DE102011053867B4

DE102011053867B4 - Injection mold with inductor for the production of plastic moldings

Info

Publication number: DE102011053867B4
Application number: DE102011053867.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Meserle
Original assignee: Dr Schneider Kunststoffwerke GmbH
Current assignee: Dr Schneider Kunststoffwerke GmbH
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: DE102011053867A1

Abstract

Spritzgießwerkzeug für die Herstellung von Kunststoffformteilen mit zwei Werkzeughälften, die mindestens eine Kavität umschließen, mit mindestens einem oder mehreren integrierten Induktoren zur direkten induktiven Erwärmung geometrisch begrenzter Formbereiche und/oder der gesamten Wand der Kavität in mindestens einer der Werkzeughälften, wobei die Oberflächenschicht der Kavität aus induktiv erwärmbarem Material besteht und die in den Kanälen darunter liegenden Induktoren mittels hochfrequenter Ströme vor dem Auftreffen des schmelzflüssigen Kunststoffes auf die Oberflächenschicht induktiv auf eine definierte Temperatur erwärmt und das Spritzgießwerkzeug Kühlkanäle in mindestens einer Werkzeughälfte aufweist, die von einem Kühlmedium und/oder von einem Erwärmungsmedium durchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (8) in dem Kanal (4) mittels mindestens eines Niederhalters (6) aus einem keramischen Werkstoff fixiert ist und dass die Kanäle (4) einschließlich des mindestens einen Niederhalters (6) mittels einer Verschließ- oder Aufspannplatte (2) verschließbar sind und dass der mindestens eine Niederhalter (6) H-förmig ausgebildet ist und mit seinem Querbalken auf den Induktor (8) drückt und diesen mit den beiden Schenkeln übergreift.Injection mold for the production of plastic moldings with two mold halves enclosing at least one cavity, with at least one or more integrated inductors for direct induction heating geometrically limited mold areas and / or the entire wall of the cavity in at least one of the mold halves, wherein the surface layer of the cavity inductively heatable material and the underlying inductors in the channels by means of high-frequency currents before the impact of the molten plastic on the surface layer inductively heated to a defined temperature and the injection mold has cooling channels in at least one mold half, of a cooling medium and / or of a heating medium can be flowed through, characterized in that the inductor (8) in the channel (4) by means of at least one hold-down (6) made of a ceramic material is fixed and that the channels (4) one Finally at least one hold-down (6) by means of a closing or clamping plate (2) are closed and that the at least one hold-down (6) is H-shaped and presses with its crossbar on the inductor (8) and this with the two legs overlaps.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug für die Herstellung von Kunststoffformteilen mit zwei Werkzeughälften mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an injection mold for the production of plastic moldings with two mold halves with the features specified in the preamble of claim 1.

Aus der EP 0 505 738 B1 ( DE 692 22 213 T2 ) ist eine mehrschichtige Form zum Ausformen von thermoplastischem Material zu Fertigteilen bekannt, die ein Formteil mit einer Konturenoberfläche und eine wärmeisolierende Schicht, die an der Konturenoberfläche gebunden ist, umfasst. Die isolierende Schicht weist eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als das Formteil auf. Die isolierende Schicht umgibt dabei in einer Ausführungsform eine Induktionsspule, die als Heizeinrichtung vorgesehen ist. Je nach Bedarf wird an die Induktionsspule eine Hochfrequenzenergiequelle angelegt, um punktuell einen Bereich der Oberfläche der Kavität, die ausgefüllt werden soll, durch die Induktionsspule zu erwärmen.From the EP 0 505 738 B1 ( DE 692 22 213 T2 ) discloses a multilayer mold for molding thermoplastic material into finished parts comprising a molding having a contour surface and a heat-insulating layer bonded to the contour surface. The insulating layer has a lower thermal conductivity than the molded part. In one embodiment, the insulating layer surrounds an induction coil, which is provided as a heating device. As needed, a high frequency power source is applied to the induction coil to selectively heat a portion of the surface of the cavity to be filled by the induction coil.

