AT512362A1

AT512362A1 - Formteil für ein werkzeug sowie daraus gebildetes werkzeug

Info

Publication number: AT512362A1
Application number: ATA35/2012A
Authority: AT
Original assignee: Ifw Manfred Otte Gmbh
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-07-15
Also published as: WO2013104011A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Formteil (2, 3) für ein Werkzeug (1) zur Herstellung eines Formstücks, wobei das Werkzeug zumindest einen inneren Formteil (2) und zumindest einen äußeren Formteil (3) aufweist und in einem geschlossenen Zustand des Werkzeugs (1) zwischen den Formteilen (2, 3) ein dem herzustellenden Formstück entsprechender Hohlraum gebildet ist. Der Formteil (2, 3) ist aus zumindest zwei miteinander verbundenen Elementen (4, 5) aufgebaut, wobei die zumindest zwei Elemente (4, 5) zumindest eine zumindest im Wesentlichen quer zu einer Längsmittelachse (a) des Formteils (2, 3) verlaufende Teilungsebene (E) aufweisen.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Formteil für ein Werkzeug zur Herstellung eines insbesondere großvolumigen Formstücks, wobei das Werkzeug zumindest einen inneren Formtei! und zumindest einen äußeren Formteil aufweist und in einem geschlossenen Zustand des Werkzeugs zwischen dem äußeren Formteil und dem inneren Formteil ein dem herzustellenden Formstück entsprechender Hohlraum gebildet ist.

Weiters betrifft die Erfindung ein Werkzeug zur Herstellung eines Formstücks, wobei das Werkzeug zumindest einen inneren Formteil und zumindest einen äußeren Formteil aufweist und in einem geschlossenen Zustand des Werkzeugs zwischen dem äußeren Formteil und dem inneren Formteil ein dem herzusteilenden Formstück entsprechender Hohlraum gebildet ist. Üblicherweise werden Werkzeuge der eingangs genannten Art, insbesondere Spitzgusswerkzeuge aus Aluminiumlegierungen, beispielsweise aus Aluminiumgusslegierungen gefertigt. Da im Allgemeinen die Schließ- und Düsenseite des Werkzeuges jeweils in einem Stück gefertigt sind, gehen mit der Herstellung herkömmlicher Spritzgusswerkzeuge ein großes Spanvolumen und lange Bearbeitungszeiten sowie eine umständliche Handhabung einher. Des Wetteren sind große Bearbeitungsmaschinen (z.B. Dreh-, Fräs-, Bohrmaschinen etc.) erforderlich, die bedingt durch die teureren Stundensätze zu höheren Fertigungskosten führen. Die Fertigung aus einem Gussblock ermöglicht auch nicht, oder wenn dann nur mit einem sehr hohen Aufwand, den Einsatz verschiedener Legierungen, um sowohl den Produktionsprozess als auch die Formteilqualität zu verbessern. N2011 /20500 1 ^ /m / 9Π1 9 ΛΑ-ΑΔ. ALe_:_ Γ. ..Γ ,ΠΛΠ 25 14:43:50 13-01-2012 6/28 « * ·» • ♦ · · * «·· ·♦ φ · » · · « · · · · • · · ♦ ♦ -2-

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Werkzeug zur Herstellung eines Formstücks derart weiter zu bilden, dass seine Herstellung wesentlich vereinfacht und die Herstellungskosten bei gleichzeitiger Verbesserung der Betriebseigenschaften des Werkzeuges reduziert werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Werkzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Formten aus zumindest zwei miteinander verbundenen Elementen aufgebaut ist, wobei die zumindest zwei Elemente zumindest eine zumindest im Wesentlichen quer zu einer Längsmittelachse des Formteils verlaufende Teilungsebene aufweisen.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt auch eine wesentlich vieiformigere Ausgestaltung des Formteils. So können aus den einzelnen Elementen auf einfache Weise andersförmige Formteite gebildet werden, sodass eine größere Flexibilität in der Gestaltung erzielt wird. Dies kann durch ein Baukastensystem erreicht werden. Die Einzelelemente können mit Hilfe verschiedener Fügeverfahren lösbar und/oder unlösbar miteinander verbunden sein. Die modulare Fertigung ermöglicht zudem einen elementübergreifenden Verlauf der Temperierung. Diese kann somit erheblich verbessert werden.

Eine bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Elemente in Richtung der Längsmittelachse des Formteils betrachtet einen schichtartigen Aufbau bilden und form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Formteile mit einem zylinderförmigen Auftrau, da sich auf einfache Weise mit den Elementen eine derartige Form realisieren lässt.

Eine weitere Vereinfachung in der Bearbeitung sowie bei der Bildung eines Baukastensystems lässt sich dadurch erzielen, wenn die Elemente aus mehreren in Umfangsrichtung hintereinander angeordneter sowie miteinander verbundenen Einzeielementen gebildet sind.

