DE102004038852A1

DE102004038852A1 - Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102004038852A1
Application number: DE102004038852A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schwaighofer; Andreas Lang
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: SUMMERER, FRANZ JOSEF, 83253 RIMSTING, DE; Webasto SE
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-08-11
Also published as: WO2006015582A1; EP1776222A1; CA2576378A1; US20070264378A1; DE102004038852B4; US7458794B2

Abstract

Es wird eine Spritzgießmaschine, insbesondere zum Spritzprägen großflächiger Kunststoffformteile, vorgeschlagen, umfassend mindestens ein erstes, zwei Formhälften (15, 16) aufweisendes Spritzgießwerkzeug (13), das eine erste Kavität (17) mit einer ersten projizierten Fläche bildet, und ein zweites, zwei Formhälften (18, 19) aufweisendes Spritzgießwerkzeug (14), das eine zweite Kavität (20) mit einer zweiten projizierten Fläche bildet, wobei jeweils eine Formhälfte (15, 18) der beiden Spitzgießwerkzeuge (13, 14) an einer gemeinsamen Trägereinheit (21) fixiert ist und für beide Spritzgießwerkzeuge (13, 14) in Öffnungsrichtung wirkende Abstützeinrichtungen (22A bis 25A; 22B bis 25B) vorgesehen sind. Um die auf die jeweilige Kavität wirkende Kraft zu begrenzen, nehmen die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) in Abhängigkeit von der jeweiligen projizierten Fläche der jeweiligen Kavität (17, 20) eine Zuhaltekraft teilweise auf, so dass eine auf das in die jeweilige Kavität (17, 20) eingespritzte Material wirkende Nachdruckkraft eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine, insbesondere zum Spritzprägen großflächiger Kunststoffformteile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Spritzgießmaschine ist aus der DE 199 37 200 A1 bekannt und umfasst zwei Spritzgießwerkzeuge, die jeweils im Bereich einer Trennebene eine von zwei Formhälften begrenzte Kavität aufweisen. Diese Spritzgießmaschine weist eine Dreheinrichtung auf, die eine Wendeplatte umfasst, an der jeweils eine Formhälfte der beiden Spritzgießwerkzeuge befestigt ist. In den Trennebenen der beiden Spritzgießwerkzeuge sind jeweils in symmetrischer Weise vier Hydraulikzylinder angeordnet. Diese erzeugen bei einem Öffnen der Spritzgießwerkzeuge einen parallelen, gleichzeitigen, kurzen Hub als Unterstützung für ein paralleles Auffahren des jeweiligen Werkzeugs. Die Anordnung eignet sich aber nicht zum Spritzprägen zweier Komponenten eines großflächigen Kunststoffformteils, welche mittels Kavitäten gefertigt werden, die unterschiedlich große pro jizierte Flächen aufweisen. Beide Spritzgießwerkzeuge sollten nämlich im geschlossenen Zustand mit der gleichen Zuhaltekraft beaufschlagt sein. Diese kann aber für die Komponente mit der kleineren projizierten Fläche zu groß sein und die Güte des herzustellenden Kunststoffformteils beeinträchtigen.

Aus der DE 43 40 258 C2 ist eine Spritzgießmaschine mit einem Etagenwerkzeug bekannt, die zwei jeweils zwei Formhälften aufweisende Spritzgießwerkzeuge aufweist, die mittels eines hydraulischen Getriebes schließbar sind. Das hydraulische Getriebe weist doppelt wirkende Zylinder auf, die Kolben mit unterschiedlich dimensionierten Wirkflächen umfassen. Durch entsprechende Ansteuerung der Kolben können beim Schließen der Spritzgießwerkzeuge Kraftverläufe realisiert werden, die den beiden Spritzgießwerkzeugen jeweils angepasst ausgelegt sind.

Insbesondere im Bereich der Fahrzeugverscheibung besteht ein Bestreben, Glasscheiben durch aus transparentem Kunststoff gefertigte Spritzgussteile zu ersetzen. Als Werkstoff kann hierfür insbesondere ein Polycarbonat eingesetzt werden. Dieser Werkstoff, der als hochviskoser, amorpher Stoff in eine Kavität eingespritzt wird, muss zur Fertigung einer Scheibe möglichst spannungsarm verarbeitet werden, um insbesondere bei einer Freibewitterung eine Dauerhaftigkeit zu gewährleisten. Spannungen im Bauteil könnten zu einer Beeinträchtigung einer auf das ausgehärtete Polycarbonatmaterial aufzubringenden Lackschutzschicht führen.

