DE19634843C1 - Spritzgieß-Montageverfahren und Spritzgießform - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgieß-Montagever­ fahren für ein elektromagnetisches Relais sowie eine Spritz­ gießform, die insbesondere bei diesem Verfahren einzusetzen ist.

Bei bisher bekannten Verfahren zum Spritzgießen von Relais wer­ den Standard-Spritzgießmaschinen mit Vielfachformen in den Fer­ tigungslinien eingesetzt. Hierbei sind es übliche Ver­ fahrensschritte, daß die Einzelteile des Relais auf Bändern um­ spritzt, aufgehaspelt oder direkt weitergeführt werden. Auch ist es bekannt, die Einzelteile des Relais mittels Vielfach­ handhabungsgeräten in vielfachformen einzusetzen, diese zu um­ spritzen und als Schüttgut weiter zu transportieren.

Stand der Technik ist es somit, Einzelteile des Relais (Spulen, Federn, Kerne, etc.) in Vielfachformen, auch in Verbindung mit Bändern, zu umspritzen.

Die Handhabung dieser Technik ist umständlich und die Fer­ tigungslinien sind mit diesem bekannten Verfahren beim Auftre­ ten von Änderungen nur schwierig zu verändern bzw. zu kor­ rigieren.

Aus DE 43 30 323 A1 ist es bekannt, zu umspritzende Formteile in der Form durch Arretierstifte, welche in Abhängigkeit vom Fülldruck zurückgezogen werden können, zu positionieren. Nach US 3 543 349 wird zur Herstellung von elektrotechnischen Bau­ teilen eine zweiteilige Form mit Kern und Positioniermitteln für die eingelegten Teile verwendet. Durch Einspritzen von Kunststoff werden die positionierten Teile anschließend mit­ einander verbunden.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spritzgieß-Montageverfahren zu schaffen, mit dem ein einfacher Musterbau und Fertigungshochlauf ermöglicht ist, und bei dem Änderungen an der Fertigungslinie einfach durchzuführen sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Spritzgieß-Montageverfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Spritzgieß-Montageverfahren für ein elek­ tromagnetisches Relais umfaßt die folgenden Schritte: Anordnen eines Gießformteils, das einen Formkern umfaßt, der Funktions­ teile des Relais beim Spritzvorgang lagegenau positioniert und damit die Freiräume für die später einzubauenden beweglichen Teile des Relais schafft; Einsetzen der Funktionsteile in das Gießformteil und den Formkern; Verschließen des Gießformteils mit einer Außenform; Einspritzen der Spritzgießmasse in die verschlossene Gießform; und Ausformen des Relais.

Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen des Spritzgieß-Montage­ verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 angeführt.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung nach Patentan­ spruch 13 eine Spritzgießform für insbesondere ein Spritzgieß-Mon­ tageverfahren nach Anspruch 1, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Gießformteil einen Formkern umfaßt, der Funktions­ teile des Relais bei einem Spritzvorgang lagegenau posi­ tioniert, wobei die Spritzgießform durch eine Außenform ver­ schließbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Spritzgießform sind in den Un­ teransprüchen 14 bis 19 angeführt.

Als Vorteile der Erfindung sind zu werten, daß auch Kleinserien einfach und schnell herzustellen sind, daß Änderungen an der Gießform, dem Formkern oder der Anzahl der hergestellten Gießteile ohne Veränderungen an dem Fertigungslinienbereich selbst durchgeführt werden können, daß keine Rüst- und Spann­ zeiten auftreten, daß komplizierte Vielfachwerkzeuge und -for­ men nicht mehr eingesetzt werden müssen, und daß durch die positionsgenaue Anordnung der Funktionsteile die Herstellungs­ genauigkeit der so gefertigten Relais insgesamt gesteigert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführung (-sform) der vorliegenden Erfin­ dung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der zugehörigen Zeich­ nungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Relais, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Formkerns;

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer verschlossenen (Gieß-) Einzelform; und

Fig. 4 schematisch eine Fertigungslinie, die mit dem er­ findungsgemäßen Verfahren betrieben wird.

