DE10022289A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines zu temperierenden Werkstücks und Verfahren zum Herstellen eines hülsenförmigen Elements - Google Patents

Abstract

Dargestellt und erläutert wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstücks (38), das während des Herstellungsprozesses temperiert wird, insbesondere ein Kunststoffspritzwerkzeug, mit mindestens einem aus wenigstens zwei in der Form ihrer jeweils einander zugewandten Oberflächen miteinander korrespondierenden Hülsenteilen (7, 8, 15, 16) bestehenden Hülsenelement, das im Bereich der Kontaktfläche(n) der Hülsenteile (7, 8, 15, 16) ein Kanalsystem für ein Temperiermittel aufweist. Die Vorrichtung ermöglicht eine einfach herzustellende, auch bei dünnwandigen Hülsenelementen einsetzbare, gegenüber der restlichen Vorrichtung dichte Temperierung des Hülsenelements, indem die Hülsenteile (7, 8, 15, 16) entlang ihrer einander berührenden Oberflächen zumindestens gegen das Äußere des Hülsenelements temperiermitteldicht, unlösbar miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstücks, das während des Herstellungsprozesses temperiert wird, insbesondere ein Kunststoffspritzwerkzeug, mit mindestens einem aus wenigstens zwei in der Form ihrer jeweils einander zugewandten Oberflächen miteinander korrespondierenden Hülsenteilen bestehenden Hülsenelement, das im Bereich der Kontaktfläche(n) der Hülsenteile ein Kanalsystem für ein Temperiermittel aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Hülsenelements mit einem im Innern angeordneten Kanalsystem.

In einer Vielzahl von Anwendungsfällen müssen Werkstücke während ihres Herstellungsprozesses temperiert werden, um eine gute Ausnutzung der Vorrichtung zum Herstellen dieser Werkstücke zu gewährleisten. Beispielsweise muß beim Spritzen eines Kunststoffwerkstücks dieses in der Regel erst vollständig aushärten, bevor es aus der Spritzform ausgeworfen werden kann. Es ist offensichtlich, daß das Kunststoffspritzwerkzeug pro Zeiteinheit mehr Werkstücke herstellen kann, je rascher es das Werkstück nach dem Spritzvorgang auswerfen kann, also je rascher das Werkstück aushärtet.

Andere Anwendungsfälle sind der Zink- oder Aludruckguß, bei denen Werkstücke in temperierten Werkzeugen hergestellt werden.

Es sind weiter Anwendungsgebiete denkbar, bei dem die Vorrichtung erwärmt werden muß, um beispielsweise beim Anlauf einer Herstellungsserie eines Spritzwerkstücks die gewünschte Oberflächentemperatur für das Spritzen bereitzustellen, so daß das Werkstück während der ersten Spritzvorgänge nicht bereits während des Einspritzen des Kunststoffs aushärtet und somit die Spritzdüse oder die Spritzform verstopft.

Des weiteren ist es auch aus der Gießtechnik bekannt, daß Werkstücke während des Herstellungsprozesses temperiert werden.

Die Temperierung derartiger Vorrichtungen wird häufig über Temperierkanäle durchgeführt, die in Hülsenelementen angeordnet sind, die dem Werkstück benachbart sind.

Hierbei wird stets versucht werden, Temperiermittelkanäle möglichst nah an das Werkstück heranzuführen, um die Wärme möglichst rasch und direkt abzuführen. Dies führt dazu, das versucht wird, die Temperiermittelkanäle möglichst dicht unterhalb der Oberfläche der das Werkstück umgebenden, in Oberflächenkontakt mit demselben stehenden Hülsenelemente zu führen.

Dies wird bei aus der Praxis bekannten Hülsenelementen dadurch erreicht, daß der Temperiermittelkanal als Bohrung ausgeführt ist, die dicht unterhalb der Oberfläche des Hülsenelements ausgeführt wird. Gerade bei länglichen, dünnen Hülsenelementen ist dies jedoch fertigungstechnisch häufig nicht zu realisieren oder nur mit hohem Aufwand durchführbar. Aus diesem Grund wird häufig auf die Temperierung länglicher, dünner Hülsenelemente verzichtet, wodurch eine schlechte Temperierung des Werkstücks erfolgt.