Zum Spritzgießen dünnwandiger, großflächiger Bauteile können unterschiedliche Verfahren, wie das so genannte Expansionspräge-Verfahren oder das so genannte Parallelpräge-Verfahren, eingesetzt werden. Hierbei wird ein flüs siges Ausgangsmaterial in eine Kavität einer ein so genanntes Tauchkantenwerkzeug umfassenden Spritzgießmaschine eingespritzt. Beim Abkühlen erfährt das Material einen Verarbeitungsschwund. Daher wird bei all diesen Verfahren die Kavität um das Schwindungsvolumen überfüllt. Das eingespritzte Material wird anschließend unter einem Druck von beispielsweise etwa 200 bar abgekühlt. Die damit verbundene Volumenverringerung wird dadurch ausgeglichen, dass eine der Formhälften nachgeführt wird, bis das herzustellende Bauteil bei der Entformungstemperatur sein Nennmaß angenommen hat.

Aus konstruktiven und ökonomischen Überlegungen kann es bei der Fertigung eines aus zwei Komponenten gebildeten Kunsstoffformteils von Vorteil sein, beide Komponenten in einer Spritzgießmaschine zu fertigen, wobei die erste Komponente, die scheibenförmig ausgebildet sein kann, in einer ersten Kavität und die zweite Komponente, die beispielsweise einen Rahmen der Scheibe bildet, als Hinterspritzung der ersten Komponente in einer zweiten Kavität ausgeformt wird. Aus Gründen der Materialverträglichkeit und um eine sichere Verbindung zwischen den beiden Komponenten zu gewährleisten, sollte das Material der zweiten Komponente im Wesentlichen dem Material der ersten Komponente entsprechen, so dass bei Einsatz von Polycarbonat oder einem Polycarbonat-Blend auch die Hinterspritzung nach einem Prägeverfahren ausgeführt werden sollte. Auch bei der Ausformung der zweiten Komponente besteht die Problematik, dass die Verarbeitung möglichst spannungsarm erfolgen soll.

Bei einer Ausbildung der ersten Komponente als Scheibenkörper und der zweiten Komponente als rahmenartige Hinterspritzung des Scheibenkörpers ist die Grundfläche der zweiten Komponente kleiner als diejenige des Scheibenkör pers. Ein Prägen der zweiten Komponente mit der für das Prägen der ersten Komponente eingesetzten Zuhaltekraft ist nicht ohne Weiteres möglich, da die für das Prägen der ersten Komponenten gewählte Zuhaltekraft zu einem zu großen Innendruck in der Kavität für die zweite Komponente führen würde. Der Innendruck ergibt sich aus dem Produkt aus der Zuhaltekraft und der in Schließrichtung projizierten Fläche der Kavität.

Zur Herstellung einer rahmenartigen Hinterspritzung einer Scheibe wird bisher ein konventionelles Spritzgießverfahren eingesetzt, bei dem gegebenenfalls ein Heißkanalsystem mit Nadelverschlussdüsen genutzt wird und mittels einer Spritzeinheit über mehrere, über die Kavität verteilte Anspritzpunkte ein Nachdruck aufgebracht wird. Bei diesem Verfahren besteht der Nachteil, dass die Forminnendrücke sehr hoch sind und in der Kavität eine ungleichmäßige Druckverteilung in Abhängigkeit von der Entfernung zu den Anspritzpunkten vorliegt. Auch kann der beim Abkühlen des eingespritzten Materials erfolgende Materialschwund nur bis zum so genannten, bei beispielsweise etwa 190°C liegenden Siegelpunkt ausgeglichen werden, bei dem die Angusskanäle einfrieren bzw. die Materialseele einfriert.