Aus der DE 201 21 777 U1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Formwerkzeug bekannt, das Kühlkanäle aufweist, die von einem Kühlmedium, insbesondere Wasser, durchströmbar sind. Insbesondere schmelzflüssiger Kunststoff wird dabei diskontinuierlich in eine Kavität der geschlossenen Spritzform eingespritzt. Die Wandung der Kavität, die die Formausprägung des Kunststoffformteiles wiedergibt, wird an der berührenden Wandung gekühlt, so dass der Kunststoff nach dem Abspritzen erstarrt und die durch das formgebende Werkzeug gegebene Form behält. Mindestens die Oberflächenschicht des Formwerkzeuges, auf die der schmelzflüssige Kunststoff trifft, ist aus induktiv erwärmbarem Material gefertigt, und zwar insgesamt oder nur in diskreten Teilbereichen. Es ist ferner ein elektrischer Induktor vorgesehen, mittels dessen die Oberflächenschicht erwärmbar ist. Die dünne Oberflächenschicht der Wandung des Werkzeuges wird unmittelbar vor dem Auftreffen des schmelzflüssigen Kunststoffes induktiv auf eine Temperatur erwärmt, die nahe der Schmelztemperatur des Kunststoffes liegt oder gleich der Schmelztemperatur ist. Nach dem Abspritzen wird in die Kühlkanäle Wasser eingegeben und die Wandung und damit auch das aus Kunststoff bestehende Formteil werden soweit abgekühlt, dass dieses beim Öffnen des Werkzeuges und Auswerfen des Teiles in sich gefestigt ist.From the DE 201 21 777 U1 a device for the production of workpieces made of thermoplastic material with a mold is known which has cooling channels, which are flowed through by a cooling medium, in particular water. In particular, molten plastic is injected discontinuously into a cavity of the closed mold. The wall of the cavity, which reproduces the shape of the molded plastic part, is cooled at the contacting wall, so that the plastic solidifies after spraying and retains the shape given by the forming tool. At least the surface layer of the mold, which is hit by the molten plastic, is made of inductively heatable material, in total or only in discrete areas. There is further provided an electrical inductor, by means of which the surface layer can be heated. The thin surface layer of the wall of the tool is inductively heated immediately before the impact of the molten plastic to a temperature which is close to the melting temperature of the plastic or equal to the melting temperature. After spraying water is entered into the cooling channels and the wall and thus also made of plastic molding are cooled so far that it is fixed in the opening of the tool and ejecting the part in itself.

Die DE 43 08 008 A1 befasst sich mit der dynamischen Formtemperierung beim Spritzgießen mittels einer Spritzgießform. Die Erwärmung eines geometrisch begrenzten Formbereiches erfolgt dabei bis zu einer geringen Tiefe an der geöffneten Form mittels eines Induktors. Während der Schließphase erfolgt eine Abkühlung des Werkzeugs durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung. Die Erwärmung erfolgt dabei auf eine so hohe Temperatur, dass erst nach vollständiger Formfüllung in der Werkzeugwand die Erstarrungstemperatur der Kunststoffschmelze unterschritten wird.The DE 43 08 008 A1 deals with the dynamic mold temperature control in injection molding by means of an injection mold. The heating of a geometrically limited molding area takes place up to a small depth at the open mold by means of an inductor. During the closing phase, the tool cools due to heat conduction, convection and radiation. The heating takes place at such a high temperature that only after complete mold filling in the mold wall, the solidification temperature of the plastic melt is reached.

