DE69504654T2 - Verfahren und vorrichtung zum kapseln von artikeln - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach Anspruch 1 und auf eine Vorrichtung nach Anspruch 7.
• Ein Verfahren dieser Art ist in "Patent Abstracts of Japan", Bd. 13, Nr. 44 (E-710), 31. Januar 1989, offenbart. In dieser Publikation ist die Verwendung eines länglichen Kolbens beschrieben, der in einem entsprechenden Verteilungshohlraum zu bewegen ist. Eine längliche Tablette wird in diesen Verteilungsholraum gebracht. Die Kunststofftablette ist von einer besonderen Abmessung, und es ist daher auch erforderlich, diese Tablette als ein Spezialprodukt herzustellen. Die Herstellung von solchen länglichen Tabletten ist relativ komplex und weicht von der Herstellung von Standardtabletten ab. In diesem Zusammenhang wird Bezug genommen auf die europäische Patentanmeldung 0 370 564. Die Tablette wird von oben zugeführt, das heißt, in einer Richtung parallel zu der Bewegungsrichtung des Kolbens, in einer Weise, die nicht in mehr Einzelheiten angegeben ist. Bei diesem Vorgehen tritt das Problem auf, daß es erforderlich ist, genau die Menge an Kunststoff für jede Injektion zu bestimmen. Nach allem muß die Menge an Kunststoff abhängig von der Abmessung des injizierten Gehäuses zugemessen werden.
• Falls eine große Anzahl von verschiedenen Abmessungen eines Gehäuses in einem Werk verwendet werden, bedeutet dies, daß eine große Vielfalt von Tabletten erforderlich ist.
• Um dieses Problem zu lösen, wird das größtmögliche Gehäuse oft als Ausgangspunkt genommen. Dies bedeutet, daß bei Verwendung von kleineren Gehäusen eine große Menge an Abfall erzeugt wird. Oft ist die Menge an Abfall größer als die Menge an Material, das für das Gehäuse verwendet wird. Da diese Materialien häufig wärmehärtbare Kunststoffe sind, besteht kein einfacher Weg einer Wiederverwendung von diesen. Wenn die Tabletten durch eine Öffnung in der Kolbenhülse bei durch den Kolben freiliegender Öffnung zuzuführen sind, ist ein relativ langer Hub des Kolbens erforderlich. Dies führt zu Komplikationen, da wenigstens in der Endphase dieser sogenannten Transferbewegung der Kolben eine sehr starke Kraft zu übertragen hat, um den Kunststoff zu injizieren.
• Infolge des Vorhandenseins der Öffnung oder der Bewegung des Kolbens vollkommen außerhalb der Kolbenhülse tritt eine merkliche Temperaturdifferenz zwischen dem Kolben und der Kolbenhülse auf. Da der Kolben kälter ist, treten Probleme beim Verflüssigen der Tabletten auf.
• Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß dann, wenn eine Maschine mit verschiedenen Formen betrieben wird, wobei beispielsweise eine größere oder eine kleinere Anzahl an Injektionen erforderlich ist, der Kolbenblock zusammen mit der Form ausgetauscht werden müssen.
• Das US-Patent 4 983 110 offenbart eine Form, die einen länglichen Verteilungshohlraum und eine Reihe von Formhohlräumen, die auf jeder Seite gelegen sind, umfaßt. Es gibt wenigstens eine weitere Reihe von Formhohlräumen hinter jeder Reihe der Formhohlräume. Fluid-Kunststoff, der von dem Verteilungshohlraum ausgeht, muß von der ersten Reihe zu der zweiten Reihe transportiert werden, um darin gelegene Artikel einzuschließen. Der Aufbau dieser Art hat sich in der Praxis als unzweckmäßig erwiesen und führt zu Bemessungsschwierigkeiten und/oder Fehlern beim Einkapseln.
• Es wird in diesem Patent festgestellt, daß eine oder mehrere Tabletten in den länglichen Formhohlraum gebracht sein können.
