DE10005300C1

DE10005300C1 - Form zur Herstellung von Kunststoffteilen sowie Verfahren zum Temperieren der Form

Info

Publication number: DE10005300C1
Application number: DE10005300A
Authority: DE
Inventors: Fritz Brinkmann
Original assignee: LOUIS BRINKMANN FORMENBAU GmbH
Current assignee: LOUIS BRINKMANN FORMENBAU GmbH
Priority date: 1999-11-20
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2020-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Form zur Herstellung von Kunststoffteilen, wobei in der Form wenigstens ein Auswerfer angeordnet ist. Der Auswerfer ist kühlbar ausgebildet, um speziell im Bereich von Domen der Form eine Kühlung zu erreichen. DOLLAR A Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Kühlung des Auswerfers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Form zum Herstellen von Kunststoffteilen sowie ein Verfahren zum Temperieren der Form.

Es gibt gemäß dem Stand der Technik Spritzgussverfah ren oder reine Pressverfahren.

Gemäß dem Stand der Technik werden Kunststoffteile nach verschiedenen Verfahren hergestellt. Beispielsweise werden Thermoplaste aufgeheizt und in eine temperierte Form eingebracht. Das Material wird gepresst und härtet in der Form aus. Anschließend kann das Kunststoffteil der Form entnommen werden.

Duroplaste werden beispielsweise kalt in erhitzte For men gelegt. Anschließend wird das Material gepresst. Nach dem Pressen wird das hergestellte Kunststoffteil ebenfalls der Form entnommen.

Gemäß dem Stand der Technik weisen die Formen zum Her stellen von Kunststoffteilen Kühlkanäle für eine Kühlflüs sigkeit auf. Die Kühlkanäle sind flächig in der Form des Werkzeuges angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Küh lung der Oberfläche der Form zu erreichen.

Damit die Kunststoffteile beim Herausnehmen aus der Form sich nicht verwinden und eventuell Schaden nehmen, sind in den Formen Auswerfer vorgesehen.

Auswerfer sind beispielsweise an den Stellen zwingend erforderlich, an denen die Form so genannte Dome besitzt. Dome befinden sich in den Bereichen von Kunststoffteilen, wo beispielsweise Verrippungen oder sonstige Vorsprünge in dem herzustellenden Kunststoffteil vorgesehen sind.

Die Zwischenräume zwischen den Rippen sind häufig re lativ klein, so dass diese durch Auswerfer und eventuelle Temperaturfühler, die ebenfalls in der Form angeordnet sind, ausgefüllt sind.

Die Temperaturfühler sind vorgesehen, um bestimmen zu können, wann das Werkstück entnommen werden kann.

Die Spitzen oder Dome der Form werden am schlechtesten gekühlt, da an diesen Stellen häufig kein Platz für zusätz liche Kühlkanäle neben dem Auswerfer und dem Temperaturfüh ler vorhanden ist.

Die Stelle der Form, die am langsamsten gekühlt wird, bestimmt die Gesamtkühlzeit der Form.

Gemäß dem Stand der Technik "Temperieren von Spritz giessformen mit Wärmeleitstiften", G. Feik, Kunststoffe- Plastics 11/1982, Seiten 13 bis 18 ist bekannt, Spritz giessformen mit rohrförmigen Wärmeleitstiften zu temperie ren. Die Gesamtkühlzeit wird zum Beispiel gemäß diesem Stand der Technik bei der Herstellung von Hülsen dadurch verringert, dass der Kühlstift im Inneren der gespritzten Hülse angeordnet wird. Dieses zum Stand der Technik gehö rende Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass diese zu sätzlichen rohrförmigen Wärmeleitstifte Platz benötigen. Wie schon ausgeführt, ist in Spitzen oder Domen von Spritzgussformen häufig kein Platz für zusätzliche Kühlkanäle oder derartige rohrförmige Wärmeleitstifte vorhanden.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, die Gesamtkühlzeit der Form zu verringern, insbesondere auch in Spitzen oder Domen der Formen.

Dieses technische Problem wird durch eine Form mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst.

Dadurch, dass der Auswerfer gemäß der Erfindung selbst gekühlt wird, wird auch in den Domen der Form eine Kühlung erzielt. Das bedeutet, dass die Dome ebenfalls gekühlt werden und eine ähnliche Kühlzeit aufweisen wie der Rest der Form.

Hierdurch kann die mit einer Form hergestellte Stück zahl deutlich erhöht werden, da die Kühlzeiten insgesamt deutlich verringert sind.

Erfindungsgemäß ist in dem Auswerfer eine axiale Boh rung vorgesehen. In dieser axialen Bohrung wird das Kühlme dium, beispielsweise Luft oder eine Kühlflüssigkeit, in Richtung des oberen Endes des Auswerfers geführt.