Eine Verbindung und ein Zentrieren der Elemente werden dadurch erleichtert, dass die Elemente parallel zur Längsmittelachse des Formteits verlaufende und N2011/20500 Q m 1 /om 9 1/ · as. 25 14:44:30 13-01-2012 7/28 • ·· ·» φ ♦ · * ·# ·φ φ ♦ · φ # φ φ φ φ · · φ φ φ φφ · φ · φφ ·φ φφ ·· -3-die Elemente durchsetzende Bohrungen aufweisen, wobei die Bohrungen zweier Elemente miteinander zur Deckung bringbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass in den die Elemente durchsetzenden Bohrungen Stäbe angeordnet sind, die zur axialen Ausrichtung der Elemente dienen.

Um zwei Elemente auf einfache Weise miteinander verbinden zu können, können die Stäbe eine Länge aufweisen, welche zumindest der Länge zweier aneinander gegenüberliegender Bohrungen zweier benachbarter, in der Teilungsebene aneinander angrenzender Elemente entspricht

Zur Gewährleistung einer guten Verbindung der Elemente kann es vorgesehen sein, dass die Stäbe an ihren Enden Fixierungselemente, beispielsweise Gewinde und Schrauben, aufweisen, mit welchen jeder der Stäbe gegen ein Verrutschen des Stabes in Längsrichtung der Bohiung sicherbar ist. Gemäß dieser Ausfuhr rungsform der Erfindung können die Elemente durch Verschrauben miteinander verbunden werden. Alternativ zu einem Verschrauben wäre es jedoch auch denkbar die Elemente durch Verspannen gegeneinander zu fixieren.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Elemente an Endbereichen der Bohrungen Ausnehmungen aufweisen, deren Größe zumindest der Größe der Fixierungselemente entspricht, sodass die Fixie-rungselemente, in der betreffenden Oberfläche der Elemente versenkbar sind.

Eine Sicherung gegen ein Verdrehen der Elemente lässt sich auf einfache Weise dadurch realisieren, dass die Stäbe je eine Querschnittsform aufweisen, die der Querschnittsform der korrespondierenden Bohrungen entspricht. Insbesondere Querschnittsformen von Stäben und Bohrungen, welche von einer kreisrunden Form abweichen, eignen sich dazu eine sehr effiziente Verdrehsicherung zu realisieren.

Eine Zentrierung der Elemente lässt sich dadurch auf einfache Weise realisieren, dass in zumindest einer der Bohrungen zumindest eine die Teilungsebene durch- N2011/20500 _4- 25 _4- 25 8/28 14:45:10 13-01-2012 setzende Zentrierbuchse zur Zentrierung der Elemente gegeneinander angeordnet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Zentrierungsbuchsen als rohrförmige Hülsen ausgeführt sind, wobei zu· mindest eines der Elemente eine koaxial zu der Bohrung angeordnete Ausnehmung aulweist, die einen Anschlag für die Zentrierbuchse bildet. An dieser Stelle sei daraufhingewiesen, dass unter rohrförmigen Hülsen auch zylindermantelförmige Hülsen bzw. Hüllen aber auch andere Formen von Hüllen, beispielsweise in eckiger, ovaler, konischer Form, für die Zentrierbuchsen verstanden werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zentrierbuchse und die Ausnehmung kongruent zueinander ausgebildet sind. Bei Verwendung einer konischen Zentrierbuchse kann eine konische Ausnehmung vorgesehen sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Zentrierbuchse entlang eines der Stäbe entlangrutschen. Sobald die Zentrierbuchse mit der Ausnehmung in Eingriff gebracht ist, ist zuverlässige eine Zentrierung gewährleistet.

Gemäß einer weiteren Ausführurvgsform der Erfindung können zwei aneinander stoßende Elemente miteinander verklebt und/oder miteinander verschweißt sein. Das Verkleben und/oder Verschweißen der Elemente kann alternativ oder zusätzlich zu anderen Verbindungsarten, wie Verschrauben, Verspannen, etc. zum Einsatz kommen. Bei entsprechender Wahl des Klebstoffes ist während des bestimmungsgemäßen Einsatzes des Werkzeugs eine einwandfreie Halterung der Elemente aneinander gegeben, wobei bei noch stärkerer bzw. höherer Erwärmung der Klebstoff seine Haffwirkung soweit verliert, dass die miteinander verklebten Elemente voneinander getrennt werden können.

Alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Verbindungsarten können auch weitere mechanische Verbindungen vorgesehen sein. Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass zwei einander benachbarte Elemente an ihren in der Teilungsebene liegenden Oberflächen je zumindest eine Verbindungsstruktur aufweisen, wobei die Verbindungsstrukturen bevorzugt kongruent zueinander ausgebiidet sind. Durch die Verbindungsstrukturen lässt sich ebenfalls eine gute Zentrierung der Elemente gegeneinander gewährleisten. Ins- N2011/20500 Λ _ /onio ιλ λ« 25 14:45:53 13-01-2012 9/28 *9 ·· 9999 49 99 • 9 4 • * 4 9 9 4 9 9 • » • · • 9 9 49 9 • · • · • 999 9 4 » » ♦ 9 · • 9 9 4 · 44 99 99 94 99 -5-besondere dann, wenn eine erste der Verbindungsstrukturen als Ausnehmung und die zweite der Verbindungsstrukturen als ein mit der Ausnehmung korrespondierender Fortsatz ausgebildet ist.