• In "Patent Abstracts of Japan", Bd. 16, Nr. 57, März 1990, sind ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart, um in Reihen von Formhohlräumen zu injizieren, die zueinander von einem länglichen Verteilungshohlraum gegenüberliegen. Ein einziger rechteckförmiger Kolben wird für diesen Zweck verwendet.
• In "Patent Abstracts of Japan", Bd. 9, Nr. 226, ist ein zwischen zwei Reihen von Formhohlräumen gelegener Verteilungshohlraum beschrieben, wobei Kunststofftabletten in den Verteilungshohlraum in einer Richtung senkrecht zu dem Kolben und senkrecht zu dem Verteilungshohlraum zugeführt sind. Es kann unmittelbar aus der Zeichnung ersehen werden, daß die Tabletten in der Formanordnung für eine relativ lange Zeitdauer vorliegen, was zu einem Erwärmen der Tabletten und zum Einsetzen der Härtungsreaktion führt. Dies resultiert in wesentlichen Problemen, falls eine Fehlfunktion in der Vorrichtung auftritt. Die Tabletten werden dann dieser Wärme für eine verlängerte Zeitdauer ausgesetzt, während die Vorrichtung stationär verbleibt, und es ist erforderlich, die gesamte Vorrichtung zu reini gen.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren vorzusehen, mit dem die Zufuhr von Tabletten optimiert ist, das heißt, die Tabletten verbleiben außerhalb der erwärmten Umgebung der Form soweit als möglich und für so lang als möglich.
• Dieses Ziel wird in dem Fall des oben beschriebenen Verfahrens mittels der kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1 erreicht.
• Durch Zufuhr der Tablette oder von Tabletten in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zu der Längsmittenlinie des Verteilungshohlraumes ist, wird bzw. werden die Tablette(n) der Einflußsphäre der Formhälften lediglich für eine kurze Zeit ausgesetzt. Indem die Zufuhr der Tabletten unabhängig von der Kolbenbewegung gemacht wird, kann der Transferhub des Kolbens verkürzt werden. Darüber hinaus treten nicht länger Störungen zwischen dem Transportweg der Tablettenzufuhr und der Bewegung des Kolbens auf, was bedeutet, daß es möglich ist, rascher und mit weniger Risiko einer Fehlfunktion zu arbeiten.
• Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Tabletten nacheinander horizontal in den Verteilungshohlraum eingeführt. Auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl der Tabletten an die Menge an Kunststoff anzupassen, die für die Injektion erforderlich ist. Das heißt, falls eine kleine Menge an Kunststoff erforderlich ist, können die Tabletten in einem gewissen Abstand getrennt eingeführt werden. Bei dieser Anordnung können immer Tabletten der gleichen Abmessungen unabhängig davon verwendet werden, ob eine große oder eine kleine Menge injiziert wird. Als ein Ergebnis der Verwendung von "universellen" Tabletten kann die Logistik des Herstellungsprozesses merklich vereinfacht werden, während durch Verändern des Abstandes zwischen den Tabletten die Menge an Kunststoffabfall begrenzt werden kann.
• Dies bedeutet, daß das Längen/Durchmesserverhältnis derartiger Tabletten vorzugsweise zwischen 1,0 und 2,5 liegt.
• Die Tabletten werden vorzugsweise über die Seite der vorzugsweise geschlossenen Form zugeführt, wobei der Kolben in der geöffneten Stellung ist. Dies bedeutet, daß der Zufuhrweg vollkommen getrennt von der Kolbenbewegung ausgeführt wird.
• Mit dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, kontinuierlich den Kolben der Kolbeneinrichtung und die Kolbenhülse in Dauereingriff miteinander zu halten, so daß eine optimale Wärmeübertragung stattfindet. Da erfindungsgemäß die Tabletten nunmehr horizontal zugeführt werden können, ist es eine größere Oberfläche, die in Berührung mit dem Verteilungshohlraum ist, so daß als Ergebnis hiervon eine Wärmeübertragung rascher stattfinden kann. Als ein Ergebnis der höheren Temperatur des Kolbens wird auch eine schnelle Verflüssigung der Tabletten gefördert, so daß als Ergebnis eine Verbesserung in der Gesamtqualität des Gehäuses vorliegt.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung, wie diese im Patentanspruch 7 angegeben ist.