Alternativ wird eine rahmenartige Hinterspritzung einer Scheibe bisher so gefertigt, dass die für die Hinterspritzung erforderliche zweite Komponente über einen Heizkanalverteiler in eine Kavität eingebracht wird, wobei die Kavität um das Schwindungsvolumen überfüllt wird. Beim Abkühlen wird das eingespritzte Material mittels Stempeln ausgeprägt, die aktiv mittels einer speziellen Hydraulik mit einer festgelegten Kraft in die Schmelze gedrückt werden. Da die Kraft für die Prägestempel aktiv aufgebracht werden muss und großflächige Bauteile mitunter Grundflä chen von 0,5 m² oder mehr aufweisen können, steigt die erforderliche Kraft bei einem gewünschten Innendruck von etwa 200 bar auf 10.000 kN bzw. 1.000 to an. Dies führt einerseits dazu, dass sehr massive Zylinder, Kraftübersetzungssysteme oder dergleichen für die Prägestempel eingesetzt werden müssen. Andererseits muss die für die Hydraulik erforderliche Leistung von der jeweils eingesetzten Spritzgießmaschine selbst abgezogen oder mittels eines zusätzlichen Aggregats erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der einleitend genannten Gattung ausgeführte Spritzgießmaschine zu schaffen, mittels der auf einfache Weise Formbauteile nach einem Spritzprägeverfahren hergestellt werden können, die aus zwei Komponenten mit unterschiedlichen projizierten Grundflächen gebildet sind und eine hohe Güte aufweisen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Kern der Erfindung liegt mithin darin, dass in den Kavitäten beider Spritzgießwerkzeuge mittels der in der jeweiligen Trennebene wirkenden Abstützeinrichtungen ein für ein Spritzprägeverfahren erforderlicher Nachdruck bzw. Innendruck in Abhängigkeit von der projizierten Fläche der jeweiligen Kavität separat eingestellt werden kann. Damit kann eine auf beide Spritzgießwerkzeuge wirkende Zuhaltekraft, die aus konstruktiven Gründen zweckmäßigerweise für beide Spritzgießwerkzeuge gleich sein kann und die vorzugsweise der Zuhaltekraft entspricht, die zur Erzeugung des gewünschten Nachdrucks in der Kavität mit der größeren projizierten Fläche benötigt wird, an dem Spritzgießwerkzeug mit der Kavität, die eine kleinere pro jizierte Fläche hat, teilweise abgefangen werden, so dass auch der in dieser Kavität herrschende Innendruck bzw. Nachdruck die Güte des herzustellenden Formteils nicht beeinträchtigt.

Die Spritzgießmaschine nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Kunststoffformteilen, die aus zwei Komponenten gebildet sind. Die erste Komponente ist beispielsweise von einer transparenten Polycarbonatscheibe gebildet, wohingegen die zweite Komponente ein ebenfalls aus einem Polycarbonat gefertigter Rahmen der Scheibe ist, der eine kleinere Grundfläche als die Scheibe selbst hat. Die Polycarbonatscheibe wird dann nach einem Prägeverfahren in dem ersten Spritzgießwerkzeug der Spritzgießmaschine und der Rahmen ebenfalls nach einem Prägeverfahren in dem zweiten Spitzwerkzeug der Spritzgießmaschine ausgeformt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn während des Prägens in beiden Kavitäten der gleiche Nachdruck herrscht. Da die projizierte Fläche der Kavität zur Fertigung des Rahmens kleiner als die projizierte Fläche der Kavität zur Fertigung der Scheibe ist, muss die auf beide Spritzgießwerkzeuge wirkende Zuhaltekraft auf Seiten des Spritzgießwerkzeugs für den Rahmen abgefangen werden. Dies erfolgt mittels der diesem Spritzgießwerkzeug zugeordneten Abstützeinrichtungen.

Bei der Spritzgießmaschine nach der Erfindung wirken die Zuhaltekräfte für die beiden Spritzgießwerkzeuge in entgegengesetzter Richtung. Insbesondere stellt die Spritzgießmaschine ein so genanntes Etagenwerkzeug, ein Wendeplattenwerkzeug oder dergleichen dar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Spritzgießmaschine nach der Erfindung sind die Abstützeinrichtungen aus hydraulischen Zylindern gebildet. Diese Ausgleichszy linder darstellende Zylinder sind kostengünstige, passive Bauteile, die die Zuhaltekraft ohne zusätzliches Hydraulikaggregat teilweise aufnehmen können, so dass in der betreffenden Kavität der erforderliche Nachdruck herrscht.

Um die Spritzgießwerkzeuge bei einem Materialschwund in den Kavitäten jeweils nachführen zu können, sind die hydraulischen Zylinder jedes Spritzgießwerkzeugs vorzugsweise mit mindestens einem Ablaufventil versehen, über das bei einem Prägeprozess Hydrauliköl abströmt.