Gemäß vorteilhaften Weiterbildungen der gegenständlichen Erfindung, welche eine gute mechanische Verbindung gewährleisten, können die Verbindungsstrukturen eine Schwalbenschwanzverbindung und/oder eine Nut-Federverbindung und/oder eine Spundung und/oder eine Versatzung und/oder eine Klauung und/oder Blattung und/oder eine Kämmung und/oder eine Gratung und/oder eine Zapfung und/oder ein Zinkung bilden.

Um eine Wärmeausbreitung in dem Formteil vorteilhaft beeinflussen zu können, kann zumindest eines der Elemente aus einem Material gefertigt sein, welches sich von dem Material zumindest eines zweiten Elementes unterscheidet.

Um eine gute Dichtheit des Formteils gewährleisten zu können, können zwischen den Elementen Dichtungs- und/oder Dämpfungselemente, beispielsweise in Form von O-Ringen, dünnen Platten aus elastomeren Material, wie Gummi, angeordnet sein. Weiters können damit aber auch Abmessungsänderungen durch Wärmedehnung ausgeglichen bzw. abgebaut werden.

Um eine optimale Temperaturverteilung in dem Formteil zu erzielen, können die Elemente Temperierbohrungen aufweisen, in welche zumindest ein Mittel zur Kühlung und/oder Verbesserung der thermischen Kontaktierung der Elemente untereinander eingesetzt und/oder eingefüllt ist Als Mittel zur Kühlung kann beispielsweise eine Kühlflüssigkeit eingefüllt werden. Alternativ hierzu könnten als Mittel zur thermischen Kontaktierungen beispielsweise Kupferstäbe in die Bohrungen eingesetzt werden. Hierdurch ließe sich auf einfache Weise beispielsweise ein flacherer Temperaturgradient zwischen den einzelnen Elementen erzielen.

Zur Erzielung einer einfachereren und kostengünstigereren Fertigung von Strömungskanälen im Werkzeug kann in zumindest einem der Elemente im Bereich der Trennebene zumindest ein Verbindungskanai vorgesehen ist, weicher sich ausgehend von zumindest einer Stirnfläche in das zumindest eine Element hinein erstreckt und zusammengehörige Temperierbohrungen miteinander verbindet. N2011/20500 Q/m tonn λα ai. JLQSCi ILt. 25 25 10/28 14:46:35 13-01-2012 » · » · · · · · · · • « ·· · · « · 4* • ·· » » « ····· · • » · « · * e ♦ ι · · -6-

Die oben genannte Aufgabe lässt sich auch mit einem Werkzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch lösen, dass das Werkzeug zumindest einen erfindungsgemäßen Formteil aulweist

Entsprechend einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann der innere Formteil als erfindungsgemäßer Formteil ausgeführt sein. An dieser Stelle sei jedoch auch darauf hingewiesen, dass auch der äußere oder nur der äußere Formteil als erfindungsgemäßer, aus Elementen aufgebauter Formteil ausgebildet sein kann.

Die Erfindung samt weiteren Vorteilen wird im Folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen schematisch:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Werkzeugs, bei abgehobenem oberen Abschlussformteil;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Formteifs des Werkzeugs;

Fig. 3 eine erste Variante einer Verbindungsstelle zweier Elemente im näheren Detail;

Fig. 4 eine Zentrierungsbuchse und eine Bohrung im näheren Detail;

Fig. 5 eine getrennte Verbindungsstelle zweier Elemente eines Formteils im näheren Detail;

Fig. 6 ein Detail von Verbindungskanälen im Bereich der Trennebene ε zwischen den Elementen des Werkzeugs, im Schnitt.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfährungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. N2011/20500

