用于钟表部件的注射模具的制作方法

1.本发明涉及一种注射模具以及这种注射模具的中间板。特别地，涉及一种适于微注射、特别是用于制造钟表部件的注射模具。还涉及一种通过这种注射模具来制造钟表部件和钟表的方法。


背景技术：

2.钟表部件的制造是尤为困难的，特别是因为这种部件具有非常小的尺寸并且要求非常先进的机械性能。
3.制造钟表部件的一种方案包括使用微注射，其包括将诸如聚合物、复合材料、金属或陶瓷的材料注入到注射模具中以在脱模后获得部件。由于上述的要求，现有的方案具有进一步的改进空间。更具体地，现有的方案具有缺陷。特别地，用于微注射的模具十分昂贵并且不允许以简单的方式进行多次测试和改变尺寸来调节部件或改进部件。此外，包括这些尺寸非常小且形状非常细长的特定部件难以通过微注射来制造，因为特别是难以在从注射模具中排出的阶段期间确保它们的完整性。
4.因此，本发明旨在实现以下目的中的全部或一些。
5.本发明的第一主题包括提出一种使用与钟表部件的制造匹配的材料注射来制造部件的方案。
6.本发明的第二主题包括提出一种通过允许以稳健的方式实现高精度水平的注射成型来制造部件的方案。
7.本发明的第三主题包括提出一种制造部件的方案，该方案具有足够的灵活度，以允许对不同的几何变量进行调节和/或注射成型，而不会显著增加成本或要求过长的时间来调整注射模具，同时具有可靠的几何精度。


技术实现要素：

8.为此目的，本发明基于一种注射模具，其包括模芯，该模芯包括可在第一注射位置与第二脱模位置之间相对于彼此移动的第一部分和第二部分，所述两个部分在第一注射位置中共同移动以形成注射腔体，从而允许注入材料来形成包括至少一个部件的注射零件，所述两个部分在第二脱模位置中远离彼此移动以允许对所述注射零件进行脱模，并且包括至少一个排出器，其被设计为帮助对注射零件进行脱模，其中注射模具包括至少一个中间板，其与模芯的所述两个部分分离开并且是可移动的，并且其设置在模芯的所述两个部分之间并包括形成注射模具的注射腔体的至少一个部分的至少一个第一切口。
9.本发明具体由权利要求限定。
附图说明
10.将在相对于附图以非限制性的方式做出的特定实施方式的以下说明中详细描述本发明的这些目的、特征和优点，在附图中：
11.图1示出了根据本发明的第一实施方式的注射模具的子组件的示意性剖视图。
12.图2示出了根据本发明的第一实施方式的注射模具的子组件的一部分的立体图。
13.图3示出了通过注入到根据本发明的第一实施方式的注射模具中而获得的坯件的剖视图。
14.图4示出了通过图3的注射零件形成的生坯的立体图。
15.图5示出了根据本发明的第二实施方式的注射模具的子组件的示意性剖视图。
16.图6示出了根据本发明的第一实施方式或第二实施方式的注射模具的第一中间板的从上方观察的视图。
17.图7示出了根据本发明的第二实施方式的第二中间板20’的从上方观察的视图。
18.图8示出了通过根据本发明的注射模具形成的上链棘爪的立体图。
19.图9示出了通过根据本发明的注射模具形成的上链棘爪的从上方观察的视图。
20.图10示出了通过根据本发明的注射模具形成的上链棘爪的侧视图。
具体实施方式
21.为了帮助理解，将使用相同的附图标记来表示两个实施方式中相同的特征，针对第二实施方式添加符号
“’”
。
22.针对将在下文中进行的详细描述，本发明的概念基于使用包括至少一个可动中间板的模块化注射模具。这种设计允许注射模具通过简单地改变一个或多个中间板而以灵活的方式进行调整，而无需针对每种改变制造整个模具。为此，本发明以可靠和稳健的方式实现了注射模具的通用性。
23.更具体地，本发明基于包括模芯的注射模具，该模芯包括可在第一注射位置与第二脱模位置之间相对于彼此移动的第一部分和第二部分，所述两个部分在第一注射位置中共同移动以形成注射腔体，设置在所述两个部分之间的至少一个中间板帮助形成该注射腔体，允许注入材料来形成注射坯件或成品零件，第二脱模位置允许将注射零件或成品零件移除。这种注射坯件包括至少一个部件，并且优选包括通过浇口树和/或支架连接在一起的多个部件，因此允许对多个部件同时进行注射成型。在这种情况下，同时注射的部件和它们的支架随后通过切割步骤与浇口树分离。注射模具的注射腔体因此能够同时制造一个或多个部件。这些潜在的多重部件可以是相同或不同的。