Die Abstützeinrichtungen, die in der jeweiligen Trennebene der Spritzgießwerkzeuge wirken, können entweder direkt in das jeweilige Spritzgießwerkzeug integriert oder jeweils zwischen einer Montageplatte bzw. Werkzeugaufspannplatte für das jeweilige Spritzgießwerkzeug und der gemeinsamen Trägereinheit eingespannt sein.

Zur Herstellung eines Formbauteils aus zwei Komponenten ist es vorteilhaft, wenn die Spritzgießmaschine eine Wendeeinrichtung umfasst, mittels der die erste Komponenten nach ihrer Fertigung in der ersten Kavität zu dem zweiten Spritzgießwerkzeug überführt wird, so dass in diesem die zweite Komponenten angeformt werden kann. Die an der Trägereinheit fixierten Formhälften sind dann beiden Spritzgießwerkzeugen zuordenbar.

Um die zweite Kavität abzudichten, können vorgespannte Dichtleisten und/oder Schieber vorgesehen sein, die die zweite Kavität begrenzen. Die Dichtleisten bzw. Schieber können mit einem einstellbaren Anpressdruck beaufschlagt sein.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Drei Ausführungsbeispiele einer Spritzgießmaschine nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt
1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Spritzgießmaschine und mittels der Spritzgießmaschine hergestellte Formteile;
2 eine Stirnansicht einer Abstützzylinder aufweisenden Formhälfte eines Spritzgießwerkzeugs der Spritzgießmaschine nach 1;
3 die Wirkung der Abstützzylinder;
4 einen Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug einer zweiten Ausführungsform einer Spritzgießmaschine nach der Erfindung, das zur Herstellung einer Hinterspritzung einer Scheibe dient; und
5 eine dritte Ausführungsform einer Spritzgießmaschine nach der Erfindung.
In den 1 und 2 ist eine Spritzgießmaschine 10 dargestellt, die zur Fertigung einer beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug eingesetzten Scheibe 11 dient, welche mit einem Rahmen 12 versehen ist. Bei der mit dem Rahmen 12 versehenen Scheibe 11 handelt es sich beispielsweise um ein Deckelelement eines Fahrzeugschiebedachs. Die Scheibe 11 und der Rahmen 12 werden mit der Spritzgießmaschine 10 gemäß einem Spritzprägeverfahren hergestellt.
Die Spritzgießmaschine 10 umfasst ein erstes Spritzgießwerkzeug 13 zur Herstellung der Scheibe 11 und ein zweites Spritzgießwerkzeug 14 zur Hinterspritzung der Scheibe 11 mit dem Rahmen 12.
Das als Prägewerkzeug ausgebildete und ein Tauchkantenwerkzeug darstellende Spritzgießwerkzeug 13 umfasst eine als so genante Matrizenplatte ausgebildete erste Formhälfte 15 sowie eine als so genannte Formkernplatte ausgebildete, zweite Formhälfte 16. Die beiden Formhälften 15 und 16 begrenzen eine mit der Form der Scheibe 11 korrespondierende, erste Kavität 17. Wie bei einem Prägeverfahren üblich, sind die beiden Formhälften 15 und 16 bei der Herstellung der Scheibe 11 zum Ausgleich eines Materialschwunds, der mit der Abkühlung eines über einen hier nicht näher dargestellten Angusskanal zugeführten Polycarbonats einhergeht, gegeneinander verfahrbar. Im vorliegenden Fall ist die Formhälfte 15, die an einer als Wendeplatte dienenden Trägereinheit 21 fixiert ist, während des Prägens ortsfest und die Formhälfte 16, die an einer Werkzeugaufspannplatte 51 befestigt ist, mittels eines Antriebs in Richtung der Formhälfte 15 verfahrbar ist.
Das zweite zur Herstellung des Rahmens 12 dienende Spritzgießwerkzeug 14 umfasst ebenfalls eine erste Formhälfte 18, die an der Wendeplatte 21 fixiert ist, sowie eine zweite Formhälfte 19, die an einer Werkzeugaufspannplatte 52 befestigt ist. Die beiden Formhälften begrenzen eine zweite Kavität 20, die mit der Form des Rahmens 12 korrespondiert.
Das Spritzgießwerkzeug 14 ist ebenfalls als Prägewerkzeug ausgebildet, so dass die Formhälfte 19 beim Abkühlen eines über mehrere, hier nicht näher dargestellte Angussstellen in die Kavität 20 eingebrachten Materials gemäß dem Volumenschwund des Materials nachgeführt werden kann und ein im Wesentlichen konstanter Schließdruck auf das zur Ausbildung des Rahmens 12 in die Kavität 20 eingespritzte Material wirkt.