1 ofni/onn 1/i/iQ ALe. Λ Λ 25 25 11 /28 14:47:13 13-01-2012

Gemäß der Fig. 1 weist eine mögliche Ausbildung eines Werkzeugs 1 zur Herstellung eines nicht näher dargestellten Formstücks, einen inneren Formteil 2 und zumindest einen äußeren Formten 3 auf. In einem geschlossenen Zustand des Werkzeugs 1 ist zwischen dem äußeren Formteil 3 und dem inneren Formteil 2 ein dem herzustellenden Formstück entsprechender Hohiraum ausgebildet, in welchen in der geschlossenen Werkzeugposition der Werkstoff zur Bildung des Formstücks eingebracht wird. Mit diesen Werkzeugen 1 sollen großvolumige Formstücke, wie z.B. Schächte oder Schachtteiie für die Kanalisation, Tanks, Tankelemente, Behälter und Behälterteile, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden. Unter großvolumig wird hier verstanden, dass sogar ein Begehen des Innenraums der Formstücke durch eine Person möglich ist.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kann der Formteil 2 aus mehreren, jedoch zumindest zwei, miteinander verbundenen Elementen 4, 5 aufgebaut sein, wobei die Elemente 4,5 eine im Wesentlichen quer, insbesondere in senkrechter Richtung, bezüglich einer Längsmittelachse a des Formteils 2 verlaufende Teilungsebene ε aufweisen. Um zusätzlich auch noch den durch den eingebrachten Werkstoff aufgebauten Druck besser zwischen den einzelnen Elementen 4, 5 aufnehmen bzw. abtragen zu können, kann die Teilungsebene ε auch schräg bzw. gestuft ausgebildet sein. An dieser Stelle sei erwähnt, dass auch der in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 3 dargestellte äußere Formteil sowie der in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 2 versehene innere Formteil des Werkzeugs 1 durch Zusammenfügen bzw. Schichten von mehreren Elementen 4, 5 hergestellt sein kann. Bevorzugt wird ein überden Umfang durchlaufendes Basisformteil 16 als Trägereiement für die Elemente 4, 5 vorgesehen, an welchem die einzelnen Elemente 4, 5 bzw. die diese bildenden Einzelelemente 41,51 abgestützt bzw. gehaltert sind. Ein weiteres, jedoch nicht näher dargestelltes Abschlussförmteil bzw. Abschlusselement dient zum Abschließen sowie dem Abdichten des durch den inneren sowie äußeren Formteil 2,3 sowie den Basisformteil 16 umgrenzten Hohlraums bzw. der damit gebildeten Kavität in jenem, dem Basisformteil 16 gegenüberliegenden Abschnitt des Werkzeugs 1.

Die Elemente 4,5 bilden in Richtung der Längsmittelachse a des Formteils 2 betrachtet einen schichtartigen Aufbau und können in der Teilungsebene ε bzw. den N2011/20500 n /m /9131 Ο ΛΑ-Α&. M- ΡΠ7Ε- 25 25 12/28 14:47:58 13-01-2012 • · · * » t ·· * · · « ·· « t · « · · · · • · « · · * · 4 * · t ♦ • « · · · * · · · I * -8-

Teilungsebenen ε form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sein. So können die einzelnen Elemente 4,5 über den Umfang des Werkzeugs 1 gesehen durchlaufend ausgebildet sein. Dabei kann das hierin einer Ebene angeordnete Element 4, 5 auch noch zusätzlich in Umfangshchtung in mehrere Einzelelemente 41, 51 unterteilt sein, welche dann in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind.

Damit kann je nach gewählter Teilung des Formteils 2, 3 bzw. der Elemente 4,5 ein Baukastensystem geschaffen werden, bei dem einzelne der Elemente 4,5 bzw. deren Einzelelemente 41,51 gleichartig zueinander ausgebildet werden können. Dies ist aus den Fig. 1 und 2 erkennbar. Dabei sind dann die einzelnen Elemente 4,5 zusätzlich auch noch in paralleler Richtung bezüglich der Längsmittelachse a des Formteils 2, 3 geteilt und/oder miteinander verbunden. Der Formteil 2, 3 kann somit zusätzlich zur Trennebene ε auch senkrecht zu dieser verlaufende Trennebenen aufweisen. Auch diese Einzelelemente 41,51 können im Bereich der einander zugewendeten Stirnseitenflächen zur gegenseitigen Verbindung bzw. Kupplung miteinander zu einem der Elemente 4,5 verbunden sein. Dies kann auch wiederum form- und/oder kraftschlüssig erfolgen.

Wie aus den Fig. 3 und 4 erkennbar ist, können die Elemente 4,5 parallel zur Längsmittelachse a des Formteils 2 verlaufende und die Elemente 4,5 durchsetzende Bohrungen 6 aufweisen. Die Bohrungen 6 zweier Elemente 4, 5 können miteinander zur Deckung gebracht werden, sodassdie Bohrungen 6 miteinander fluchten. In den Bohrungen 6 können Stäbe 7 zur gegenseitigen Fixierung und/oder axialen Ausrichtung der Elemente 4,5 angeordnet werden.

Um die Stäbe 7 zu einer Verbindung zweier oder mehrerer Elemente 4,5 verwenden zu können, können die die Stäbe 7 eine Länge aufweisen, welche zumindest der Länge zweier aneinander gegenüberliegender Bohrungen 6 zweier benachbarter, in der Teilungsebene ε aneinander angrenzender Elemente 4, 5 entspricht.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, können die Stäbe 7 an zumindest einem ihrer freien Enden Fixierungselemente 8 aufweisen, beispielsweise Gewinde und Schrauben bzw. Schraubmuttern, mit welcher jeder der Stäbe 7 gegen ein Verrut- N2011/20500

io in 1 i omo λα AO · pn7C 25 14:48:40 13-01-2012 13/28 • « « · * I 4 4 4 4 · 4 * « 4* * 44 4 4 4 • 4 · 4 * · «4444 4 • 44 44 4 # · 4 4 4 -9- schen des Stabes 7 in Längsrichtung in der zugehörigen Bohrung 6 gesichert werden kann.