Dieser Nachteil wird bei einem aus einem Fachbuch für den Aufbau von Spritzwerkzeugen (Gastrow, Der Spritzwerkzeugbau in 130 Beispielen, Carl Hanser Verlag, 5. Auflage) bekannten Schraubkern für ein Kunststoffspritzwerkzeug versucht zu lösen, indem das Hülsenelement aus zwei Hülsenteilen zusammengesetzt wird, in deren einander zugewandte Oberflächen ein Temperiermittelkanal eingebracht wird. Das innere Hülsenteil ist ein Zylinder, der einen entlang seiner Längsachse verlaufenden Spritzkanal mit Angießdüse aufweist, mittels dem das Spritzgut in eine für die Herstellung des Werkstücks vorgesehene Kavität eingespritzt wird. An der Umfangsfläche des Zylinders ist ein Kanalsystem für ein Temperiermittel eingeformt, das durch ein auf den Zylinder aufgeschobenes, rohrförmiges Hülsenteil in Umfangsrichtung verschlossen wird. An den jeweiligen Enden des Hülsenelements wird das Kanalsystem durch O-Ringe abgedichtet.

Dieser Aufbau eines Hülsenelements weist jedoch den Nachteil auf, daß das Hülsenelment aufgrund der in ihm anzuordnenden Dichtung eine gewisse Dicke aufweisen muß. Ferner endet der Temperierkanal in großem Abstand zum Werkstück. Da der Wärmeübergang zusätzlich durch den O- Ring verschlechtert wird, wird durch den bekannten Aufbau nur eine unzureichende Temperierung des Werkstücks erreicht. Vielfach müssen die in den Vorrichtungen angeordneten Hülsenelemente jedoch dünnwandig ausgeführt werden, so daß diese mit dem bekannten Aufbau eines Hülsenelements nicht temperiert werden können. Zudem sind die bekannten Hülsenelemente aufwendig herzustellen, da die Dichtungen präzise zwischen die in der Regel übereinandergeschobenen Hülsenteile eingebracht werden müssen. Es hat sich in der Anwendung des bekannten Hülsenelements gezeigt, daß die Abdichtung des Kanalsystems durch in dem Kanalsystem eingebrachte Dichtungen häufig den hohen Anforderungen an die Dichtigkeit derartiger Temperiermittelsysteme nicht entspricht. Schließlich besteht die Gefahr durch Spaltkorosion, die ebenfalls zu einer schlechteren Abdichtung des Temperierkanals und auch zur Zerstörung des Bauteils führt. Zusätzlich wird durch die Spaltkorosion der Wärmetransport und damit die Temperierleistung des Hülsenelementes herabgesetzt.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der zuvor beschriebenen und eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, die eine einfach herzustellende, auch bei dünnwandigen Hülsenelementen einsetzbare, gegenüber der restlichen Vorrichtung dichte Temperierung des Hülsenelements ermöglicht. Ferner soll ein Verfahren zum Herstellen eines temperierbaren Hülsenelements vorgeschlagen werden. Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Hülsenteile entlang ihrer einander berührenden Oberflächen zumindestens gegen das Äußere des Hülsenelements temperiermitteldicht, unlösbar miteinander verbunden sind.

Durch die temperiermitteldichte, unlösbare Verbindung der Hülsenteile miteinander ergibt sich der Vorteil, daß auf in dem Bauteil angeordnete Dichtungen verzichtet werden kann. Bei dem in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Hülsenelement wird das in die Kontaktfläche(n) der Hülsenteile eingeformte Kanalsystem dadurch nach außen hin abgedichtet, daß die Hülsenteile an ihren einander berührenden, das Kanalsystem umgebenden Oberflächen temperiermitteldicht miteinander verbunden werden. Eine separate Abdichtung des im Innern des Hülsenelements verlaufenden Kanalsystems ist somit nicht mehr notwendig.

Zusätzlich bietet die unlösbare Verbindung der Hülsenteile miteinander den Vorteil, daß das Hülsenelement Kräfte aufnehmen kann, ohne daß die Hülsenteile gegeneinander verschoben werden. Somit ist die Dichtigkeit des in ihm angeordneten Kanalsystems auch bei einer Belastung des Hülsenelements gegeben. Außerdem wird das Hülsenelement durch den Aufbau aus zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Hülsenteilen stabiler.