Alternativ kann die Spritzgießmaschine auch so ausgelegt sein, dass beim Prägen eine der beiden Formhälften 16 und 19 ortsfest ist und die andere der beiden Formhälften 16 und 19 und die Wendeplatte 21 nachgeführt werden.
Da die beiden Formhälften 15 und 18 an der Wendeplatte 21 fixiert sind, kann die Formhälfte 15 des Spritzgießwerkzeugs 13 durch Drehen der Wendeplatte um eine Achse A an die Stelle der Formhälfte 18 des Spritzgießwerkzeugs 14 gebracht und die mittels des Spritzgießwerkzeugs 13 hergestellte Scheibe ohne Entformung aus der Spritzgießmaschine 10 mit dem Rahmen 12 hinterspritzt werden kann.
Das zweite, ebenfalls ein Tauchkantenwerkzeug darstellende Spritzgießwerkzeug 14 umfasst des Weiteren im vorliegenden Fall vier als Hydraulikzylinder ausgebildete, im Rechteck angeordnete Abstützeinrichtungen 22A bis 25A, die an der Formhälfte 19 angeordnet sind, auf die Formhälfte 18 wirken und die der Zuhaltekraft entgegenwirken, die über die Formhälfte 19 auf das zur Ausbildung des Rahmens 12 in die Kavität 20 eingespritzte Material wirkt. Die passive Bauteile darstellenden Hydraulikzylinder 22A bis 25A wirken also in der Trennebene des Spritzgießwerkzeugs 14.
Zur Druckreduzierung in den Hydraulikzylindern 22A bis 25A sind diese jeweils mit mindestens einem Ablaufventil versehen, über das bei dem Prägeprozess Hydrauliköl abströmt.
Entsprechend umfasst das erste Spritzgießwerkzeug 13 im vorliegenden Fall vier als Hydraulikzylinder ausgebil dete, im Rechteck angeordnete Abstützeinrichtungen 22B bis 25B, die an der Formhälfte 16 angeordnet sind, auf die Formhälfte 15 wirken und die der Zuhaltekraft entgegenwirken, die über die Formhälfte 16 auf das zur Ausbildung der Scheibe 11 in die Kavität 17 eingespritzte Material wirkt. Die passive Bauteile darstellenden Hydraulikzylinder 22B bis 25B wirken also in der Trennebene des Spritzgießwerkzeugs 13.
Zur Druckreduzierung in den Hydraulikzylindern 22B bis 25B sind diese ebenfalls jeweils mit einem Ablaufventil versehen, über das bei dem Prägeprozess Hydrauliköl abströmt.
Je nach vorliegenden Kräfteverhältnissen kann an den beiden Spritzgießwerkzeugen 13 und 14 jeweils auch eine andere Anzahl an Hydraulikzylindern vorgesehen sein.
Alternativ ist es auch denkbar, die die Hydraulikzylinder 22A bis 25A und 22B bis 25B an der Formhälfte 15 bzw. 18 anzuordnen. In diesem Fall sind die Hydraulikzylinder 22A bis 25A bzw. 22B bis 25B je nach Drehstellung der Wendeplatte 21 dem Spritzgießwerkzeug 13 oder dem Spritzgießwerkzeug 14 zugeordnet. Der in den Hydraulikzylindern wirkende Öldruck muss dann gegebenenfalls an die jeweilige Stellung angepasst werden.
Die Arbeitsweise der Abstützeinrichtungen 22A bis 25A und 22B bis 25B wird nachfolgend anhand eines Beispiels in Verbindung mit 3 beschrieben.
Die Scheibe 11 hat im vorliegenden Fall eine Grundfläche von 1 m². Der Rahmen 12 hat im vorliegenden Fall eine Grundfläche von 0,25 m².
Zur Herstellung der Scheibe 11 wird die erste Kavität 17, die eine Grundfläche von 1 m² hat, mit flüssigem Polycarbonat gefüllt und überfüllt, da beim Abkühlen von der Einspritztemperatur von 300°C auf eine Entformungstemperatur von 120°C ein Wanddickenschwund von etwa 10% eintritt. Die Überfüllung von etwa 10% erfolgt damit zur Kompensation des Schwindungsvolumens. Für einen idealen Forminnendruck von 200 bar über die Abkühlphase wird an der Spritzgießmaschine 10 eine Zuhaltekraft X von 20000 kN bzw. 2000 to eingestellt. Die durch die Zuhaltekraft X auf das eingespritzte Material wirkende Kraft stellt die so genannte Nachdruckkraft Y dar. Um die Nachdruckkraft Y konstant zu halten, wird die die Formhälfte 16 bildende Werkzeugplatte zum Ausgleich des Materialschwunds über die Abkühlzeit von beispielsweise 60 Sek. schwimmend um 4/10 mm nachgeführt. Dies erfolgt dadurch, dass Hydrauliköl aus den in der der Kavität 17 zugeordneten Trennebene TE1 wirkenden Hydraulikzylindern 22B bis 25B abgelassen wird.