24.注射模具的模芯的两个可动部分还可采用所述两个部分远离彼此移动以允许对注射坯件进行脱模的第二脱模位置。为了实现这一点，注射模具包括至少一个排出器，其被设计为帮助对注射坯件(或部件)进行脱模。
25.根据本发明，注射模具还包括至少一个中间板，其与模芯的所述两个部分分离开并且是可移动的，并且其设置在模芯的所述两个部分之间并包括形成注射模具的注射腔体的一部分的至少一个第一切口。
26.因此，图1示出了根据第一实施方式的注射模芯的第一部分1，其与图6示出的中间板10配合。该中间板包括切口12。由第一部分1和中间板10形成的子组件限定了允许在注射阶段期间形成注射零件50的腔体。应注意，在这个阶段中，注射模具的模芯的没有示出的第二部分与该子组件1、10配合以形成封闭的腔体。
27.第二部分在称为注射方向或模具的关闭方向的平移方向d上靠近或远离第一部分
移动。材料通过注射螺杆在相同的方向d上被注入到注射腔体中。有利地，注射模具的模芯的两个部分和中间板具有基本上平面的表面，这些表面与注射方向垂直。此外，不同的排出器2、3可在相同的注射方向d上移动，这将在下文中详细描述。
28.第一部分1还包括切口5，其在注射方向d上叠放在中间板10的切口12上。第一部件排出器2设置在第一部分1的切口5中。在注射构造中，该排出器2被定位为使得其端部被定位在第一部分1的表面的延伸部中。该端部因此形成了注射腔体的表面的一部分。换句话说，其帮助限定部件的形状。另外，第二排出器3在第一排出器2的附近被设置在注射模具的第一部分1的切口5的区域中。在注射阶段，该第二排出器3还形成注射腔体的表面。该表面相对于第一排出器2的远端表面回缩。这允许限定注射零件50的更大厚度的部分，这将在下文中详细描述。
29.中间板10的切口12是贯通开口。其还被定位为与第一部分的切口5相对，使得排出器2、3根据与中间板的切口12完全对应的形状来定位。中间板的切口12帮助形成注射模具的注射腔体、特别是注射腔体的对要制造的部件进行精确限定的部分。更特别地，该中间板10的切口12的侧面限定了注射部件的轮廓。切口12还允许主要通过注射模具的模芯的第一部分1引导的至少一个排出器2、3的位移，以允许在注射阶段之后排出部件。
30.由于注射模具的这种设计，注射腔体能够形成包括支架56的注射零件50，该支架将单独的部件连接在一起并且不形成要制造的部件的一部分。部件由注射零件50的第一部分52和注射零件50的第二部分53形成，注射零件50的第一部分52叠放在第一排出器2上，注射零件50的第二部分53叠放在第二排出器3上。
31.因此，显而易见的是注射模具的被设计为形成注射零件50的注射腔体在注射模具的第一注射位置中主要通过以下部分界定：
32.·
中间板10的第一切口12；
33.·
第一排出器2的端部以及第二排出器3的端部，第一排出器2的所述端部被定位为与中间板10的一个表面平齐，这两个排出器通过模具的模芯的第一部分1来设置和引导；以及
34.·
没有示出的模芯的第二部分，其限定了注射零件50的后表面，例如是平面的表面。
35.更具体地，中间板10的切口12的部分形成了除了榫头之外对钟表部件的外周、钟表部件的侧表面62进行限定的注射模具的腔体的表面。应注意，在示出的例子中，注射模具用于制造钟表部件，更具体为上链棘爪60，特别是如图8-10所示。上述的第二部分53形成了上链棘爪60的榫头63并且第一部分52形成了上链棘爪60的侧向部分62、特别是尖头65。
36.本发明当然不限于上述注射腔体的特定形状。更具体地，中间板10和注射模具的两个可动部分的几何形状可适于形成任何其他所需的部件。类似地，注射模具可包括不同数量和/或不同形状的部件排出器。此外，注射模具的中间板10除了所述的切口之外还可包括至少一个盲切口和/或其形成具有不同的几何形状的注射腔体的至少一个部分的表面的至少一个纹理。
37.图2更详细地示出了注射模具的子组件的立体图，其中显示了注射模具具有大体圆柱形的形状，在其外周上形成环形部分46，在其中在多对上述的排出器2、3的区域中设置有多个腔体，所述腔体被设计为用于形成多个部件，例如在这个实施方式中为多个相同的