Das Kanalsystem kann auf die zunächst freistehende Oberfläche eines der beiden Hülsenteile eingebracht, beispielsweise eingefräßt, werden, was mit einfachen herstellungstechnischen Mittel erreicht werden kann. Durch das temperiermitteldichte Zusammenfügen der beiden in der Form ihrer jeweils einander zugewandten Oberflächen miteinander korrespondierenden Hülsenteile kann das andere Hülsenteil den zur Oberfläche hin offenen Bereich des in die Oberfläche des einen Hülsenteils eingebrachten Kanalsystems verschließen und somit ein geschlossenes, in dem Hülsenelement verlaufendes Kanalsystem bilden.

Je nach Form des Hülsenelements, die durch seine Funktion in der Vorrichtung vorgegeben ist, kann das Hülsenelement aus mehreren Hülsenteilen bestehen, die jeweils in ihren Kontaktflächen Kanalsysteme aufweisen. So kann das Hülsenelement beispielsweise aus mehreren Hülsenteilen bestehen, die ineinander geschoben werden und an ihren jeweiligen Kontaktflächen ein in die jeweilige Kontaktfläche eingeformtes Kanalsystem aufweisen. Ferner kann das Hülsenelement beispielsweise aus einem Grundteil mit in seiner Oberfläche eingeformten Kanalsystem bestehen, das zum Werkstück hin mit als Plattenteilen ausgebildeten Hülsenteilen verschlossen wird.

In Abhängigkeit des gewünschten Verlaufs des Kanalsystems ist es ferner denkbar, daß Teile des Kanalsystems in der Oberfläche des einen und Teile des Kanalsystems in der Oberfläche des anderen Hülsenteils eingeformt sind. Die in die jeweiligen Hülsenteile eingebrachten Abschnitte des Kanalsystems ergänzen sich durch das entsprechende Zusammenfügen der Hülsenteile zu einem Hülsenelement zu einem vollständigen Kanalsystem.

Ferner muß das Kanalsystem nicht nur entlang der Oberfläche des Hülsenteils verlaufen, sondern kann in Abhängigkeit des gewünschten Verlaufs auch teilweise durch das jeweilige Hülsenteil führen.

Das dem zu temperierenden Werkstück zugewandte Hülsenteil des Hülsenelements kann ohne den Herstellungsaufwand zu erhöhen besonders dünnwandig ausgestaltet sein, so daß das in der Kontaktfläche der Hülsenteile verlaufende Kanalsystem möglichst dicht unterhalb der Oberfläche des aus den zusammengefügten Hülsenteilen bestehenden Hülsenelements verläuft und somit eine rasche und effiziente Temperierung des Werkstücks ermöglicht.

Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beanspruchte Aufbau eines Hülsenelements kann besonders zweckmäßig bei Hülsenelementen eingesetzt werden, die aus einem inneren und einem äußeren Hülsenteil bestehen. So kann bei dem eingangs beispielhaft genannten Schraubkern der Kern als zylindrisches, solides Hülsenteil ausgestaltet werden, in dessen Oberfläche ein Kanalsystem eingeformt ist, das durch eine auf das solide Hülsenteil aufgeschobene Hülsenteil temperiermitteldicht zu einem geschlossenen Kanalsystem im Inneren des so gebildeten Hülsenelements verschlossen wird.

Das Hülsenelement kann wie beispielsweise bei dem eingangs genannte Drehkern auch aus zwei rohrförmigen Hülsenteilen hergestellt sein, bei denen in die Oberfläche des einen Hülsenteils ein Kanalsystem eingeformt ist, das durch das andere Hülsenteil zu einem geschlossen Kanalsystem ergänzt wird.

Dabei ist es für die kostengünstige Herstellung des in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzten Hülsenelements unerheblich, ob die Hülsenteile einen runden, ovalen oder mehreckigen Querschnitt aufweisen. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, die Hülsenteile als übereinanderschiebbare Rohre auszugestalten.

Das temperiermitteldichte unlösbare Verbinden der Teile wird besonders einfach dadurch erreicht, daß die Oberflächen stoffschlüssig, beispielsweise durch ein Fügeverfahren miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann die Verbindungen durch Schweißen, Hochtemperatur- und Hartlöten, Laser-, Elektronenstrahl- oder Reibschweißen oder andere Schweißverfahren hergestellt werden. Es ist aber auch denkbar das Hülsenelement durch Rollen, Kleben, Verpressen, Schmieden, Stauchen, Schrumpfen, Bördeln, Sintern, Feingießen, Sprengplattieren, Diffusionsverbinden oder Prototyping herzustellen.