Im Sinne des im vorliegenden Fall vorliegenden Etagenprinzips steht bei der Spritzgießmaschine 10 für beide Spitzwerkzeuge 13 und 14 die gleiche Zuhaltekraft zur Verfügung. Die Zuhaltekraft von 20000 kN steht mithin auch an dem zweiten Spritzgießwerkzeug 14 an, das gleichzeitig zur Hinterspritzung einer bereits gefertigten Scheibe 11 mit dem Rahmen 12 eingesetzt wird. Diese Zuhaltekraft würde aufgrund der geringeren Fläche des herzustellenden Rahmens 12 von 0,25 m² zu einem in der Kavität 20 herrschenden Innendruck von 800 bar führen. Dieser Druck könnte zu einer Beschädigung des Bauteils führen. Um dem entgegenzuwirken, wird mittels der Hydraulikzylinder 22A bis 25A abgestimmt auf die Grundfläche des Rahmens 12 und den gewünschten, in der Kavität 20 herrschenden Druck von ebenfalls etwa 200 bar die Zuhaltekraft von 20000 kN gedämpft, so dass auf die Kavität 20 bzw. das in die Kavität 20 eingespritzte Polycarbonat-Material eine so genannte Nachdruckkraft von 5000 kN bzw. 500 to wirkt, wobei die verbleibende Kraft von 15000 kN mittels der in der der Kavität 20 zugeordneten Trennebene TE2 wirkenden Hydraulikzylinder 22A bis 25A abgefangen bzw. von diesen aufgenommen wird. Die Hydraulikzylinder 22A bis 25A sind mithin auf den hierfür erforderlichen Hydraulikdruck vorgespannt, wobei die Formhälfte 19 beim Abkühlen des in die Kavität 20 eingebrachten Materials und dem damit verbundenen Materialschwunds durch gesteuertes Ablassen eines Hydrauliköls der Hydraulikzylinder 22A bis 25A nachgeführt wird.
Die Hydraulikzylinder 22A bis 25A, die in Öffnungsrichtung des Spritzgießwerkzeugs 14 wirken, nehmen also die Differenz zwischen der Zuhaltekraft X und der in der Kavität Kavität 20 gewünschten Nachdruckkraft auf.
Die Abstützeinrichtungen 22A bis 25A und 22B bis 25B nehmen in Abhängigkeit von der jeweiligen in Schließrichtung projizierten Fläche der jeweiligen Kavität 17 bzw. 20 die Zuhaltekraft teilweise auf und stellen eine auf das in die jeweilige Kavität 17 bzw. 20 eingespritzte Material wirkende Nachdruckkraft ein. Die Nachdruckkraft ergibt sich aus dem Produkt des in der jeweiligen Kavität 17 bzw. 20 herrschenden Innendrucks und der projizierten Fläche der betreffenden Kavität.
Wenn ein Rahmen 20 mit einer anderen Grundfläche an die Scheibe 11 angespritzt werden soll, können die Hydraulikzylinder 22A bis 25A mit einem entsprechend angepassten Zylinderinnendruck beaufschlagt werden, so dass der auf das zur Herstellung des Rahmens dienende Material wirkende Nachdruck auf den gewünschten Wert eingestellt wird.
In 4 ist eine spezielle Ausführungsform eines Spritzgießwerkzeugs 14' zur Herstellung eines eine zweite Komponente eines Formteils darstellenden Rahmens 12 einer transparenten Polycarbonatscheibe 11 zum Einsatz beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug dargestellt.
Das Spritzgießwerkzeug 14', das Bestandteil einer entsprechend der Spritzgießmaschine nach 1 ausgeführten Spritzgießmaschine ist, muss bei einem Einspritzvorgang im Bereich eines Übergangs zu der eine erste Komponente bildenden Scheibe 11 abgedichtet werden. Daher sind in diesem Bereich mechanisch oder pneumatisch federbeaufschlagte Dichtleisten bzw. Schieber 42 vorgesehen, die sich an einer Formhälfte 19 abstützen und mit einer einstellbaren Kraft auf den aus der Scheibe 11 gebildeten Vorspritzling wirken und so eine Kavität 20 zur Ausbildung des Rahmens 12 abdichten.
Im Übrigen ist das Spritzgießwerkzeug 14' im Wesentlichen entsprechend dem in 1 dargestellten Spritzgießwerkzeug ausgebildet.
In 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Spritzgießmaschine 50 dargestellt, die im Wesentlichen derjenigen nach 1 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie Hydraulikzylinder 22A bis 25A bzw. 22B bis 25B aufweist, die nicht in die Spritzgießwerkzeuge 13 und 14 integriert sind, sondern zwischen einer dem Spritzgießwerkzeug 13 zugeordneten Werkzeugaufspannplatte 51 und der Wendeplatte 21 und zwischen einer dem Spritzgießwerkzeug 14 zugeordneten Werkzeugaufspannplatte 52 und der Wendeplatte 21 eingespannt sind. Die Funktion und die Wirkung dieser Hydraulikzylinder entsprechen denjenigen der Hydraulikzylinder der Spritzgießmaschine nach 1.