• Wenn für gewisse Anwendungen die Tabletten in einem bestimmten Abstand entfernt anzubringen sind, ist es möglich, einen Einsatz in den Kanal einzupassen, wobei der Einsatz Einschränkungen der Art hat, daß die Teile des Kanales, die zwischen den Tabletten gelegen sind, einen relativ kleinen Querschnittsflächenbereich haben.
• Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ist es möglich, die Kolbeneinrichtung derart zu konstruieren, daß sie optimal für die einzige verbleibende Aufgabe, d. h. das Auszwängen des Kunststoffes, ist. Da es nicht länger erforderlich ist, einen Transport von Tabletten zu berücksichtigen, der durch die Kolbeneinrichtung durch Aufnehmen des Kolbens bewirkt ist, ist es möglich, die Kolbeneinrichtung mit einem Kolben einer länglichen Gestalt zu konstruieren. Das heißt, anstelle einer Anzahl von kreisförmigen Kolben, die längsseitig zueinander gelegen sind, wie dies vom Stand der Technik bekannt ist, kann ein einziger länglicher Kolben, der durch eine oder mehrere Kolbenstangen angetrieben werden kann, ausreichend sein. Ein Kolben dieser Art ist vorzugsweise von einer rechtwinklichen Konstruktion. Die Konsequenz der Verwendung eines länglichen Kolbens, d. h. eines Kolbens, der sich im wesentlichen über die gesamte Oberfläche des Verteilungskanales erstreckt, liegt darin, daß es nicht länger erforderlich ist, die Kolbeneinrichtung zu verändern, wenn die Form für eine Form verändert wird, die eine größere oder kleinere Anzahl von Formhohlräumen hat. Lediglich dann, wenn die Kolbenhülse mit der zu verändernden Form verbunden ist, ist es erforderlich, die Kolbenhülse zu verändern, wobei jedoch diese Kolbenhülse ein universeller Artikel sein kann, der die gleichen Abmessungen für alle Formen hat.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann für einen Pilot-(Hand-)Gebrauch und für großtechnischen Gebrauch verwendet werden.
• Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung können aus den Unteransprüchen ersehen werden.
• Die Erfindung wird in mehr Einzelheiten im folgenden anhand eines illustrativen Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen gezeigt ist. In den Zeichnungen gilt folgendes:
• Fig. 1 zeigt schematisch eine perspektivische und teilweise freiliegende Darstellung eines Teiles der Vorrichtung gemäß der Erfindung in offenem Zustand,
• Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß der Erfindung in dem geschlossenen Zustand und
• Fig. 3 zeigt ein verschiedenes Ausführungsbeispiel des Verteilungskanales gemäß der Erfindung.
• In den Fig. 1 und 2 ist der Rahmen, an welchem eine untere Form 2 beweglich angebracht ist, durch 1 bezeichnet. Die obere Form 3 ist fest an dem Rahmen 1 angebracht. Der Antrieb der unteren Form 2 ist nicht in mehr Einzelheiten gezeigt, und dieser Antrieb ist allgemein aus dem Stand der Technik bekannt.