Die Rückführung erfolgt vorteilhaft an der Außenseite des Auswerfers. Hierzu ist im oberen Ende wenigstens eine Bohrung im Auswerfer angeordnet, durch die das Kühlmittel aus der axialen Bohrung an die Oberfläche des Auswerfers gelangen kann. Die Rückleitung erfolgt durch einen Raum zwischen dem Auswerfer und der Innenwand einer Bohrung der Form, in der der Auswerfer angeordnet ist.

Die Auswerfer sind in Bohrungen der Form angeordnet, wobei der obere Teil der Bohrung, der sich im Bereich der Oberfläche der Form befindet, passgenau an den Auswerfer angepasst ist. Der Auswerfer wird durch diesen Bereich der Bohrung geführt.

Erfindungsgemäß ist der untere Teil der Bohrung, in der der Auswerfer in der Form angeordnet ist, erweitert ausgebildet, so dass hier ein Raum für die Rückführung des Kühlmittels entsteht.

Es ist auch möglich, das Kühlmittel durch den Raum zwischen Auswerfer und Bohrung der Form in Richtung oberes Ende des Auswerfers zu führen und durch die axiale Bohrung in dem Auswerfer rückzuführen.

Für den Austritt des Kühlmittels aus der axialen Boh rung in den Raum zwischen Auswerfer und der Bohrung, in der der Auswerfer in der Form angeordnet ist, sind vorteilhaft mehrere Bohrungen vorgesehen. Im Bereich der Bohrungen weist der Auswerfer auf seiner Oberfläche vorteilhaft Nuten auf, die als Ringnuten oder wendelförmige Nuten ausgebildet sein können.

Wird der Auswerfer ausgefahren, um ein Kunststoffteil auszuwerfen, befindet sich der Auswerfer mit den Nuten in dem Bereich der Bohrung, der passgenau den Auswerfer auf nimmt.

Die Kühlflüssigkeit tritt hierbei in die Nuten aus und kühlt damit den Bereich der Form, der unmittelbar unterhalb der Oberfläche der Form liegt.

Ist die wenigstens eine Nut wendelförmig ausgebildet und ragt im maximal ausgefahrenen Zustand des Ausnehmers aus dem passgenauen Teil der Führungsbohrung in den erwei terten Teil der Bohrung, ist eine Zirkulation möglich.

Auch bei Ausbildung der Nuten als ringförmige Nuten tritt ein ausreichender Kühlungseffekt auf.

Die Nuten sind derart angeordnet, dass die Nut, die am nächsten zu dem oberen Ende des Auswerfers angeordnet ist, auch im maximal ausgefahrenen Zustand des Auswerfers in dem passgenauen Teil der Bohrung der Form angeordnet ist, damit das Kühlmedium nicht an der Oberfläche der Form austritt.

Der erfindungsgemäße Auswerfer kann mit einem zum Stand der Technik gehörenden Temperaturfühler kombiniert werden. Das bedeutet, dass ein Temperaturfühler in unmittelbarer Nähe des Auswerfers in der Form angeordnet ist, um die Kühlung durch den Auswerfer zu überprüfen.

Die zum Kühlen verwendete Luft kann Raumtemperatur aufweisen. Es ist aber auch möglich, gekühlte Luft zu ver wenden.

Anstelle von Luft können auch andere Kühlmittel ver wendet werden, beispielsweise Stickstoff. Es ist auch mög lich, ein flüssiges Kühlmedium vorzusehen. Hierzu sind ent sprechende Hin- und Rückleitungen im Bereich des Auswerfers anzuordnen.

Die gasförmigen oder fluiden Mittel können auch zum Aufwärmen der Form vorgesehen sein. Je nach den Anforderun gen der Verarbeitung der Kunststoffteile kann es auch er forderlich sein, die Formen aufzuheizen.

Die Regelung der Temperierung des Auswerfers erfolgt automatisch. Die Regelung wird vorteilhaft mit der Regelung der restlichen Kühlkanäle oder Kanäle zum Temperieren der Form kombiniert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit einem Auswerfer im Schnitt;

Fig. 2 den Auswerfer gemäß Fig. 1 im ausgefahrenen Zustand mit einer Auswerferplatte im Schnitt;

Fig. 3 ein geändertes Ausführungsbeispiel im Teil schnitt;

Fig. 4 den Auswerfer gemäß Fig. 3 im ausgefahrenen Zustand im Schnitt.

Gemäß Fig. 1 ist eine Pressform (1) zum Herstellen ei nes Kunststoffteiles (nicht dargestellt) mit einem Dom (2) gezeigt. Ein Auswerfer (3) ist in einer Bohrung (4) der Form (1) angeordnet. Die Bohrung (4) weist einen Teil (5) auf, der passgenau den Auswerfer (3) aufnimmt und damit zur Führung des Auswerfers dient. Die Bohrung (4) weist einen weiteren Teil (6) auf, der gegenüber dem Teil (5) erweitert ausgebildet ist.