In der Fig. 1 ist mit A die Außenkontur eines Grundkörpers 1 eines Relais bezeichnet. Die Außenkontur A ist durch eine strich-punktierte Linie angegeben. Innerhalb des Grundkörpers 1 sind die Einzelteile bzw. Funktionsteile des Relais angeordnet. In der oberen Hälfte des Grundkörpers 1 ist die Magnet-Baugruppe, bestehend aus einem Spulenkörper 2, einer Spule 3, einem Kern 4, Polschuhen 5 und 6, einem Magneten 7, sowie Spu­ lenanschlüssen 8 vorgesehen. Darüber hinaus sind oberhalb einer Innenkontur I, die ebenso durch eine strich-punktierte Linie in der Fig. 1 angegeben ist, ein Lagerbock 9 und ein Trennblech 10 angeordnet. Die Funktionsteile 2-10 des Relais werden mit­ tels des erfindungsgemäßen Verfahrens umspritzt, wobei der Grundkörper 1 als Träger für die einzelnen Funktionsteile 2 - 10 des Relais dient.

Um das Spritzgieß-Verfahren zur Montage und Herstellung des oben beschriebenen Relais durchführen zu können, ist eine Gieß­ form zweckmäßig, deren Formkern 36 in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

Dieser Formkern 36, der ein wesentlicher Bestandteil der vor­ liegenden Erfindung ist, ist vorgesehen, um die Funktionsteile 2 bis 10 des Relais bzw. der Magnetbaugruppe des Relais bei einem Umspritzvorgang präzise an den dafür vorgesehenen Posi­ tionen zu halten, um diese Funktionsteile 2 bis 10 zu einer Spritzgießmasse hin abzudichten und um einen Hohlraum für die in einem späteren Montageschritt einzubauenden beweglichen Teile (z. B. die Teile der Anker-Feder-Baugruppe) des Relais zu schaffen. Dieser Formkern 36 dient dabei ebenso als Abstandsle­ hre für die Funktionsflächen.

Anhand der Fig. 2 wird der genaue Aufbau des Formkerns 36 er­ läutert. Im unteren Teil der Fig. 2 ist, abgeschnitten eingezeichnet, die Basis des Formkerns 36 dargestellt, während nach oben hin, durch die gestrichelte Linie, die Außenform 20 (in der Fig. 3 durch das Bauteil 32 gebildet) angedeutet ist. Der Formkern 36 wird in üblicher Weise am Gießformteil 31 (Fig. 3) fixiert.

Am Gießformteil 31 sind Bohrungen 18 (Freimachungen) für die Spulenanschlüsse 8 des Relais vorgesehen.

Oberhalb der Basis ist ein Grundkörperrand 19 vorgesehen, der beim späteren Gießvorgang die Dicke der Wand des Grundkörpers 1 bestimmt. Der beispielhaft abgebildete Formkern weist auf der linken und der rechten Seite jeweils einen Aufnahmeschacht 11 für die Polschuhe 5 und 6 auf, wobei wegen der perspektivischen Ansicht in der Fig. 2 nur der rechte Aufnahmeschacht 11 zu se­ hen ist und der linke Aufnahmeschacht durch das Wandteil 22 verdeckt ist. Mit dem Bezugszeichen 12 ist an dem Wandteil 22 (rechte Seite des Formkerns) eine abgeschrägte Anlagekante für den später einzusetzenden Kern 4 der Magnetbaugruppe des Relais bezeichnet. Ein Aufnahmeraum 13 für die Magnetumspritzung ist ebenso wie ein Aufnahmeraum 14 für den Magneten 7 vorgesehen. Für den Lagerbock 9, der in der Fig. 1 dargestellt ist, ist ein Aufnahmeraum 15 im Formkern 36 ausgebildet. Als Zutritts­ öffnung für die Spritzgießmasse beim späteren Gießvorgang ist eine Einspritzöffnung 16 vorhanden. Schließlich ist mit dem Be­ zugszeichen 17 ein Aufnahmeraum für die Spulenkörperanschluß-Um­ spritzung bezeichnet, wobei jeweils ein Spulenkörperanschluß 8 und damit ein Aufnahmeraum 17 an jeder Ecke des Formkerns vorgesehen ist.