In den Fig. 3 bis 5 wird das obere der Elemente mit dem Bezugszeichen 4 versehen, während für das untere Element das Bezugszeichen 5 gewählt wird. Durch Festziehen der Schrauben können die Elemente 4 und 5 gegeneinander fixiert und auf diese Weise miteinander verbunden werden. Anstelle von Schrauben bzw. Schraubmuttern und Gewinden können auch Spannmittel oder Hebel, zur Fixierung der Stäbe 7 verwendet werden. Alternativ zur Verwendung von Stäben 7 könnten die Elemente auch mittels geeigneter anderer Mittel, wie beispielsweise Drahtseile, Ketten oder Ähnlichem, gegeneinander fixiert werden. Bei Verwendung von Drahtseilen kann es besonders vorteilhaft sein, Spannschlösser als Fixie-rungselemente zur Fixierung der Elemente 4, 5 zu verwenden.

Die Elemente 4 und 5 können an Endbereichen der Bohrungen 6 Ausnehmungen 9 aufweisen, deren Größe zumindest der Größe der Fixierungselemente 8 entspricht, sodass die Fixierungselemente 8, in der betreffenden Oberfläche der Elemente 4 und 5 versenkbar sind. Ferner können die Stäbe 7 je eine Querschnitts-form aulweisen, die der Querschnittsform der korrespondierenden Bohrungen 6 entspricht. So können die Stäbe 7 einen runden, elliptischen, poiygonzugartigen, beispielsweise dreieckigen, rechteckigen oder mehreckigen Querschnitt aufweisen.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, kann in den Bohrungen 6 eine die Teilungsebene ε durchsetzende Zentrierbuchse 10 zur gegenseitigen Zentrierung bzw. Ausrichtung der Elemente 4 und 5 zueinander angeordnet sein. Es können aber auch andere zumeist als Normalien bezeichnete Zentrierelemente eingesetzt werden, um eine gegenseitige Ausrichtung und/oder Zentrierung der übereinander bzw. nebeneinander in Richtung der Längsmittelachse a angeordneten Elemente 4, 5 zu erzielen. Dabei wäre es unabhängig davon auch noch möglich, nur Zentrierelemente im Bereich der Teilungsebene ε vorzusehen, welche diese hin in Richtung auf die beiden Elemente 4 und 5 durchsetzen. Die Verbindung der Elemente 4,5 kann dann durch einen Klebevorgang, einen Schweißvorgang oder andere kraft-und/oder formschlüssige Verbindungsmittel erfolgen. N2011/20500 q / n i /omo ιλ-rü. Λ Λ 14/28 14:49:22 13-01-2012 • 4 4 4 4 4 44 * * 4 4 44 *4 4 44 4 4« 4 4* 44 4 4 «44 4 4 • 44 4 4 44 4 «4 4 -10-

Die Zentrierungsbuchse 10 kann als rohrförmige, insbesondere zylindermantel-förmige Hülse ausgeführt sein, wobei zumindest eines der Elemente 4 bzw. 5 eine koaxial zu der Bohrung 6 angeordnete Ausnehmung 11 aufweist, die einen Anschlag für die Zentrierbuchse 10 bildet. Die Zentrierbuchsen 10 sind bevorzugt spielfrei und/odermit einem geringen Spiel versehen in den Ausnehmungen 11 angeordnet Durch eine von einer kreisrunden Form abweichende Querschhitts-form der Zentrierbuchsen 10, beispielsweise dreieckig oder rechteckig kann bei entsprechender Ausgestaltung der Ausnehmungen 11 eine gute Sicherung gegen ein Verdrehen der Elemente 4 und 5 gegeneinander realisiert werden.

Zusätzlich oder alternativ zu einer mechanischen Verbindung der Elemente 4 und 5 können die Elemente 4,5 auch miteinander verklebt sein. Um überschüssiges Klebemittel an den einander zugewendeten Oberflächen bzw. Kontaktflächen der Elemente 4,5 im Bereich der Teilungsebene ε aufnehmen zu können, ohne dass dieses ausläuft, können eigene Vorratskammern in zumindest einer der Oberflächen angeordnet sein. Weiters könnte aber auch eine Schrumpfverbindung vorgesehen werden, welche z.B. die miteinander zu verbindenden Elemente 4,5 über Zugmittel miteinander verspannt. Das oder die Zugmittel werden vor oder während dem Einbau aufgewärmt, dann in die entsprechende Lage verbracht und anschließend abgekühlt. Bedingt durch den Schrumpfvorgang wird eine klemmende Verbindung zwischen den Elementen 4r 5 erzielt.