上链棘爪。
38.图3所示的注射零件50通过这种注射模具在注射阶段期间形成。注射材料被连续地分布在包含有要制造的不同部件的环形部分46上，这些部件通过环形形状的支架56连接在一起。注射材料还位于注射模具的中心部分44中的更深的腔体中，从而形成注射零件50的、可对注射零件50进行提拉的通常被称为“拉料杆插入件”的杆体或棒体54，并且在没有示出的材料的注射通道中形成注射浇口51。注射材料还位于中心部分44与环形部分46之间的中间区域45中，从而形成注射零件50的注射片55。在外周环形部分46与中间区域45之间的连接区域中，形成有切除线47，该切除线在所产生的注射零件上形成预切割线57。因此该方法包括执行沿着该预切割线57进行切割的步骤，从而允许仅保留图4所示的包括部件52、53的支架56。
39.为了帮助这种注射零件50在形成之后排出，注射模具还包括中心排出器4，其被设计为与注射零件的杆体54配合。其还包括支架56的排出器6，其在要制造的不同部件之间被设置在环形部分46上。因此，根据第一实施方式的注射模具的排出系统包括多个互补的排出器，它们被可动地安装在实现了这些排出器的引导功能的注射模具的模芯的第一部分1的内部。
40.中间板10因此包括互补的切口16，它们是贯通开口，位于注射模芯的第一部分的排出器6的区域中，从而允许在排出阶段期间通过中间板使它们位移，其中排出器与注射零件直接接触，从而使其与所示的子组件分离。
41.根据已描述的内容，排出系统可适用于要制造的部件并且可采取不同的形式。然而，不考虑要制造的部件，有利的是具有至少一个支架排出器。为了实现这一点，中间板有利地包括至少一个第二切口16，其是贯通开口并且与第一切口12分离，该第二切口被设计为仅用于使排出器通过，而第一切口的主要功能是限定专用于形成要制造的部件的注射腔体。
42.在这个实施方式中，多个排出器在要制造的部件的区域中起作用，并且特别是在榫头和该榫头周围的部件的表面的区域中以及在对多个部件和/或包括注射片的中心部分进行连接的支架的区域中分开地起作用。这种方案能够避免注射零件在其从模具中排出期间发生变形，并且特别是适用于具有较大的表面积并且同时较薄的零件。这种方案还特别适用于排出例如通过注射陶瓷而形成的易碎坯件，其在注射期间包括陶瓷颗粒和粘合剂。
43.注射模芯的第一部分1因此包括多个开口，不同的排出器设置在这些开口中从而可平移移动。注射模芯的该第一部分1形成了用于这些排出器的引导件。中间板10在这些排出器的区域中包括贯通开口，它们因此能够在排出阶段期间穿过所述中间板从而与注射材料进行接触。
44.如上所述，图3所示的注射零件50的中心部分形成了注射片55，其总体上在通过沿着预切割线57进行切割而打开模具时被移除并且借助于中心排出器4被排出。这产生了环形的圆环，其在图4中示出并且包括固定至支架56的多个部件。一旦该圆环例如在圆环由金属或聚合物制成的情况下通过冷却或在圆环由陶瓷制成的情况下通过移除粘合剂和进行烧结而被固化，单独的部件就通过平面精磨而与支架56分离，因此能够限定每个部件的表面66。在所述例子中，部件是上链棘爪，特别是在图8-10中示出。
45.有利地，中间板10通过liga技术制成。该方案公知地包括通过光刻而形成模具，随
后在该模具内沉积金属。该liga技术是有利的，因为其能够获得具有高精度水平的中间板，同时能够通过使用同一个掩膜来复制出多个相同的中间板。该中间板的侧面是重要的，因为它们限定了注射部件的最终形状。为了实现这一点，可以有利地在制造中间板10的过程中使用文件ep3670440和/或ep3670441的教导。
46.作为一种变型，还可通过在金属板中进行常规加工或线加工或冲压或激光加工来制成中间板。
47.注射方法的压力和温度要求材料在至少100℃、甚至300℃下具有足够的机械抗性(rm)和几何稳定性。因此，中间板可以由镍或镍合金、高速钢、通过粉末冶金生产的钢、碳化钨或常规用于制造模具的任何钢材来制造。