Eine besonders effiziente Temperierung des Werkstücks wird erreicht, wenn das Kanalsystem einen Temperierkanal aufweist, der in unmittelbarer Nähe des zu temperierenden Werkstücks verläuft und in seinem Verlauf der äußeren Kontur des Werkstücks folgt.

Besonders zweckmäßig wird der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Aufbau eines Hülsenelements bei Hülsenelementen verwendet, die entlang ihrer Längsachse bewegbar in der Vorrichtung angeordnet sind. Diese Hülsenelement haben in der Regel eine dünne, längliche Form, so daß gerade bei ihnen die Abdichtung des Temperiermittelkanals durch einen O-Ring, wie es im Stand der Technik vorgeschlagen wird, nicht möglich ist, da durch die Ausmaße des O-Rings eine gewisse Mindestdicke des Hülsenelements vorgegeben ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können dünnere Hülsenelemente verwirklicht werden.

Bei einer Vorrichtung, die einen Schraubkern aufweist, mittels dessen vorderen Ende das Werkstück geformt wird, und der einen axial im Schraubkern angeordneten Kern und einem um den Kern rotierbaren und axial zum Kern bewegbaren Drehkern aufweist, werden die Vorteile eines einfach herzustellenden, temperierbaren Hülsenelements erreicht, wenn der Drehkern des Schraubkerns als um seine Längsachse rotierbares Hülsenelement ausgebildet ist.

Um eine einfache Verbindung zwischen dem Kanalsystem des Drehkerns und den Anschlüssen eines Temperiermittelversorgungsnetzes herzustellen, wird dieses mit jenen zweckmäßig über eine Axial- Radialdurchführung verbunden. Die Axial- Radialdurchführung weist eine Schiebehülse auf weist, die relativ zu den Anschlüssen sowohl drehfest als auch axial verschiebbar auf dem Drehkern gelagert ist und jeweils Durchgänge für die Temperiermittelzu- und -abfuhr aufweist und deren Übergänge zu dem Kanalsystem und den Anschlüssen mittels Dichtungen abgedichtet sind.

Die Axial-Radialdurchführung dient dazu, Temperiermittel, das in ortsfesten Kanälen des Temperiermittelversorgungsnetzes strömt, in das sich mit dem Drehkern radial und axial bewegende Kanalsystem einzuleiten und aus diesem wegzuleiten. Dabei wird durch die Axial-Radialdurchführung eine Möglichkeit geschaffen, Dichtmittel einzusetzen, die lediglich Flächen abdichten müssen, die relativ zueinander jeweils nur eine Bewegung ausführen, nämlich eine Rotations- oder Axialbewegung.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Radial- Axialdurchführung weist diese zusätzlich eine konzentrisch auf der Schiebehülse sitzende Außenhülse auf, die relativ zu den Anschlüssen unbeweglich angeordnet ist, die Schiebehülse axial führt und jeweils teilweise axial an der inneren Oberfläche der Außenhülse in Strömungsverbindung mit den jeweiligen Durchgängen der Schiebehülse geführte Kanäle für die Temperiermittelzu- und -abfuhr aufweist. Außerdem kann die Axial- Radialdurchführung eine konzentrisch innerhalb der Schiebehülse angeordnete Drehhülse aufweisen, die mitdrehend mit dem Drehkern verbunden ist und jeweils umlaufende Schlitze für die Temperiermittelzu- und - abfuhr aufweist.

Die Drehhülse ist mitdrehend mit dem Drehkern verbunden und rotiert mit diesem um die Achse des Schraubkerns. Sie weist Durchgänge, insbesondere umlaufende Schlitze, auf, mittels denen das Kühlmittel in das Kanalsystem eingeleitet bzw. von diesem fortgeleitet wird.

Auf der Drehhülse sitzt drehfest zu den Anschlüssen des Temperiermittelversorgungsnetzes die Schiebehülse. Die abzudichtende Fläche zwischen der Drehhülse und der nicht rotierenden Schiebehülse muß lediglich mit Dichtelementen versehen sein, die die Rotationsbewegung der Drehhülse relativ zur Schiebehülse erlauben. Die Schiebehülse, in der sich die Drehhülse mit dem Drehkern dreht, ist in der Außenhülse axial geführt und bewegt sich mit dem Drehkern axial in dieser Außenhülse.