In dem Auswerfer (3) ist eine axiale Bohrung (7) ange ordnet, durch die Kühlmittel (14) in Richtung des Pfeiles (A) in Richtung eines oberen Endes (28) des Auswerfers (3) geführt wird. In dem Auswerfer (3) sind Bohrungen (8, 9, 10, 11) vorgesehen, durch die das Kühlmittel (14) aus der axialen Bohrung (7) des Auswerfers (3) in einen Raum (12) zwischen dem Auswerfer (3) und einer Innenwand (13) der Bohrung (6) austritt. Das Kühlmittel (14) fließt in Rich tung der Pfeile (B) zurück.

Im oberen Bereich der Bohrung (4) ist eine Dichtung (24) angeordnet. Diese Dichtung (24) ist vorgesehen, wenn ein fluides Kühlmittel (14) verwendet wird, damit das flu ide Kühlmittel (14) nicht an die Oberfläche (15) der Form (1) austritt.

Gemäß Fig. 2 ist der Auswerfer (3) im ausgefahrenen Zustand dargestellt.

Die Bohrung (11), die dem oberen Ende (8) des Auswer fers (3) am nächsten liegt, ist auch im maximal ausgefah renen Zustand des Auswerfers (3) innerhalb des Führungs teiles (5) der Bohrung (4) angeordnet, so dass das Kühl mittel (14) nicht an eine Oberfläche (15) der Form (1) aus tritt.

In einer Oberfläche des Auswerfers (3) sind Nuten (16) vorgesehen, die beim Ausfahren oder im maximal ausgefahre nen Zustand des Auswerfers (3) ein Austreten des Kühlmit tels (14) in den Raum (12) zwischen dem Auswerfer (3) und der Innenwand (13) der Bohrung (4) erlauben. Hierdurch ist eine ständige Zirkulation des Kühlmittels (14) gewährleis tet, wodurch eine optimale Kühlung der Form (1) erzielt wird.

In unmittelbarer Nähe des Auswerfers (3) ist ein Tem peraturfühler (17) vorgesehen, der die Kühlung des Domes (2) überwacht.

Der Auswerfer (3) ist in einer Auswerferplatte (18) angeordnet. Die Auswerferplatte weist hierzu eine Bohrung (19) auf. Die Bohrung (19) ist mit einer Verschlussschraube (20) verschlossen, damit das Kühlmittel (14) nicht an einer Unterseite der Auswerferplatte austritt. Für die Anordnung des Auswerfers (3) in der Bohrung (19) ist ein Distanzstück (21) vorgesehen. Darüber hinaus ist eine Verdrehsicherung (22) vorgesehen, die den Auswerfer (3) gegen ein Verdrehen sichert. Dies ist erforderlich, da die Oberfläche des Aus werfers (3) der Oberfläche der Form (1) angepasst ausgebildet ist. Verdreht sich der Auswerfer (3), würde er mit sei nem oberen Ende nicht mit der Form (1) flächig abschließen.

Das Kühlmittel (14) wird durch einen Kanal (23) dem Auswerfer, das heißt der axialen Bohrung (7) des Auswerfers zugeleitet, um den Auswerfer (3) zu kühlen.

Fig. 3 zeigt einen Auswerfer (32), der in einer Form (36) angeordnet ist. Oberhalb von Bohrungen (33, 34) und Nuten (35) sind zusätzliche Bohrungen (29, 30, 31) vorge sehen. Die Bohrungen (29, 30, 31) sind schräg liegend ange ordnet. Der Winkel beträgt vorzugsweise 135°. Es ist jedoch auch möglich, andere Winkel zu wählen. Durch die schräg gestellten Bohrungen (29, 30, 31) streicht ein Luftstrom über die Oberfläche der Form (36), wenn der Auswerfer (32) sich im ausgefahrenen Zustand befindet. Hierdurch wird eine zusätzliche Kühlung der Oberfläche der Form (36) erreicht.

Fig. 4 zeigt den Auswerfer (32) im ausgefahrenen Zu stand. Die Bohrungen (29, 30, 31) befinden sich oberhalb einer Oberfläche (37) der Form (36), während sich die Boh rungen (33, 34) innerhalb der Bohrung (38) befinden.

