑包封，其中在经注塑包封区域内的部件并没有如下空白部位，在该空白部位没有注塑成型材料覆盖该部件。以这种方式而并不需要对注塑包封区域内的部件的其他的再加工步骤。

优选地，该定位装置包括弹簧单元和销单元并且由壳体至少部分包围。该壳体优选地在面向型腔的一侧上具有开口，其中通过该开口使销单元至少区段式地伸入到型腔中。该销单元优选利用伸入到型腔中的末端而与该部件进行接触，以便将该部件力配合地固定。

该销单元优选包括梯形末端，其中只要是该末端并不具有尖端就也能够设想其他每种形状。在尖的末端情况下，可能存在如下危险：该末端遭受非常高的磨损并且相应地具有更短的使用寿命。此外以尖的末端而更难构建均匀分布的压力。然而，该末端的梯形被优选，因为销单元因此朝末端变细，而并不构成尖端。

优选地，该销单元以线性可移动的方式来安装并且可以尤其是由于弹簧单元的张紧和放松而是可移动的。特别优选地，销单元的线性可移动性在此这样实现，使得该销单元至少按比例分配地移动到该型腔中并且至少按比例分配地从该型腔移动出来。

优选地，该定位装置力配合地固定该部件，其方式为，该弹簧单元的弹簧力至少在关闭位置中将该销单元挤压在该部件上。以这种方式而可能的是，该部件以过程安全的方式被保持在第二工具组件中，而并不必主动地操控该定位装置，以便在引入注塑成型材料期间确保以经限定的方式松开该销单元。可以在这种情况下例如通过注塑成型材料的内压力来对该销单元从部件的松开进行调整。

该弹簧单元优选具有从20至80n的、尤其是40至60n的弹簧力，特别优选地具有50至55n的弹簧力。

该部件优选地包括杆部和头部。该杆部在此特别优选地伸入到该第二工具组件中，其中该头部优选地被布置在第二工具组件之外、尤其是型腔中。该第二工具组件可以具有容纳部，部件的杆部能够引入到该容纳部中。该容纳部可以在此依照杆部的外轮廓来构造。这可以例如是必要的，以便防止注塑成型材料进入到容纳部中。此外，可以将该头部平放在第二工具组件上。由此可以附加地确保，在引入注塑成型材料时，该容纳部并不留有注塑成型材料。特别优选地，在关闭这些工具组件时，定位装置施加压力到部件上并且密封在头部和第二工具组件之间的接触面。

优选地，为了确定在型腔之内注塑成型材料的内压力而在这些工具组件上布置传感器装置。这些传感器装置可以与控制单元连接，该控制单元与所测量的内压力相应地来控制该注塑成型材料的输送。一旦所确定的内压力意味着该型腔以材料而最大程度地被填充，就调整要引入的注塑成型材料的压力、所谓的保压。该保压优选地产生如下力，该力高于由定位装置、尤其是弹簧单元所施加到该部件上的力、尤其是弹簧力。该保压可以由此被利用，以便将该部件从定位装置的力配合的固定中松开。

内压力就此而论可以理解为作用到型腔上的单位面积的力。通过引入注塑成型材料到型腔中，注塑成型材料可以将压力施加到该型腔上，这可能导致内压力的增加。

还优选的是，第二工具组件包括磁铁，该磁铁在部件插入到型腔之后将该部件预固定，从而在关闭工具组件时通过该保持元件使得该部件已经处于大致正确的位置。该部件在此情况下优选地是至少部分铁磁的。

除了该注塑成型工具之外，本发明也包括用于在根据本发明的注塑成型工具中对部件注塑包封的方法，该方法至少包括以下步骤：

在型腔的区域内将部件插入到第二工具组件中，至少在关闭位置中在第一工具组件和第二工具组件之间构成该型腔；

关闭这两个工具组件；

借助被布置在第一工具组件中的定位装置来力配合地固定该部件；

将注塑成型材料引入到型腔中；

在引入注塑成型材料期间使定位装置从部件松开，从而使注塑成型材料到达定位装置和部件之间；和

打开工具组件并且取出该经注塑包封的部件。

优选地，在引入注塑成型材料期间或之后借助传感器装置来确定内压力并且与所测量的数据相应地分配该注塑成型材料的剂量。

优选地，在所述松开的步骤期间，定位装置借助销单元借助弹簧单元的弹簧力将部件以力配合地固定的方式保持在第二工具组件中。该注塑成型材料在此优选地到达部件和销单元之间。这例如通过对销单元的相应赋形而得以确保。例如，该销单元可以在末端处具有梯形形状，利用该末端来预固定该部件。在部件和定位装置之间的力配合的固定可以在此借助注塑成型材料的内压力来被松开。