Das an der Dichtfläche zwischen der Schiebehülse und der Außenhülse eingesetzte Dichtmittel muß lediglich axiale Bewegungen erlauben. Somit wird durch die Axial- Radialdurchführung eine Möglichkeit geschaffen, das Temperiermittel in den axial und radial bewegten Drehkern einzuleiten, ohne dabei Dichtflächen abdichten zu müssen, die mehrere Relativbewegungen gleichzeitig zueinander ausführen.

Ergänzend zu dem Drehkern kann die vorgenannte Vorrichtung zusätzlich einen zwischen dem Kern und dem Drehkern unabhängig vom Drehkern axial zum Kern bewegbaren Hülsenauswerfer aufweisen, der als Hülsenelement ausgebildet ist.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Hülsenelements mit einem im Innern angeordneten Kanalsystem mit den folgenden Schritte:

• - Herstellen eines mindestens teilweise zu einer Oberfläche hin offenen Kanalsystems in wenigstens einer Oberfläche wenigstens eines Hülsenteils oder eines Zylinders,
• - Ein- bzw. Aufschieben des Hülsenteils oder des Zylinders in bzw. auf ein weiteres Hülsenteil,
• - temperiermitteldichtes, unlösbares Verbinden der Hülsenteile entlang ihrer Berührungsfläche(n).

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, zu temperierende Hülsenelemente mit im Innern angeordneten Kanalsystemen auf einfache Weise und damit kostengünstig herzustellen. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, das Hülsenelement aus wenigstens zwei Hülsenteilen herzustellen, die temperiermitteldicht, unlösbar miteinander verbunden werden. Dieser Aufbau eines Hülsenelements ermöglicht es, mit einfachen Bearbeitungsmethoden, beispielsweise Fräsen, ein Kanalsystem in wenigstens eine Oberfläche wenigstens eines der Hülsenteile entsprechend dem gewünschten Verlauf in Abhängigkeit des gewünschten Temperaturprofils und des geplanten Volumenstroms des Temperiermittels in dem herzustellenden Hülsenelement einzuarbeiten. Durch Ein- bzw. Aufschieben der Hülsenteile aufeinander und temperiermitteldichtes, unlösbares Verbinden dieser wird ein Hülsenelement geschaffen, daß im Innern ein nach außen dichtes Kanalsystem für ein Temperiermittel aufweist.

Als Hülsenteile eignen sich dabei übereinanderschiebbare Rohre. Es kann als innerstes Hülsenteil jedoch auch ein Zylinder verwendet werden.

Die Hülsenteile werden vorteilhaft stoffschlüssig, insbesondere durch Hochtemperaturlöten, verbunden. Es ist aber auch denkbar, die Hülsenteile durch Schrumpfen temperiermitteldicht, unlösbar miteinander zu verbinden.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht.

Gezeigt ist ein Kern 1 eines Schraubkerns, der ortsfest auf einer Aufspannplatte 2 sitzt. In der Aufspannplatte 2 sind Temperiermittelkanäle 3a, 3b vorgesehen. Von dem Temperiermittelkanal 3a wird Temperiermittel mittels eines Trennblechs 4 in einen axial im Kern 1 verlaufenden Kanal 5 eingeleitet und zu dessen vorderen, der Aufspannplatte abgewandten Ende geführt.

Axial verschiebbar sitzt drehfest auf dem Kern 1 ein Hülsenauswerfer 6. Der Hülsenauswerfer 6 besteht aus einem inneren Hülsenteil 7 und einem äußeren Hülsenteil 8. In die äußere Oberfläche des inneren Hülsenteils 7 ist ein aus einem Zufuhrkanal 9, einem Abfuhrkanal 10 und einem am vorderen Ende des inneren Hülsenteils 7 umlaufenden Temperierkanal 11 bestehendes Kanalsystem eingebracht. Das innere Hülsenteil 7 und das äußere Hülsenteil 8 berühren sich auf der Fläche ihrer zugewandten Oberflächen, so daß die in die äußere Oberfläche des inneren Hülsenteils 7 eingefrästen Kanäle 9, 10, 11 nach außen durch das äußere Hülsenteil 8 verschlossen werden. Die Hülsenteile 7, 8 sind entlang ihrer einander berührenden Oberflächen durch Hochtemperaturlöten miteinander stoffschlüssig verbunden.