Darüber hinaus können die Elemente 4, 5 auch miteinander verschweißt sein. Auch wäre es denkbar, die Elemente 4 und 5 mittels eines Vakuums miteinander zu verbinden. Hierzu müsste die an Verbindungsstellen befindliche Luft zwischen den Elementen 4,5 abgesaugt werden.

Die Verbindung der Elemente 4 und 5 wird dadurch erleichtert, dass die Elemente 4,5 an ihren einander zugewandten Oberflächen je zumindest eine Verbindungsstruktur 12,13 aufweisen, wie dies vereinfacht und nur beispielhaft in Fig. 5 dargestellt ist. Die Verbindungsstrukturen 12,13 können vorteilhafterweise kongruent zueinander ausgebildet sein, sodass auch auf einfache Weise durch Ineinanderfü-gen der Verbindungsstrukturen 12 und 13 eine Zentrierung und/oder Halterung bzw. Fixierung der Elemente 4 und 5 erzielt werden kann. Hierbei kann eine erste N2011/20S00

in< jpfH o 1/i cn ALc_·. A 25 25 15/28 14:50:05 13-01-2012 • « · « * » ♦ * ·» · • · ♦ · · · ·· · « « · · * I *·*«· · • · » · * » · * « · * -11-der Verbindungsstrukturen 12 als Ausnehmung und diezweite der Verbindungs-Strukturen 13 als ein mit der Ausnehmung 12 korrespondierender Fortsatz ausgebildet sein. Mögliche Arten eine formschlüssige Verbindung zwischen den Elementen 4 und 5 herzustellen bestehen beispielsweise darin, dass die Verbindungsstrukturen 12,13 eine Schwalbenschwanzverbindung und/oder eine Nut-Federverbindung und/oder eine Spundung und/oder eine Versatzung und/oder eine Klauung und/oder Blattung und/oder eine Kämmung und/oder eine Gratung und/oder eine Zapfung und/oder ein Zinkung bilden. Diese Beispiele sind nur auswahlhaft für eine Vielzahl von anderen Möglichkeiten angeführt.

Die in diesem Dokument erwähnten Verbindungsarten können alternativ zum Einsatz kommen, wobei jedoch einzelne Verbindungsarten miteinander kombiniert werden können. So können beliebige Verbindungsarten zur Verbindung der Elemente 4,5 und/oder der Einzelelemente 41, 51 miteinander kombiniert werden.

An dieser Stelle sei auch erwähnt, dass es auch möglich ist, zumindest eines der Elemente 4 aus einem Materiaf zu fertigen, weiches sich von dem Material des zweiten Elements 5 unterscheidet. Somit können Elemente 4,5 unterschiedlicher Legierungen zur Herstellung des Formteils 2, 3 verwendet werden. So können die Elemente 4, 5 beispielsweise aus Stahl und/oder Aluminium und/oder Kupfer und/oder Legierungen hergestelit sein.

Noch einmal auf Fig. 4 Bezug nehmend erkennt man, dass zwischen den Elementen 4 und 5 Dichtungs- und/oder Dämpfungselemente 14 angeordnet sein können, beispielsweise in Form von O-Ringen. Es können aber auch andere Schichten vorgesehen werden, welche der gegenseitigen Verbindung und/oder Dämpfung der Elemente 4, 5 dienen.

Weiters können die Elemente 4 und/oder 5, wie in Fig. 2 dargestellt, auch Temperierbohrungen 15 aufweisen, in weiche zumindest ein Mittel zur Kühlung und/oder Verbesserung der friermischen Kontaktierung der Elemente 4, 5 untereinander eingesetzt und/oder eingefüllt ist und diese von dem Kühfmittel durchströmt werden können. N2011/20500

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Die hier dargestellten Temperierbohrungen 15 sind derart im Fomnteil 2,3 bzw. den diese bildenden Elementen 4,5 angeordnet, dass diese in etwa parallel be-züglich Längsmittelachse a verlaufen. Bei einer senkrechten Ausrichtung derTei-Jungsebene ε bzw. den Teilungsebenen ε bezüglich der Längsmittelachse a verlaufen auch die Temperierbohrungen 15 in einer in etwa senkrechten Ausrichtung bezüglich der Teilungsebene ε bzw. den Teilungsebenen ε. Um auch ein umfangsmäßiges Strömen bzw. ein Durchströmen des Kühlmittels innerhalb der Elemente 4,5 zu ermöglichen, wie dies beispielsweise zur Bildung eines Kühlmittel· kreislaufes erforderlich ist, können einzelne zusammengehörige Temperierbohrungen 15 miteinander in Strömungsverbindung gebracht werden. Dies kann durch im Bereich der Teilungsebene ε angeordnete bzw. ausgebildete Strömungskanäle bzw. Verbindungskanäle 17 erfolgen. Der oder die Verbindungskanäle 17 sind derart angeordnet, dass sich diese ausgehend von zumindest einer Stirnfläche 18,19 in das zumindest eine Element 4, 5 hinein erstrecken und die vorgesehenen Temperierbohrungen 15 miteinander verbinden. Durch die Anordnung des oder der Verbindungskanäle 17 in zumindest einer der Stirnflächen 18 und/oder 19 kann die Bearbeitung z.B. mittels eines Fräsvorganges einfach durchgeführt werden. Dies erleichtert sich auch noch dadurch, dass auch die Elemente 4, 5 auch noch in mehrere Einzelelemente 41, 51 unterteilt werden können. Bei entsprechender Oberflächengüte der einander zugewendeten und aneinander anliegenden Stirnflächen 18.19 kann gegebenenfalls auf eine zusätzliche Anordnung von Dichtelementen bzw. Dichtmitteln verzichtet werden. Es können aber auch zur besseren und sichereren Abdichtung alle aus dem Stand der Technik bekannte Dichtelemente bzw. Dichtmittel eingesetzt werden.