Für die nach dem Spritzgieß-Montageverfahren einzubauende Anker-Feder-Baugruppe des Relais ist jeweils vorne und hinten eine Rippe 21 für die Federaufhängung am Formkern 36 vorgese­ hen.

Der so aufgebaute Formkern 36 wird in das untere Teil der Gießform, d. h. in das Gießformteil 31, eingesetzt und fixiert.

Oberhalb des Gießformteils 31 ist eine um eine Drehachse 34 verschwenkbare Außenform 32 angeordnet, wobei die Gießform an sich sowohl als Einfach- als auch als Doppelform (nicht dargestellt) ausgebildet sein kann. Die Gießform wird mittels einer Verriegelung 33 geschlossen gehalten. Innerhalb der Gießform ergibt sich ein Hohlraum 35, der seine Begrenzung durch das Gießformteil 31, die Außenform 32 sowie den Formkern 36 findet. Nach einem Spritzgießvorgang und dem Öffnen der Gießform (siehe Pfeile in der Fig. 3) kann das so gefertigte Spritzgußteil mittels Ausstoßstiften 37 und einer darunter angeordneten Ausstoßplatte 38 aus der Gießform ausgestoßen wer­ den.

Falls beim Spritzvorgang eine Verlagerung der Funktionsteile 2 bis 10 relativ zum Formkern 36 auftritt, so kann die Anspritz­ position und die Richtung der Einspritzung der Spritzgießmasse gezielt verändert werden, um diese Verlagerung zu vermeiden. Eine günstige Anspritzposition ergibt sich, wenn die Funktions­ teile 2 bis 10 zu den Lehrenflächen des Formkerns 36 hin ge­ drückt werden. Falls erforderlich, können zusätzliche Ab­ stützstifte (nicht dargestellt) eingebaut werden, um eine Ver­ lagerung der Funktionsteile 2 bis 10 zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Spritzgieß-Montageverfahren, unter Ver­ wendung der in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Spritzgieß-Werk­ zeuge wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 detailliert beschrieben. Hierdurch wird ein elektromagnetisches Relais teilweise (Grundkörper plus Magnetbaugruppe) gefertigt, wie es in der Fig. 1 zeichnerisch dargestellt ist.

Die an sich bekannte Linienfertigung ist bei der vorliegenden Erfindung dahingehend abgeändert, daß nach einem vorhergehenden Linienteil 40 das erfindungsgemäße Spritzgieß-Montageverfahren vorgesehen ist, nach dem dann ein nachfolgender Linienteil 41 folgt.

Die über Magazine beförderten Spulen und Kerne (gesteckt) wer­ den über eine Magazinschiene 57 an die Fertigungslinie bzw. den Fertigungslinienbereich vom vorgeschalteten Linienteil 40 heran transportiert. In einer beheizten Formführung 55 werden Einzel­ formen 56 in einer Umlaufbahn transportiert, wie es in der Fig. 4 durch die Pfeile dargestellt ist. Dabei durchlaufen die Einzelformen 56 nach und nach, d. h. in Reihe, die verschiedenen Bearbeitungsstationen.

Die Bearbeitungsreihenfolge beginnt mit der Station, die mit dem Bezugszeichen 49 gekennzeichnet ist; dort wird mittels herkömmlicher Handhabungsmittel der Lagerbock 9 in den Aufnah­ meraum 15 in den Formkern 36 eingesetzt. Danach wird die Ein­ zelform (in der Fig. 4 nach oben) auf der beheizten Form­ führung zu den Stationen mit den Bezugszeichen 48 und 47 weiter transportiert; dort wird zuerst der Polschuh 6 in den einen Aufnahmeschacht 11 des Formkerns 36 eingesetzt und anschließend der Polschuh 5 (gemeinsam mit dem Trennblech 10, welches an den Polschuh 5 angeschweißt ist) in den zweiten Aufnahmeschacht 11 des Formkerns 36 eingesetzt. Danach wird der Magnet 7 an der Station 46 in den Aufnahmeraum 14 für den Magneten in den Formkern 36 eingesetzt.

Anschließend durchläuft die Einzelform die Station 45, wo mit­ tels zumindest einer lehre die Lagerichtigkeit der eingesetzten Teile in der Gießform bzw. dem Formkern 36 kontrolliert wird.