Der Zufuhrkanal 9 ist über einen Anschluß 12 mit einer Temperiermittelleitung eines nicht dargestellten Temperiermittelversorgungsnetzes verbunden. Der Abfuhrkanal 10 ist über einen Anschluß 13 mit einer weiteren Temperiermittelleitung des nicht dargestellten Temperiermittelversorgungsnetzes verbunden.

Axial verschiebbar und um die zentrale Achse des Schraubkerns rotierbar ist auf dem Hülsenauswerfer 6 ein Drehkern 14 angeordnet. Der Drehkern 14 besteht aus einem inneren Hülsenteil 15 und einem äußeren Hülsenteil 16. Auf der äußeren Oberfläche des inneren Hülsenteils 15 ist ein aus einem Zufuhrkanal 17, einem Abfuhrkanal 18 und mehreren, an dem vorderen Ende des inneren Hülsenteils 15 des Drehkerns 14 umlaufenden Temperierkanäle 19 bestehendes Kanalsystem eingeformt. Das äußere Hülsenteil 16 sitzt derart auf dem inneren Hülsenteil 15, daß es die Kanäle 17, 18, 19 nach außen hin verschließt und somit im Innern des Drehkerns 14 ein geschlossenes Kanalsystem bildet. Die Hülsenteile 15, 16 sind entlang ihrer einander berührenden Oberflächen durch Hochtemperaturlöten miteinander stoffschlüssig verbunden.

Auf dem äußeren Hülsenteil 16 des Drehkerns 14 ist ein Zahnkranz 20 angeordnet, in den ein Zahnrad 21 eingreift. Der Drehkern 14 ist mit einem an seinem hinteren Ende angeordneten Außengewinde 22 in einer Gewindeleitbuchse 23 geführt.

Auf dem äußeren Hülsenteil 16 des Drehkerns 14 sitzt eine Drehhülse 24, in der umlaufende, durchgehende Schlitze 25 und 26 zur Durchleitung des Temperiermittels angeordnet sind. Die Drehhülse 24 ist mitdrehend mit dem Drehkern 14 verbunden.

Auf der Drehhülse 24 sitzt mit Drehlagern 27 von der Drehbewegung der Drehhülse 24 entkoppelt, drehfest eine Schiebehülse 28. In der Schiebehülse 28 sind Durchgangsbohrungen 29 und 30 für die Durchleitung von Temperiermittel vorgesehen.

Die Schiebehülse 28 wird axial in einer Außenhülse 31 geführt. Diese Außenhülse 31 weist teilweise axial an der inneren Oberfläche der Außenhülse geführte, in Strömungsverbindung mit den Durchgangsbohrungen 29 bzw. 30 stehende Kanäle 32, bzw. 33 auf. Die Kanäle 32 und 33 sind mit Temperiermittelleitungen eines nicht dargestellten Temperiermittelversorgungsnetzes verbunden. An den Übergangsflächen des Drehkerns 14 zur Drehhülse 24, der Drehhülse 24 zur Schiebehülse 28 und der Schiebehülse 28 zu der Außenhülse 31 und der Außenhülse zur Zwischenplatte 45 sind jeweils die das Temperiermittel durchführende Kanäle und Schlitze abdichtende Dichtringe 34 vorgesehen.

Der Drehkern 14 weist an der äußeren Oberfläche seines äußeren Hülsenteils 16 an deren vorderen Ende Kavitäten 35 auf. Ferner ist an dem vorderen Ende des äußeren Hülsenteils 8 des Hülsenauswerfers 6 ebenfalls eine Kavität 36 vorgesehen.

Das vordere Ende des Schraubkerns wird von einem Formeinsatz 37 derart umfaßt, daß zwischen dem vorderen Ende des Schraubkerns und dem Formeinsatz 37 eine Kavität in der Form des herzustellenden Werkstücks 38 entsteht. Im Formeinsatz 37 ist eine Spritzdüse 39 vorgesehen, die über nicht dargestellte Kanäle mit einem Heißkanalverteiler od. dgl. verbunden ist. Der Formeinsatz 37 ist mit einem umlaufenden Temperierkanal 40 versehen, der über Anschlüsse 41 und 42 mit einem nicht dargestellten Temperiermittelversorgungsnetz verbunden ist.