In der Fig. 6 ist schematisch vereinfacht eine Anordnungsmöglichkeit von Verbindungskanälen 17 zwischen unmittelbar einander benachbart angeordneten Elementen 4,5 im Bereich er TeiJungsebene ε bzw. den Stirnflächen 18,19 gezeigt.

So erstreckt sich der hier linke Verbindungskanal 17 nur in die Stirnfläche 19 des Elements 5 hinein. Im Unterschied dazu ist der weitere rechts dargestellte Verbin-dungskanai 17 in beiden Stirnflächen 18,19 der unmittelbar benachbarten Elemente 4,5 angeordnet bzw. vorgesehen. Die jeweiligen Verbindungskanäle 17 erstrecken sich umfangsmäßig gesehen so weit, dass die zu verbindenden Tem- N2011/20500 va/m ιοπλο ίλ-κο 25 14:51:30 13-01-2012 17/28 • ·· · ♦ ft ····· · • · · ft · · · · · ft · -13- perierbohrungen 15 miteinander in Strömungsverbindung gebracht erden können. Damit kann ein Temperiermittel bzw. ein Temperiermedium hindurch geleitet werden. Auf die weiteren Zu- sowie Ableitung aus den Elementen 4,5 bzw. dem Basisformteil 16 wurde der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Werkzeugs 1, insbesondere dessen Formteilen 4, 5, dieses bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargesteltt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Werkzeugs 1, insbesondere dessen Formteilen 2,3, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausföhrungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlich«! Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. N2011/20500 io;<vi/onio 1 4 · ca 25 14:54:31 13-01-2012 22 /28 • * f * t * · · · » * Φ * « ·· * · *·Φ · « • · · · · · · * »

Bezugszeichenaufstellung 1 Werkzeug 2 Formteil 3 Formteil 4 Element 5 Element 6 Bohrung 7 Stab 6 Fixierungselement 9 Ausnehmung 10 Zentrierbuchse 11 Ausnehmung 12 Verbindungsstruktur 13 Verbindungsstruktur 14 Dichtung 15 Temperierbohrung 16 Basisformteil 17 Verbindungskanal 18 Stirnfläche 19 Stirnfläche 41 Einzelelement 51 Einzelelement a Längsmittelachse ε Teilungsebene N2011/20500 1 Q im/onn i/i-cc Λ