48.应注意，使用中间板具有多种优点。特别地，该中间板限定了注射腔体的主要部分、特别是所提出的例子中的上链棘爪60的尖头65的几何形状。这种初始几何形状虽然通过诸如磨光的精加工步骤进行重加工，但对于部件未来的可靠性能来说是重要的。因此，当中间板受到磨损时或在需要进行轻微调整来提高钟表部件的性能的情况下，只要改变中间板或潜在地还改变排出器就足够了。注射模具的这种模块化构造在中间板的形式方面提供了灵活性，其切口能够在保持允许使一个或多个排出器通过的同时进行轻微调整。
49.重要的是应强调所述的注射模具允许微注射。其允许使用不同的材料。包括聚合物、复合材料、金属或者特别是陶瓷。因此，其允许制造特别是由陶瓷制成的钟表部件。
50.本发明不限于所述的实施方式。特别地，可通过使用多个中间板(特别是两个、三个或更多)来形成更复杂的几何结构。
51.因此，图5-7示出了根据第二实施方式的注射模具，其包括两个中间板。将在与根据第一实施方式的注射模具的例子中所述那些相同的坯件和相同的部件的制造方面通过举例的方式说明该第二实施方式。
52.因此，图5示出了根据第二实施方式的注射模芯的第一部分1’，其与第一中间板10’和第二中间板20’配合。这两个中间板10’、20’分别在图6和7中示出，各自包括切口12’、22’(贯通开口)，并且它们的切口12’、22’至少部分地重叠。由注射模芯的第一部分1’和两个中间板10’、20’形成的子组件因此基于三个元件在注射方向上的叠置，第二中间板20’被定位在注射模芯的第一部分1’与第一中间板10’之间。该子组件限定了允许在注射阶段期间形成注射零件50’的腔体。应注意，在这个阶段中，注射模芯的没有示出的第二部分与该子组件配合形成封闭的腔体。
53.如上所述，注射模芯的第二部分在称为注射方向或模具的关闭方向的平移方向d’上靠近或远离第一部分移动。材料在该相同的方向d’上被注入到注射腔体中。有利地，注射模芯的两个部分和中间板具有与注射方向垂直的基本平面的表面。此外，不同的排出器可在该相同的方向d’上移动。
54.注射模芯的第一部分1’还可包括切口5’，其在注射方向和模具的关闭方向d’上至少部分地叠置在中间板10’、20’的切口12’、22’上。部件排出器3’设置在第一部分1’的切口5’中。在注射构造中，该排出器3’被定位为使得其远端表面被定位为限定榫头53’的高度。该远端表面因此是注射腔体的表面的一部分。换句话说，其帮助限定部件的形状。该表面相对于对注射腔体进行限定的两个中间板10’、20’的表面回缩。该表面能够限定注射零件50’的较大厚度的部分，这将在下文中详细描述。
55.如图6所示，第一中间板10’的切口12’是贯通开口。第二中间板20’的切口22’也是一样。这两个切口12’、22’还被定位为与第一部分1’的切口5’相对，使得排出器3’根据与第二中间板20’的切口22’基本对应的形状来定位。第二中间板20’的该切口22’帮助形成更精确地限定要制造的注射零件50’的榫头53’的、注射模具的注射腔体的一部分。其还允许被设计为在该榫头53’上更精确地起作用的至少一个排出器3’的位移，该位移主要通过注射模芯的第一部分1’来引导并且允许在注射阶段之后排出部件。第一中间板10’的切口12’还帮助形成注射模具的注射腔体，更具体地是注射腔体的对注射零件50’的除榫头53’之外的部件52’进行限定的部分。
56.由于注射模具的这种设计，注射腔体能够形成与根据第一实施方式的注射模具所获得的类似的注射零件50’，其包括将单独的部件连接在一起并且不形成要制造的部件的一部分的支架56’。部件由叠置在排出器3’上的注射零件50’的第二部分53’和注射零件50’的第一部分52’形成。
57.应注意，在所示的例子中，根据第二实施方式的注射模具因此用于制造钟表部件并且更具体的是上链棘爪60，特别是在图8-10中示出的与第一实施方式示出的例子中一样的上链棘爪60。
58.因此，显而易见的是被设计为形成经过注射成型的注射零件50’的注射模具的注射腔体在注射模具的第一注射位置中主要通过以下部分界定：
59.·
至少一个第一中间板10’的第一切口12’；
60.·
至少一个第二中间板20’的第一切口22’；
61.·