Zur Herstellung eines gespritzten Werkstücks 38, beispielsweise einer Kunststoffverschlußkappe einer Getränkeflasche, wird flüssiger, erhitzter Kunststoff über die Düse 39 in die Kavität zwischen dem Formeinsatz 37 und dem vorderen Ende des Schraubkerns gespritzt, bis diese vollständig gefüllt ist. Anschließend oder bereits während des Spritzprozesses wird sowohl der Formeinsatz 37 als auch das vordere Ende des Schraubkerns mittels des Temperiermittels gekühlt, um den in die Kavität eingespritzten Kunststoff möglichst rasch auszuhärten.

Der Formeinsatz 37 wird gekühlt, indem Temperiermittel über den Anschluß 41 in den Temperierkanal 40 eingeleitet wird, in diesem den Formeinsatz 37 umströmt, Wärme aufnimmt und über den Anschluß 42 abgeleitet wird.

Das vordere Ende des Drehkerns 14 wird mittels des in den umlaufenden Temperierkanälen 19 strömenden Temperiermittels gekühlt. Das Temperiermittel wird vom Temperiermittelversorungsnetz über den Kanal 32 in die Durchgangsbohrung 29 eingespeist. Von dieser strömt das Temperiermittel in den Schlitz 25 und von dort in den Zufuhrkanal 17. Im Zufuhrkanal 17 strömt das Temperiermittel innerhalb des Drehkerns 14 axial zu dessen vorderen Ende und wird dort in die umlaufenden Temperierkanäle 19 verteilt. In diesen Temperierkanälen 19 umströmt das Temperiermittel das vordere Ende des Drehkerns 14 und nimmt Wärme auf. Das erwärmte Temperiermittel strömt über den Abfuhrkanal 28 in einen weiteren Schlitz 26 der Drehhülse 24. Über die Durchgangsbohrung 30 und den Kanal 33 wird das erwärmte Temperiermittel in das Temperiermittelversorungsnetz abgeführt.

Das vordere Ende des Hülsenauswerfers 6 wird mittels des im umlaufenden Temperierkanal 11 strömenden Temperiermittels gekühlt. Das Temperiermittel strömt über den Anschluß 12 in den Zufuhrkanal 9 des Hülsenauswerfers 6. Von diesem wird es in den Temperierkanal 11 eingeleitet, in dem es das vordere Ende des Hülsenauswerfers 6 umströmt und Wärme aufnimmt. Das erwärmte Temperiermittel wird aus dem Temperierkanal 11 in den Abfuhrkanal 10 abgeleitet, von dem es aus über den Anschluß 13 in das Temperiermittelversorungsnetz strömt.

Der Kern 1 wird ebenfalls mit Temperiermittel gekühlt. Dieses strömt durch den Kanal 3a in den in dem Kern 1 angeordneten Kanal 5 und wird dort mit einem Trennblech 4 in die vordere Spitze des Kanals 5 des Kerns 1 geleitet und von dort in den Kanal 3b zurückgeführt.

Durch die Wärmeabfuhr wird das Werkstück 38 gekühlt und härtet aus. Nachdem das gespritzte Werkstück 38 ausgehärtet ist, wird der Drehkern 14 über seinen Zahnkranz 20 durch das Zahnrad 21 rotiert. Durch die Führung des Außengewindes 22 in der Gewindeleitbuchse 23 wird diese Rotation in eine schraubenförmige Rotations- und Axialbewegung des Drehkerns 14 umgesetzt. Mit dieser schraubenförmigen Bewegung wird der Drehkern 14 aus dem Bereich des ausgehärteten Werkstücks 38, insbesondere aus dem in dem ausgehärteten Werkstück 38 vorgesehenen Innengewinde herausgedreht. Die Schraubenbewegung des Drehkerns 14 entspricht dabei dem Gewindegang des Innengewinde des Werkstücks. Mit dem rotierenden Drehkern 14 wird mitdrehend auch die Drehhülse 24 rotiert.

Gegenüber der Drehhülse 24 wird jedoch die Schiebehülse 28 durch die Drehlager 27 von der Drehbewegung entkoppelt und verbleibt drehfest. Die Schiebehülse 28 wird somit über die Drehlager 27 lediglich axial mit der Bewegung des Drehkerns 14 mitgeführt. Ferner wird die Schiebehülse 28 in der Außenhülse 31 geführt.