Bezugszahlen

1

Form

2

Dom

3

Auswerfer

4

Bohrung

5

oberer passgenauer Teil der Bohrung (

5

)

6

erweiterter Teil der Bohrung

7

axiale Bohrung im Auswerfer (

3

)

8

,

9

,

10

,

11

Bohrungen

12

Raum zwischen Auswerfer und Bohrung

13

Innenwand der Bohrung (

6

)

14

Kühlmittel

15

Oberfläche der Form (

1

)

16

Nuten

17

Temperaturfühler

18

Auswerferplatte

19

Bohrung in der Auswerferplatte

20

Verschlussschraube

21

Distanzstück

22

Verdrehsicherung

23

Kanal im Auswerfer

24

Distanzstück

28

oberes Ende des Auswerfers (

3

)

29

,

30

,

31

Bohrungen

32

Auswerfer

33

,

34

Bohrungen

35

Nut

36

Form

37

Oberfläche der Form

38

Bohrung
A, B Pfeile

Claims

1. Form zur Herstellung von Kunststoffteilen, wobei in der Form wenigstens ein Auswerfer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (3, 32) kühlbar ausgebildet ist.

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (3, 32) eine axiale Bohrung (7) aufweist, die als eine Kühlmittel (14) führende Bohrung (7) ausgebildet ist.

3. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (3, 32) in einer Bohrung (4) der Form (1) angeordnet ist, dass ein Teil (5) der Bohrung (4) den Auswerfer (3, 32) formschlüssig aufnimmt, wobei dieser Teil (5) im Bereich einer Arbeitsoberfläche (15) der Form (1) angeordnet ist, dass ein weiterer Teil (6) der Bohrung (4) erweitert ausgebildet ist, derart, dass der erweiterte Teil (6) größere Innenmaße gegenüber Außenmaßen des Auswerfers (3) aufweist, und dass zwischen dem Auswerfer (3) und einer Innenwand (13) der Bohrung (4) ein Raum (12) für das Kühl mittel (14) vorgesehen ist.

4. Form nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (3, 32) wenigstens eine weitere Bohrung (8, 9, 10, 11; 33, 34) aufweist, die von einer Oberfläche des Auswerfers (3, 32) bis zu der axialen Bohrung (7) des Auswerfers (3, 32) geführt ist.

5. Form nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der wenigstens einen weiteren Bohrung (8, 9, 10, 11; 33, 34) wenigstens eine Nut (16, 35) in der Oberfläche des Auswerfers (3) vorgesehen ist.

6. Form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) als Ringnut ausgebildet ist, die vollständig oder mit Unterbrechungen an der Oberfläche des Auswerfers (3) ausgebildet ist.

7. Form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut als wendelförmige Nut ausgebildet ist.

8. Form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (16) durch wenigstens eine weitere Nut miteinan der verbunden sind.

9. Form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einem oberen Ende (28) des Auswerfers (3) am nächsten liegende Nut (16) mit Abstand zu dem oberen Ende (28) des Auswerfers (3) angeordnet ist, wobei der Abstand mindestens so groß ist, dass die oberste Nut (16) im ausgefahrenen Zustand des Auswerfers (3) in der Bohrung (4) der Form (1) angeordnet ist.

10. Form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Nut (16) im eingefahrenen Zustand des Auswer fers (3) im erweiterten Teil (6) der Bohrung (4) der Form (1) angeordnet ist.

11. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der wenigstens einen weiteren Bohrung (33, 34), die von der Oberfläche des Auswerfers (32) bis zu der axi alen Bohrung (7) des Auswerfers (32) geführt ist, wenigs tens eine weitere Bohrung (29, 30, 31) angeordnet ist, die von der Oberfläche des Auswerfers (32) bis zu der axialen Bohrung (7) des Auswerfers (32) geführt ist.

12. Form nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Bohrung (29, 30, 31) in einem von 90° abweichenden Winkel in dem Auswerfer (32) an geordnet ist.

13. Form nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (29, 30, 31) im ausgefahrenen Zustand des Auswerfers (32) in Richtung der Oberfläche (15) der Form (1) ausgerichtet ist.

14. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug als Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug aus gebildet ist.

15. Verfahren zur Temperieren einer Form für die Her stellung von Kunststoffteilen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (14) zum Temperieren durch die axiale Bohrung (7) in Richtung des oberen Endes (28) des Auswerfers (3) geleitet wird, dass das Mittel (14) zum Temperieren durch die wenigstens eine weitere Bohrung (8, 9, 10, 11) an die Oberfläche des Auswerfers (3) geführt wird, und dass das Mittel (14) durch den Raum (12) zwischen der Bohrung (4) der Form (1) und der Oberfläche des Auswerfers (3) abgelei tet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich net, dass das Mittel (14) zum Temperieren in umgekehrter Richtung durch den Raum (12) hin- und durch die axiale Boh rung (7) rückgeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge kennzeichnet, dass als Mittel (14) zum Temperieren Luft oder ein anderes Gas vorgesehen ist.

18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge kennzeichnet, dass als Mittel (14) zum Temperieren eine Flüssigkeit vorgesehen ist.