An der Station 42 wird die vormontierte Spule in die Gießform eingebaut, wonach an der darauf folgenden Station 43 die Gießform geschlossen und verriegelt wird. An der Station 44 er­ folgt dann das Einspritzen der Spritzgießmasse in die Gießform. Nach diesem Einspritzvorgang durchläuft die Gieß- bzw. Einzel­ form eine Abkühlstrecke 52a bis 52d, bevor an der Station 53 die Gießform entriegelt und geöffnet wird. Danach wird an der Station 51 die Ausformung ausgeführt und das so erhaltene Spritzgußteil auf die Magazinschiene zurück gesetzt. Im fol­ genden Linienteil 41 der Fertigung wird das so gefertigte Mag­ netsystem mit der Sockelbaugruppe komplettiert.

Mit dem Bezugszeichen 54 ist ein Reserveplatz für eine Einzel­ form bezeichnet. Für einen Musterbau kann mit der Linienfer­ tigung mit nur einer Einzelform begonnen werden. Für Klein­ serien (z. B. Kundenbemusterung) können dem Stückzahlbedarf ent­ sprechend weitere Einzelformen hinzugefügt werden, wobei mit den bereits im Fertigungskreislauf (Fig. 4) befindlichen Ein­ zelformen weiter produziert wird. Jede Einzelform kann jed­ erzeit aus dem Produktions-Kreislauf entnommen werden und geändert werden. Der Linienteil muß dafür nicht stillgelegt werden. Zudem gibt es keine Rüst- und Spannzeiten. Das er­ findungsgemäße Verfahren ist einfach in vorhandene Fertigungs­ linien integrierbar. Mit diesem Verfahren werden alle statisch beanspruchten Funktionsteile 2 bis 10 des Relais so umspritzt, daß eine fertige Außenform (Außenkontur A) des Relais entsteht und daß gleichzeitig die Innenform (Innenkontur I) entsteht, die alle Funktionsflächen, Funktionskanten und erforderlichen Hohlräume für die beweglichen Teile des Relais aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Spritzgieß-Montageverfahren für ein elektromagnetisches Relais, wobei die folgenden Schritte ausge­ führt werden: Anordnen eines Gießformteils, das einen Formkern umfaßt, der Funktionsteile des Relais beim Spritzvorgang lage­ genau positioniert und damit die Freiräume für die später ein­ zubauenden beweglichen Teile des Relais schafft; Einsetzen der Funktionsteile in das Gießformteil und den Formkern; Verschließen des Gießformteils mit einer Außenform; Einspritzen der Spritzgießmasse in die verschlossene Gießform; und Ausfor­ men des Relais. Der Formkern dient dabei als Lehre für die Funktionsflächen im Relais. Von diesen Gieß-Einzelformen wird eine Mehrzahl in Reihe in einer Fertigungslinie angeordnet und jeweils mit den Einzel- bzw. Funktionsteilen des Relais bestückt und eventuell, falls erforderlich, werden zusätzliche Abstandshalter eingesetzt, die Form wird verschlossen, um­ spritzt und ausgeformt, wobei die verschiedenen Montageschritte in der Fertigungslinie an verschiedenen Einzelformen gleich­ zeitig ausgeführt werden.

Claims (19)

1. Spritzgieß-Montageverfahren für ein elektromagnetisches Re­ lais, mit den folgenden Schritten:

• - Anordnen eines Gießformteils (31), das einen Formkern (36) umfaßt, der Funktionsteile (2-10) des Relais bei einem Spritzvorgang lagegenau positioniert;
• - Einsetzen der Funktionsteile (2-10) in das Gießform­ teil (31) und den Formkern (36);
• - Verschließen des Gießformteils (31) mit einer Außenform (20; 32), so daß eine Gießform gebildet ist;
• - Einspritzen der Spritzgießmasse in die verschlossene Gießform; und
• - Ausformen des Gießteils aus der Gießform.