此外有利的是，将该部件预固定在第二工具组件中。在此，优选地在插入该部件之后并且在这两个工具组件关闭之前进行所述预固定。所述预固定优选地由此进行，其方式为，借助处在第二工具组件中的磁铁来保持尤其是至少部分地铁磁的部件。

通过这种装置和相应的方法可以在没有附加的过程步骤情况下实现封住空白点，其中这些空白点在定位和接下来注塑包封插入件的情况下形成。

附图说明

接下来，参考所附图来阐述本发明的有利的实施例。其中：

图1示出在关闭状态下具有插入的部件的根据本发明的注塑成型工具的横截面；

图2示出穿过根据本发明的注塑成型工具的第一工具半部的横截面；

图3a示出部分注塑包封的部件的俯视图；和

图3b示出全面地注塑包封的部件的俯视图。

这些图仅仅是示意图并且仅用于阐述本发明。相同的或相同作用的元件通常配备有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出具有插入的部件5的根据本发明的注塑成型工具1的横截面，其中该注塑成型工具1处于关闭位置中。该部件5优选地是由钢或铝或类似材料组成的金属的铁磁件。该部件5部分插入到该注塑成型工具1的型腔4中。该注塑成型工具1由两个工具组件2、3组成。

通过被布置在第二工具组件3中的磁铁6，该部件5被预固定并且因此也在注塑成型工具1的未示出的已打开的状态中被保持在位置上，其中该部件5在当前实施例中是螺钉。该部件5可以也由非磁性的材料制成。如果这应是该情况，则设置另外的固定机构。该部件5包括伸入到该第二工具组件3中的杆部15和从该第二工具组件3伸出的头部12，其中该头部被布置在型腔4之内并且在第二工具组件3上平放在该工具表面16上。

第一工具半部2的邻接于型腔4的面与部件5的轮廓相适配、尤其是在要注塑包封的头部12的区域内与部件5的轮廓相适配。这意味着，在头部12的区域内，第一工具半部具有凹处12，该凹处的尺寸这样确定，使得能够在该型腔4中围绕头部12来喷射要引入的注塑成型材料14。优选地，壁厚在1.5至2.5mm的范围内。

在第一工具半部2的凹处17中设置开口18，定位装置8的末端13通过该开口而伸出。该定位装置8包括销单元10，该销单元与弹簧单元9连接。在关闭注塑成型工具1时，该销单元10将部件5挤压到位置并且因此力配合地进行固定。通过借助定位装置8来固定部件5，该头部12被挤压在工具表面16上并且在注塑成型材料的引入14时可以因此没有材料在杆部15和第二工具组件3之间渗入。该销单元10的移动自由性y至少为部件5的要补偿的容差和所需的壁厚，也即其在0.5至2.5mm的范围内。

注塑成型材料的引入14借助箭头19来表示。但是该引入14并非与一侧有关，也即也可以从对置侧进行或者从两侧同时进行。在注塑成型材料的引入14过程中，以材料来完全地填充该型腔4。

借助传感器装置(未示出)，测量在型腔4中的注塑成型材料的内部压力。一旦该内部压力大于弹簧单元9的弹簧力，则借助注塑成型材料的保压来在箭头方向20上挤压该销单元10并且使该弹簧单元9没入。由此，该注塑成型材料完全地到达销单元10和部件5之间，从而以注塑成型材料来完全地覆盖该头部12的表面。因为已经完全地以注塑成型材料来填充该型腔4，该部件5不再能被移动并且保持其位置。

图2示出在如下位置的定位装置8，在该位置，定位装置8还并不与部件5接触。销单元10的末端13具有中央的凸起。通过该凸起可以构建到该部件5上的力。然而该末端也可以构造得平面或者以另一非尖形的方式构造。

图3a示出并不根据本发明的实施方式，其中在注塑包封之后留下裸露部位并且该头部12也在注塑包封之后还是可见的。相反，图3b则示出完全的注塑包封，其中该部件5的材料在头部12的区域内被注塑成型材料所覆盖。

附图标记列表

1注塑成型工具

2第一工具组件

3第二工具组件

4型腔

5部件

6磁铁

8定位装置

9弹簧单元

10销单元

11壳体

12头部

13销单元的末端

14注塑成型材料的引入

15杆部

16工具表面

17凹处

18开口

19移动方向