• Formhohlräume 10 zum Aufnehmen einer integrierten Schaltung 15, die schematisch gezeigt ist, und zur Injektion von Kunststoff um die integrierte Schaltung herum sind in der oberen Form 3 und der unteren Form 2 angeordnet. Ein derartiger Kunststoff wird über einen Injektionskanal 11 zugeführt, der seinerseits mit einem Verteilungskanal 8 verbunden ist. Eine Kolbenhülse 5, in welcher ein rechtwinkliger Kolben 6 aufwärts und abwärts, angetrieben durch Kolbenstangen 7, fahren kann, ist über dem Verteilungskanal 8 gelegen. Ein Teil der Kolbenhülse 5 ist in einem oberen Block 4 angeordnet, der auch mit einer Heizeinrichtung versehen ist, die nicht dargestellt ist. Der Kolben 6 ist mit Randrillen 19 versehen, die während eines Betriebes mit Kunststoff gefüllt werden und eine Abdichtung bilden. Der Rest der Kolbenhülse 5 ist in der oberen Form 3 angeordnet.
• Die Tabletten 9 werden in den Verteilungskanal 6 mit Hilfe der Einrichtung 16 über eine laterale Öffnung 20 in der oberen Form 3 eingeführt. Diese Einrichtung 16 kommt in Betrieb, wenn die obere Form 3 und die untere Form 2 zueinander geschlossen sind. Die Einrichtung besteht aus einem Lager 12, auf welchem ein länglicher Löffel 13 angeordnet ist. Eine Anzahl von Tabletten sind auf dem Löffel 13 von Hand oder automatisch angeordnet. Während er die Tabletten trägt, wird der Löffel 13 sodann nach innen, d. h. in der Zeichnung nach links, verfahren. Gleichzeitig mit dieser Bewegung führt ein Stift 14 die gleiche Bewegung aus. Nachdem der Löffel 13 genau über die Position verfahren ist, die in Fig. 1 am weitesten links ist, um ein Kügelchen bzw. eine Pastille über dem Verteilungskanal 8 zu plazieren, wird der Löffel 13 zurückgefahren, während die Position des Stiftes 14 beibehalten wird. Als ein Ergebnis fällt das Kügelchen, das am weitesten links ist, in den Verteilungskanal 8. Durch weiteres Zurückfahren des Löffels 13, gegebenenfalls zusammen mit Zurückfahren des Stiftes 14, können die Tabletten 9 in ihrer Lage plaziert werden. Diese Tabletten können angeordnet werden, wobei sie aneinanderliegen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, jedoch ist es auch möglich, diese Tabletten in einem bestimmten Abstand entfernt einzuführen. Der Kolben 6 hat keinen irgendwie gearteten Einfluß auf die Einführung der Tabletten. Der Kolben 6 kann nunmehr nach unten verfahren werden. In der Zwischenzeit hat eine Wärmeübertragung zwischen den Tabletten 9, die mit einem relativ großen Oberflächenbereich in Berührung mit dem Verteilungskanal 8 sind, und der unteren Form 9 stattgefunden. Der Kolben 6 hat dann einen relativ kleinen Hub auszuführen, um die Tabletten zu erreichen und das Kunststoffmaterial, das als Ergebnis des Einflusses von Druck und Temperatur verflüssigt wurde, in den Formhohlräumen 10 zu verteilen. Da der Kolben 6 kontinuierlich in Berührung mit der Kolbenhülse 5 verbleibt, kann eine optimale Wärmeübertragung stattfinden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung wird der Betrieb des Kolbens 6 mittels Hebeln bewirkt.
• Wenn ein Produkt danach einzukapseln ist, für was eine kleinere Menge an Kunststoff benötigt wird, ist es lediglich erforderlich, die untere Form 2 und. die obere Form 3 mit neuen, geeigneten Formhohlräumen zu ersetzen. Im allgemeinen wird dann eine universelle Hülse 5 in ähnlicher Weise ersetzt, da diese Hülse einen Teil der oberen Form bildet, wobei jedoch der Kolben 6, der in ähnlicher Weise universell für jede Anwendung ist, nicht ersetzt zu werden braucht.
• Wenn eine kleinere Menge an Kunststoff benötigt wird, ist es dann möglich, eine kleinere Anzahl von Tabletten 9 zu verwenden. Diese Tabletten können in einem kleinen Abstand entfernt angeordnet werden.