2. Spritzgieß-Montageverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Gießformteilen (31) in einen Fertigungslinienbe­ reich in Reihe eingesetzt werden und die einzelnen Gießform­ teile (31) eine Anzahl von Bearbeitungsstationen im Fertigungs­ linienbereich jeweils in Reihe durchlaufen.

3. Spritzgieß-Montageverfahren nach Anspruch 2, wobei dieser Fertigungslinienbereich im wesentlichen die folgenden Bearbei­ tungsschritte umfaßt:

• - Prüfen (50) des leeren Gießformteils (31);
• - Einsetzen (49, 48, 47, 46, 42) der Funktionsteile (2-10) in das Gießformteil (31) und in den Formkern (36);
• - Prüfen (45) der Lage der Funktionsteile (2-10) im Gießformteil (31) und Formkern (36);
• - Verschließen (43) der Gießform;
• - Einspritzen (44) der Spritzgießmasse; sowie
• - Öffnen (53) der Gießform und Ausformen (51) des Gieß­ teils.

4. Spritzgieß-Montageverfahren nach Anspruch 3, wobei die Prüf­ schritte (50; 45) mit jeweils zumindest einer Lehre erfolgen.

5. Spritzgieß-Montageverfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Einsetzen der Funktionsteile (2-10) mittels Handhabungs­ einrichtungen erfolgt.

6. Spritzgieß-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei vor dem Fertigungslinienbereich ein vorgeschaltetes Linienteil (40) vorgesehen ist, in dem Spulen (3) und Kerne (4) einer Magnetbaugruppe des Relais vormontiert werden, die mit­ tels einer Magazinschiene (57) dem Fertigungslinienbereich zugeführt werden.

7. Spritzgieß-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei nach dem Fertigungslinienbereich ein nachgeschaltetes Linienteil (41) vorgesehen ist, in dem das Relais mit einer Sockelbaugruppe komplettiert wird.

8. Spritzgieß-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zur lagegenauen Positionierung der Funktionsteile (2-10) zusätzlich Abstützstifte vorgesehen sind, um eine Ver­ lagerung der Funktionsteile (2-10) während des Einspritzens (44) der Spritzgießmasse zu verhindern.

9. Spritzgieß-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Einsetzen zusätzlicher Gießformen und die Entnahme von Gießformen aus dem Fertigungslinienbereich während der Fer­ tigung möglich ist.

10. Spritzgieß-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Gießformteile (31) auf einer beheizten Formführung (55) angeordnet sind.

11. Spritzgieß-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Formkern (36) und das Gießformteil (31) ein­ stückig oder zweiteilig ausgebildet sind.

12. Spritzgieß-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Gießformen Einfach- oder Doppelformen sind.

13. Spritzgießform, insbesondere für ein Spritzgieß-Montage­ verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gießformteil (31) einen Formkern (36) umfaßt, der Funktion­ steile (2-10) des Relais bei einem Spritzvorgang lagegenau positioniert, wobei die Spritzgießform durch eine Außenform (20; 32) verschließbar ist.

14. Spritzgießform nach Anspruch 13, wobei der Formkern (36) und das Gießformteil (31) einstückig oder zweiteilig ausge­ bildet sind.

15. Spritzgießform nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Formkern (36) Positionierflächen (11, 12, 14, 15, 17) für Polschuhe (5, 6), für einen Kern (4), für einen Magneten (7), für einen La­ gerbock (9) sowie für Spulenkörperanschlüsse (8) des Relais aufweist.

16. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Gießform aus einem unteren Teil und einem oberen Teil besteht, die relativ zueinander um eine Drehachse (34) verschwenkbar sind, und wobei der untere Teil durch das Gießformteil (31) und der obere Teil durch die Außenform (20; 32) gebildet ist.

17. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die beiden Teile der Gießform im verschlossenen Zustand ver­ riegelbar sind.

18. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei an der Gießform zumindest ein Ausstoßstift (37) und/oder eine Aus­ stoßplatte (38) vorgesehen sind, um nach dem Spritzgießen und Öffnen der Gießform das Gießteil auszustoßen.

19. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei der Formkern (36) Positionierflächen aufweist, die zur Posi­ tionierung von Teilen einer Anker-Feder-Baugruppe und/oder einer Sockelbaugruppe vorgesehen sind.