Die in der Drehhülse 24 vorgesehener Schlitze 25 und 26 gewährleisten, daß das Temperiermittel trotz der Rotationsbewegung des Drehkerns 14 und der Drehhülse 24 in die jeweilig ihnen zugeordneten Durchgangsbohrungen 29 und 30 der nicht mitrotierenden Schiebehülse 28 eingeleitet wird. Die teilweise axial in der inneren Oberfläche der Außenhülse 31 geführten und in Strömungsverbindung mit den jeweiligen Durchgangsbohrungen 29, bzw. 30 geführten Kanäle 32, bzw. 33 gewährleisten, daß das Temperiermittel auch bei Axialbewegungen der Schiebehülse 28 stets von den Durchgangsbohrungen 29, bzw. 30 in die Kanäle 32, bzw. 33 einströmen kann.

Nachdem der Drehkern 14 vollständig aus dem herzustellenden Werkstück 38 herausgedreht worden ist, wird der Formeinsatz 37 zurückgefahren und der Hülsenauswerfer 6 und der Abstreifer 46 am vorderen Ende des Schraubkerns ausgefahren, um das hergestellte Werkstück 38 vom Schraubkern abzustoßen. Anschließend werden der Hülsenauswerfer 6 und der Abstreifer 46 wieder in ihre ursprüngliche Position zurückgefahren und der Formeinsatz 37 wieder über den Schraubkern geführt, so daß ein erneuter Herstellungsprozeß eines Werkstücks beginnen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, daß vordere Ende eines Schraubkerns effektiv zu kühlen und führt somit zu einer raschen Aushärtung des hergestellten Werkstücks. Die verkürzte Aushärtezeit des Werkstücks führt dazu, daß die Schußzeit einer derartigen Vorrichtung reduziert werden kann.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstücks, das während des Herstellungsprozesses temperiert wird, insbesondere ein Kunststoffspritzwerkzeug, mit mindestens einem aus wenigstens zwei in der Form ihrer jeweils einander zugewandten Oberflächen miteinander korrespondierenden Hülsenteilen bestehenden Hülsenelement, das im Bereich der Kontaktfläche(n) der Hülsenteile ein Kanalsystem für ein Temperiermittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile (7, 8, 15, 16) entlang ihrer einander berührenden Oberflächen zumindestens gegen das Äußere des Hülsenelements temperiermitteldicht, unlösbar miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile (7, 8, 15, 16) zwei übereinandergeschobene Rohre sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile (7, 8, 15, 16) stoffschlüssig, insbesondere durch Hochtemperaturlöten, miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile durch Schrumpfen miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem mindestens einen Temperierkanal (19) aufweist, der in unmittelbarer Nähe des zu temperierenden Werkstücks (38) verläuft und in seinem Verlauf der äußeren Kontur des Werkstücks (38) folgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement entlang seiner Längsachse bewegbar in der Vorrichtung angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement als Drehkern (14) eines Schraubkerns um seine Längsachse rotierbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem des Drehkerns (14) über eine Axial- Radialdurchführung mit Anschlüssen eines Temperiermittelversorgungsnetzes verbunden ist, und daß die Axial-Radialdurchführung eine Schiebehülse (28) aufweist, die relativ zu den Anschlüssen sowohl drehfest als auch axial verschiebbar auf dem Drehkern (14) gelagert ist und jeweils Durchgänge (29, 30) für die Temperiermittelzu- und -abfuhr aufweist und deren Übergänge zu dem Kanalsystem und den Anschlüssen mittels Dichtungen abgedichtet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement ein Hülsenauswerfer (6) eines Schraubkerns ist.

10. Verfahren zum Herstellen eines Hülsenelements mit einem im Innern angeordneten Kanalsystem gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Herstellen eines mindestens teilweise zu einer Oberfläche hin offenen Kanalsystems in wenigstens einer Oberfläche wenigstens eines Hülsenteils (7, 8, 15, 16) oder eines Zylinders,
• - Ein- bzw. Aufschieben des Hülsenteils (7, 8, 15, 16) oder des Zylinders in bzw. auf ein weiteres Hülsenteil (7, 8, 15, 16),
• - temperiermitteldichtes, unlösbares Verbinden der Hülsenteile (7, 8, 15, 16) entlang ihrer Berührungsfläche(n).

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile (7, 8, 15, 16) stoffschlüssig, insbesondere mittels Hochtemperaturlöten, miteinander verbunden sind.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile mittels Schrumpfen miteinander verbunden sind.