Claims

25 25 18/28 14:52:12 13-01-2012 • · · ·« * *· · · · 4 · I 4 4 t 4 4 ··· • II · ) · · ··· 4 4 • ·· · < 4 4 4 44 4 -1 - Patentansprüche 1. Formteil (2, 3) für ein Werkzeug (1) zur Herstellung eines insbesondere großvolumigen Formstücks, wobei das Werkzeug (1) zumindest einen inneren Formteil (2) und zumindest einen äußeren Formteil (3) äufweist und in einem geschlossenen Zustand des Werkzeugs (1) zwischen dem äußeren Formteil (3) und dem inneren Formteil (2) ein dem herzustellenden Formstück entsprechender Hohlraum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Formteil (2,3) aus zumindest zwei miteinander verbundenen Elementen (4,5) aufgebaut ist, wobei die zumindest zwei Elemente (4, 5) zumindest eine zumindest im Wesentlichen quer zu einer Längsmittelachse (a) des Formteils (2,3) verlaufende Teilungsebene (ε) aufweisen.
2. Formteil (2, 3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4, 5) in Richtung der Längsmittelachse (a) des Formteils (2,3) betrachtet einen schichtartigen Aufbau bilden und form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
3. Formteil (2, 3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4,5} aus mehreren in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten sowie miteinander verbundenen Einzelelementen (41, 51) gebildet sind.
4. Formteil (2, 3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4,5) parallel zur Längsmittelachse (a) des Formteils (2, 3) verlaufende und die Elemente (4, 5) durchsetzende Bohrungen (6) aufweisen, wobei die Bohrungen (6) zweier Elemente (4, 5) miteinander zur Deckung bringbar sind.
5. Formteil (2, 3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den die Elemente (4, 5) durchsetzenden Bohrungen (6) Stäbe (7} angeordnet sind, die zur axialen Ausrichtung der Elemente (4,5) dienen. N2011/20500 μ- · mmiy 9J1L2— 14:52:48 13-01-2012 19/28 25 * · > < · * ·· ··· • ·· ** * ·*··» · * t · · · · ♦ · * · · -2-
6. Formteil (2,3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (7) eine Länge aufweisen, welche zumindest der Länge zweier aneinander gegenüberliegender Bohrungen (6) zweier benachbarter, in der Teilungsebene (ε) aneinander angrenzender Elemente (4,5) entspricht.
7. Formteil (2,3) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (7) an ihren freien Enden Fixierungselemente (8), beispielsweise Gewinde und Schrauben, aulweisen, mit weichen jeder der Stäbe (7) gegen ein Verrutschen des Stabes (7) in Längsrichtung der zugehörigen Bohrung (6) sicherbar ist.
8. Formteil (2,3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4, 5) an Endbereichen der Bohrungen (6) Ausnehmungen (9) aufweisen, deren Größe zumindest der Größe der Fixierungselemente (8) entspricht, sodass die Fixterungselemente (8), in der betreffenden Oberfläche der Elemente (4, 5) versenkbar sind.
9. Formteil (2,3) nach Anspruch einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (7) je eine Querschnittsform aulweisen, die der Querschnittsform der korrespondierenden Bohrungen (6) entspricht
10. Formteii (2,3) naclreinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der Bohrungen (6) zumindest eine die Teilungsebene (ε) durchsetzende Zentrierbuchse (10) zur Zentrierung der Elemente (4,5) angeordnet ist
11. Formteil (2,3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zentrierungsbuchse (10) als rohiförmige Hülse ausgeführt ist, wobei zumindest eines der Elemente (4,5) eine koaxial zu der Bohrung (6) angeordnete Ausnehmung (11) aulweist, die einen Anschlag für die Zentrierbuchse (10) bildet. N2011/20500 1g fn-l /ΟΛ1Ρ 14 -t;/1 *- · DQ7EL 14:53:24 13-01-2012 20/28 25
12. Formteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aneinander stoßende Elemente (4, 5) miteinander verklebt und/oder miteinander verschweißt sind.
13. Formteil (2,3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander benachbarte Elemente (4,5) an ihren in der Teilungsebene liegenden Oberflächen je zumindest eine Verbindungsstruktur (12,13) aufweisen, wobei die Verbindungsstrukturen (12,13) kongruent zueinander ausgebildet sind.
14. Formteil (2,3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Verbindungsstrukturen (12) als Ausnehmung und die zweite der Verbindungsstrukturen (13) als ein mit der Ausnehmung korrespondierender Fortsatz ausgebildet ist.
15. Formteil (2, 3) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrukturen (12,13) eine Schwaibenschwanzverbindung und/oder eine Nut-Federverbindung und/oder eine Spundung und/oder eine Ver-satzung und/oder eine Kiauung und/oder Btattung und/oder eine Kämmung und/oder eine Gratung und/oder eine Zapfung und/oder ein Zinkung bilden.
16. Formteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Elemente (4,5) aus einem Material gefertigt ist, welches sich von dem Material zumindest eines zweiten Elementes (4,5) unterscheidet.
17. Formteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Elementen (4,5) Dichtungs- und/oder Dämpfungselemente (14) angeordnet sind,
18. Formteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4,5) Temperierbohrungen (15) aufweisen, in welche N2011/20500 12J n 1 / 9ϋ3-2_ 1 AjlEA m- · DΠ7Κ Π ΛΛΛίηΙΐΔ 25 14:54:00 13-01-2012 21 /28

-4-zumindest ein Mittel zur Kühlung und/oder Verbesserung der thermischen Kontaktierung dar Elemente (4, 5) untereinander eingesetzt und/oder eingefüllt ist.
19. Formteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem der Elemente (4, 5) im Bereich der Trennebene (ε) zumindest ein Verbindungskanal (17) vorgesehen ist, welcher sich ausgehend von zumindest einer Stirnfläche (18,19) in das zumindest eine Element (4,5) hinein erstreckt und zusammengehörige Temperierbohrungen (15) miteinander verbindet.
20. Werkzeug (1) zur Herstellung eines Formstücks, wobei das Werkzeug (1) zumindest einen inneren Formteil (2), zumindest einen äußeren Fomrrteil (3), einen Basisformteil (16) sowie gegebenenfalls ein Abschlussformteil aufweist und in einem geschlossenen Zustand des Werkzeugs (1) zwischen den Formteilen (2,3, 16) ein dem herzustellenden Formstück entsprechender Hohlraum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) zumindest einen Formteil (2,3) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 aulweist. Hw Manfred Otte GmbH durch Anwält^tSger&‘ Partner Rechtsanwalt GmbH N2011/20500 1 -um ί om 'l -i Λ - cc m - -_nnis.