AT6786U1

AT6786U1 - Temperiersystem für werkzeuge

Info

Publication number: AT6786U1
Application number: AT0082602U
Authority: AT
Inventors: Alfred Dr Lampl
Original assignee: Alfred Dr Lampl
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-04-26

Abstract

Temperiersystem für ein Werkzeug 1,2 mit formbildenden Werkzeugeinsätzen 3,4 und Temperierkanälen 5, bei dem über Umsteuersignale einer Steuereinheit 11 durch Steuerschieber 9,10 die Durchflußrichtung des Temperiermediums durch die Temperierkanäle 5 umgekehrt wird (Gegenlaufkühlung). Die Intervalle für die Umkehrung der Durchflußrichtung werden zeitabhängig oder abhängig von Messungen der Werkzeugtemperatur festgelegt. Durch dieses Temperiersystem wird eine bessere Temperaturverteilung im Formteil während der Aufheiz- Abkühlphase im Werkzeug erreicht, gegenüber Systemen mit stets gleicher Durchlaufrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft das Temperiersystem eines Werkzeuges mit Temperierkanälen, durch die das Temperiermedium fliesst. Die Wirtschaftlichkeit eines Spritzgiesswerkzeuges ist entscheidend abhängig von der Geschwindigkeit mit welcher der Wärmeaustausch zwischen eingespritzter Formmasse und dem Temperiermittel erfolgt. Bei Thermoplasten muss der Schmelze soviel Wärme entzogen werden, bis ein formstabiler Zustand des
Spritzgussteiles erreicht wird. Die dafür notwendige Zeit ist die Kühlzeit, die quadratisch von der Formteildicke abhängt. Das durch die Temperierkanäle fliessende Temperiermedium hat die Aufgabe, dem Werkzeug soviel Wärme zu - oder abzuführen, dass sich die geforderte Wandtemperatur einstellt. Das Temperiermedium muss neben der vom Formteil eingebrachten Wärmemenge auch die zwischen Werkzeugaussenfläche und Umgebung ausgetauschte Wärmemenge kompensieren.

Hohe gewünschte Werkzeugtemperaturen erfordern Wärmezufuhr ( Heizung), niedrige Werkzeugtemperaturen Wärmeabfuhr (Kühlung ). Die Qualität der Formteile wird beim Spritzgiessprozess entscheidend von stets gleichmässigen Temperaturverhältnissen von Zyklus zu Zyklus beeinflusst. Optimale Spritzteiloberflächen und gute Formteileigenschaften erfordern häufig hohe Werkzeugtemperaturen. Dies führt zu langen Kühlzeiten, besonders bei dickwandigen Formteilen. Beim Variotherm - Verfahren werden die Zykluszeiten verkürzt. Das Temperiersystem arbeitet dabei in zwei Abschnitten, einer Aufheizphase und einer Kühlphase. In der Aufheizphase wird mit einem Temperiermittel mit hoher Temperatur (z. B. 140 Grad ) die Werkzeugoberfläche vor dem Einspritzen aufgeheizt und in der anschliessenden Kühlphase mit einem Kühlmittel (z. B. 10 Grad )rasch abgekühlt.

Bei langen Temperierkanälen ergibt sich ein relativ grosse Temperaturdifferenz im zu - und abfliessenden Temperiermittel und dadurch eine unterschiedliche Temperaturverteilung im Werkzeug in der Aufheiz-beziehungsweise Abkühlphase.

Die vorliegende Erfindung verbessert die unterschiedliche Temperaturverteilung durch die Gegenlauftemperierung, bei welcher die Fliessrichtung des Temperiermediums in vorgegebenen Intervallen umgekehrt wird.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand einer schematischen Darstellung eines Temperiersystems beschrieben. In dieser zeigen: Fig. 1 den Schnitt durch ein Werkzeug für ein rechteckige Platte, Fig. 2 den Verlauf der Kühlkanäle im Werkzeugeinsatz.