10: Spritzgießmaschine
11: Scheibe
12: Rahmen
13: Spritzgießwerkzeug
14, 14': Spritzgießwerkzeug
15: Formhälfte
16: Formhälfte
17: Kavität
18: Formhälfte
19: Formhälfte
20: Kavität
21: Trägereinheit
22A, 22B: Abstützeinrichtung
23A, 23B: Abstützeinrichtung
24A, 24B: Abstützeinrichtung
25A, 25B: Abstützeinrichtung
42: Schieber
50: Spritzgießmaschine
51: Werkzeugaufspannplatte
52: Werkzeugaufspannplatte

Claims

Spritzgießmaschine, insbesondere zum Spritzprägen großflächiger Kunststoffformteile, umfassend mindestens ein erstes, zwei Formhälften (15, 16) aufweisendes Spritzgießwerkzeug (13), das eine erste Kavität (17) mit einer ersten projizierten Fläche bildet, und ein zweites, zwei Formhälften (18, 19) aufweisendes Spritzgießwerkzeug (14), das eine zweite Kavität (20) mit einer zweiten projizierten Fläche bildet, wobei jeweils eine Formhälfte (15, 18) der beiden Spritzgießwerkzeuge (13, 14) an einer gemeinsamen Trägereinheit (21) fixiert ist und für beide Spritzgießwerkzeuge (13, 14) in Öffnungsrichtung wirkende Abstützeinrichtungen (22A bis 25A; 22B bis 25B) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) in Abhängigkeit von der jeweiligen projizierten Fläche der jeweiligen Kavität (17, 20) eine Zuhaltekraft teilweise aufnehmen und eine auf das in die jeweilige Kavität (17, 20) eingespritzte Material wirkende Nachdruckkraft einstellen.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A; 22B bis 25B) hydraulische Zylinder sind.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Zylinder (22A bis 25A; 22B bis 25B) jedes Spritzgießwerkzeugs (13, 14) mit mindestens einem Ablaufventil versehen sind, über das bei einem Prägeprozess Hydrauliköl abströmt.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) in das Spritzgießwerkzeug (13, 14) integriert sind.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) zwischen der gemeinsamen Trägereinheit (21) und einer dem jeweiligen Spritzgießwerkzeug (13, 14) zugeordneten Werkzeugaufspannplatte (51, 52) eingespannt sind.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (21) eine Wendeeinrichtung umfasst.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch vorgespannte Dichtleisten und/oder Schieber (42), die die zweite Kavität (20) begrenzen.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleisten bzw. Schieber (42) mit einem einstellbaren Anpressdruck beaufschlagt sind.