排出器3’的端部，排出器3’的所述端部被定位在其中一个中间板的厚度中、甚至超过一个或多个中间板，并且该排出器3’通过模芯的第一部分1’来设置和引导；以及
62.·
没有示出的模芯的第二部分，其限定了注射零件50’的后表面，例如是平面的表面。
63.更具体地，第一中间板10’的切口12’的侧面形成了对除了榫头63之外的钟表部件的外周、侧表面62进行限定的注射模具的腔体的表面。第二中间板20’的切口22’的侧面形成了对钟表部件的榫头的外周进行限定的注射模具的腔体的表面。第二中间板20’的上表面还限定了钟表部件的表面67，并且模芯的第二部分限定了注射零件50’的后表面。
64.该第二实施方式与第一实施方式相比提供了额外的灵活性，因为同一个部件的分开的部分最终通过注射模具的分开且可动的中间板来限定。因此，能够仅通过调整单一的中间板来调整两个部分中的一个，而无需调整另一个部分或另一个中间板。另一方面，仅有榫头的端部通过与两个中间板不同的部分(排出器3’)来限定。因此，能够以更通用的方式来调整部件的形状、特别是棘爪尖头的形状和/或特别是在不改变注射模芯的第一部分1’的情况下通过仅针对中间板和/或排出器3’的位置进行干预来改变榫头的高度。
65.最后，该第二实施方式可扩展到包括至少两个中间板的任何注射模具，这些中间板至少部分地重叠、各自包括对注射腔体的表面进行界定的至少一个第一切口，它们相应的第一切口重叠地限定所述注射腔体的互补的几何形状。这些第一切口和/或中间板的另外的切口还被设计为允许使注射零件的同一个排出器从至少两个中间板中穿过。
66.图6和7示出了两个中间板10’和20’。与第一实施方式的例子一样，注射模具被设置为具有基本上圆柱形的形状，从而形成能够获得包括多个部件的环形生坯的侧面。中间
板因此具有圆盘形状，其包括用于形成注射腔体和/或用于使不同的排出器通过的切口。因此，除了上述的第一切口12’、22’之外，这些中间板10’、20’分别包括额外的重叠切口16’、26’，从而通过与第一实施方式类似的方式(特别是针对图2所述的内容)允许使注射零件50’的没有示出的互补的排出器通过。
67.应注意，中间板10’、20’可通过与第一实施方式所述内容相同的方法来制造。
68.当然，本发明不限于所述的实施方式，中间板能够采用与所述内容不同的形式。例如，中间板可在注射模具的注射腔体的区域中具有盲切口和/或凸纹和/或纹理。此外，(多个)中间板被可动地安装在注射模具上，从而允许它们在需要时彼此独立地进行改变。
69.本发明还涉及一种中间板本身。这种中间板包括至少一个第一切口并且被设计为用于其在注射模具的两个可动部分之间的可动布置，使得所述至少一个第一切口形成所述注射模具的注射腔体的一部分。该至少一个第一切口是贯通开口。中间板还可包括至少一个盲切口和/或形成注射腔体的中间板的表面的至少一个纹理。其还可包括至少一个第二切口，以允许使注射模具的排出器通过。其可由具有被设计为用于承受注射模具的压力的机械抗性并且具有至少100℃、甚至300℃的温度下的几何稳定性的材料制成，特别是由诸如钢的金属制成或者由碳化钨制成。
70.本发明还涉及一种制造如上所述的用于注射模具的中间板的方法，其中其包括通过电沉积、特别是liga方法或通过对金属板进行加工、特别是线加工或激光加工或者冲压来制造中间板的步骤。
71.本发明还涉及一种制造钟表部件和钟表、特别是手表的方法，其中其包括将材料注入到如上所述的注射模具的注射腔体中的步骤。有利地，这种材料是陶瓷基材料，即，其包括按重量计至少50％的陶瓷。钟表的制造可包括对如上所述的通过将材料注入到根据本发明的注射模具中而完整地或部分地制成的一个或多个钟表部件进行整合。
72.用于制造钟表部件的方法可包括从不同的中间板中为所述注射模具选择适配注射模具的至少一个中间板从而确定部件的几何形状的步骤。
73.用于制造钟表部件的方法在制造所述中间板之前还可包括通过电沉积、特别是liga方法或通过对金属板进行加工、特别是线加工或激光加工或者冲压进行的单独的步骤。
74.已经在钟表部件的制造方面实施了本发明。其还可应用于制造小尺寸的任何部件，即，总体上处于微注射的领域中。以更一般的方式，该方案可通过任何注射模具来实施，而不考虑其尺寸。