Fig. 3 das Variotherm - Temperiersystem mit Gegenlauftemperierung.

Das Werkzeug für die Fertigung der rechteckigen Platte besteht aus den Werkzeughälften
1,2 mit den formbildenden Werkzeugeinsätzen 3,4, in denen die Temperierkanäle 5 angeordnet sind. Der Spritzling 6 wird über einen Kegelanguss von der Seite angespritzt.

Die Werkzeugeinsätze 3,4 werden vor dem Einspritzen mit dem Temperiergerät 7 aufgeheizt. Als Temperiermittel wird Wasser (ca. 140 ) oder Wasserdampf (ca. !80 ) verwendet. Der für den erforderlichen Temperiermitteldurchfluss erforderliche Druck wird durch die Pumpe des Temperiergerätes 7erzeugt und der Steuerschieber 9 steuert die
Durchflussrichtung. Während der Aufheizphase ist der Umlauf von Kühlmittel durch den
Steuerschieber 10 gesperrt. Damit eine gleichmässige Temperierung der Werkzeugeinsätze erreicht wird, ändert der Steuerschieber 9 die Durchflussrichtung des Heizmediums. Die
Umsteuerimpulse kommen von der Steuereinheit 11entweder zeitabhängig oder temperaturabhängig durch Auswertung der Temperatursignale der Sensoren 12 im
Werkzeug.

Der Füllvorgang wird nach dem Schliessen des Werkzeuges entweder zeitabhängig oder nach erreichen einer vorgegebenen Werkzeugtemperatur gestartet.

Nach dem Einspritzen wird die Abkühlphase gestartet, der Steuerschieber 9 blockiert den
Umlauf des Aufheizmediums und der Steuerschieber 10 ermöglicht den Durchfluss des
Kühlmediums (z. B. 10 Wasser ) vom Kühlgerät 8. Die hohe Temperaturdifferenz zwischen
Kühlmittel und Werkzeugeinsatz bewirkt einen guten Wärmeübergang und dadurch eine grosse Erwärmung des Kühlmittels. Bei langen Temperierkanälen treten Temperatur - differenzen von ca.20 auf. Eine gleichmässige Abkühlung des Spritzgussteiles und der Werkzeugeinsätze wird durch die Umkehrung der Durchflussrichtung des Kühlmediums erreicht, die über den Steuerschieber 10 durchgeführt wird. Die Umsteuerimpulse werden durch die Steuereinheit 11in vorgegebenen Zeitintervallen oder temperaturabhängig durch Auswertung der Temperatursignale der Sensoren 12 im Werkzeug ausgelöst.

Durch die beschriebene Gegenlaufkühlung wird eine Verkürzung der Zykluszeit bei gleichzeitig guter Teilequalität erreicht.

Naturgemäss ist die Gegenlaufkühlung auch bei Werkzeugen mit nur einem Temperiermedium vorteilhaft, wenn bei langen Temperierkanälen grosse Temperaturdifferenzen im Temperiermedium beim Durchströmen des Werkzeuges auftreten.

Claims

Ansprüche 1. Temperiersystem für Werkzeuge (1,2) mit Temperierkanälen (5) und mindestens einem Temperiermedium, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussrichtung des Temperiermediums durch die Temperierkanäle(5) im Werkzeug (1,2) mindestens einmal oder mehrmals in Intervallen umgekehrt wird.
2. Temperiersystem für Werkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrung der Fliessrichtung des Temperiermediums durch Signale der Steuereinheit (11 ) erfolgt, die dazu Temperaturmessungen der im Werkzeug (1,2) eingebauten Sensoren (12) auswertet.
3. Temperiersystem für Werkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrung der Fliessrichtung des Temperaturmediums durch einstellbare Zeitintervalle der Steuereinheit (11) durchgeführt wird.
4. Temperiersystem für Werkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschieber (7,8) für die Umkehrung der Fliessrichtung des Temperiermediums am Werkzeug (1,2) oder in der Nähe des Werkzeuges angeordnet sind.