• In diesem Fall kann der leere Raum zwischen den Tabletten reduziert werden, indem der Verteilungskanal 8 mit Einschnürungen 18 vorgesehen wird (vgl. Fig. 3).

Claims (13)

1. Verfahren zum Einkapseln verschiedener "Leiterrahmen", die mit integrierten Schaltungen versehen und in zwei Reihen von Formhohlräumen einer Form, die gegenüber zueinander liegen, angeordnet sind, umfassend Einführung von wenigstens einer Tablette eines Kunststoffmaterials in einen länglichen Verteilungshohlraum, der zwischen den Reihen gelegen ist, Schmelzen und Bewegen des geschmolzenen Materials der Tablette aus dem Verteilungshohlraum zu den Formhohlräumen mittels eines einzigen länglichen Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß einige Tabletten in dem Verteilungshohlraum längs eines Weges plaziert sind, der über und im wesentlichen parallel zu der Längsmittenlinie hiervon angeordnet ist, wobei der Weg eine Öffnung aufweist, die durch die Schließbewegung des Kolbens geschlossen wird, der nur geschlossen ist, nachdem alle Tabletten plaziert wurden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zufuhr des Kunststoffmaterials in den Verteilungshohlraum ein Plazieren mehrerer Tabletten nacheinander umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem freie Räume zwischen den Tabletten mittels einer Hilfseinrichtung gefüllt werden können.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Tabletten Standard-Zylindertabletten mit einem Längen/Durchmesserverhältnis zwischen 1,0 und 2,5 sind.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Form eine teilbare Form umfaßt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Kolbeneinrichtung wenigstens einen Kolben und eine Kolbenhülse unmfaßt, und bei dem der Kolben und die Kolbenhülse kontinuierlich in Eingriff miteinander gehalten sind.

7. Vorrichtung zum Einkapseln verschiedener "Leiterrahmen", die mit integrierten Schaltungen versehen und in zwei Reihen von Formhohlräumen einer Form, die gegenüber zueinander liegen, angeordnet sind, umfassend eine teilbare Form mit einem länglichen Verteilungshohlraum (8), der zwischen den Reihen der gegen über zueinander liegenden Formhohlräumen angeordnet ist, wobei einer der Formteile mit einem Behälter für eine längliche Kolbeneinrichtung (5-7) versehen ist, die ausgerüstet, ist, um aus dem Verteilungshohlraum den Kunststoff auszutreiben, der in Tablettenform darin zugeführt und verflüssigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zufuhreinrichtung (16) für das Kunststoffmaterial in Tablettenform vorgesehen ist, umfassend eine laterale Öffnung (20), die längsseits des Weges der Kolbeneinrichtung angeordnet ist und mit der Kolbeneinrichtung verschlossen werden kann, wobei die Zufuhreinrichtung (16) ausgerüstet ist, um das Kunststoffmaterial in Tablettenform direkt in den Verteilungshohlraum längs eines Weges zu plazieren, der über und im wesentlichen parallel zu der Längsmittenlinie des Verteilungshohlraumes gelegen ist, wobei die Öffnung (20) in dem Behälter für die Kolbeneinrichtung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Kanal oder der Verteilungshohlraum Einschnürungen (18) enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Kolbeneinrichtung einen länglichen Kolben (6), der durch wenigstens eine Kolbenstange (7) angetrieben ist, angeordnet in einer Kolbenhülse (5), umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Zufuhreinrichtung (16) ausgerüstet ist, um mehrere Tabletten in dem Formhohlraum (8) in einer einzigen Operation unterzubringen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Kolbeneinrichtung in dem Maschinenteil (4) in der Nähe des relevanten Formteiles angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der die Kolbeneinrichtung eine längliche Hülse (5) zum Aufnehmen des Kolbens umfaßt, wobei der Kolben immer über seinen gesamten Rand in Berührung mit der Kolbenhülse (5) in jeder Position ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der die Kolbenhülse lösbar an dem relevanten Formteil festgelegt ist.