Die Grundlagen der zur Anwendung kommenden Erwärmung durch Induktion innerhalb des Werkzeugs sind z. B. in der „Veröffentlichung IKFF” der Universität Stuttgart unter der Bezeichnung „Herstellung langer Kunststoffzeiger durch Spritzgießen” von A. Tewald, A. Laage und O. Thissen wiedergegeben. Eine vollständig integrierte induktive Beheizung und Impulskühlung von Spritzgießwerkzeugen ist in einem Beitrag zum 19. Stuttgarter Kunststoff-Kolloquium, 9. bis 10. März 2005, Symposium 3, „Kunststoffaufbereitung und -verarbeitung”, Verfasser A. Weber und W. Schinköthe (IKFF) erschienen. Der Beitrag ist veröffentlicht in der „IKFF 2005”. Die induktive Erwärmung erfolgt mittels verlegter Induktoren unterhalb der Kavitätsfläche. Die Induktoren sind in die Kanäle eingelegt und darin mittels einer keramischen Masse eingebettet. Die induktive Wärmeerzeugung beruht auf dem Transformatorprinzip. Ein von hochfrequentem (ca. 10 kHz bis 500 kHz) Wechselstrom hoher Stromstärke durchflossener Leiter, der Induktor, ist von einem elektromagnetischen Wechselfeld gleicher Frequenz umgeben. Da das Material, das die Kavität einschließt, ein leitfähiges Material ist, werden in einer dünnen Oberflächenschicht wiederum kurzgeschlossene elektrische Ströme induziert. Durch die Verlustleistung dieser Ströme am Ohmschen Widerstand des Materials entsteht die gewünschte Wärme, die zusätzlich zum Beheizen des Werkzeuges mit einem Wärmemedium eingebracht wird. Um die Erwärmung des Induktors selbst beherrschbar zu halten, wird dieser meist als Hohlleiter ausgeführt und mit Wasser durchströmt. Die Vorteile gegenüber anderen Methoden, Metalle zu erhitzen, sind vor allem die sehr hohe erzielbare Erwärmungsgeschwindigkeit, die im Material des zu erwärmenden Gegenstandes direkte Wärmebildung und die sehr hohe Leistung, die durch eine gegebene Oberfläche eingebracht werden kann.The basics of the applied induction heating within the tool are, for. B. in the "publication IKFF" of the University of Stuttgart under the name "production of long plastic hands by injection molding" by A. Tewald, A. Laage and O. Thissen reproduced. A fully integrated inductive heating and pulse cooling of injection molds is in a contribution to the 19th Stuttgart Plastics Colloquium, March 9-10, 2005, Symposium 3, "Plastics Processing and Processing", author A. Weber and W. Schinköthe (IKFF) published. The article is published in the "IKFF 2005". The inductive heating takes place by means of laid inductors below the cavity surface. The inductors are inserted into the channels and embedded therein by means of a ceramic mass. The inductive heat generation is based on the transformer principle. A high frequency (about 10 kHz to 500 kHz) high current AC current, the inductor, is surrounded by an alternating electromagnetic field of the same frequency. Since the material that encloses the cavity is a conductive material, in turn, short-circuited electrical currents are induced in a thin surface layer. Due to the power loss of these currents at the ohmic resistance of the material produces the desired heat, which is introduced in addition to heating the tool with a heat medium. In order to keep the heating of the inductor itself manageable, this is usually performed as a waveguide and flows through with water. The advantages over other methods of heating metals are, above all, the very high heating rate that can be achieved, the direct heat formation in the material of the object to be heated and the very high power which can be introduced through a given surface.

Die Wärmeabfuhr erfolgt bei Spritzgusswerkzeugen am häufigsten durch eine Flüssigkeitskühlung in Form einer konstanten Durchströmung der Werkzeuggrundplatten mit einem Medium, das dann außerhalb des Werkzeuges wieder abgekühlt wird. Teilweise werden zusätzlich, selten auch ersatzweise, Verfahren mit noch höherem abführbaren Wärmestrom eingesetzt, wie z. B. elektrothermische Verfahren (Peltier-Elemente), Wärmerohre oder die Expansion von flüssigem Kohledioxid. Da der Wärmeeintrag ins Werkzeug nicht kontinuierlich erfolgt, sondern zyklisch zwischen Null und einem Maximalwert pendelt, ist eine Kühlung mit nahezu konstanter Wärmeabfuhr zwar normalerweise ausreichend, aber für problematische Teile nicht optimal. Hier schafft Impulskühlung Abhilfe, bei der die Wärmeabfuhr nur während der Zeiten erfolgt, in denen das durch den Wärmeeintrag erforderlich ist. Dies verhindert insbesondere bei hohen Kühlleistungen die Abkühlung des Werkzeugs auf zu niedrige Temperatur im phasengeringen Wärmeeintrag und die damit verbundene schlechtere Teilequalität. Bei vollständigem variothermen Betrieb – also mit Heizung und Kühlung im Wechsel – entsteht zwangsläufig eine Impulskühlung.The heat dissipation occurs in injection molding tools most often by a liquid cooling in the form of a constant flow through the tool base plates with a medium, which is then cooled outside the tool again. In part, in addition, rarely substitute, method with even higher dissipated heat flow used, such. As electrothermal processes (Peltier elements), heat pipes or the expansion of liquid carbon dioxide. Since the heat input into the tool is not continuous, but oscillates cyclically between zero and a maximum value, cooling with almost constant heat dissipation is usually sufficient, but not optimal for problematic parts. Here, pulse cooling creates a remedy, in which the heat dissipation only during the times when that is required by the heat input. This prevents the cooling of the tool to too low a temperature in the low-phase heat input and the associated poorer quality parts, especially at high cooling performance. In complete variothermal operation - ie with heating and cooling in alternation - inevitably creates a pulse cooling.

Aus der Druckschrift US 2009/0239023 A1 ist eine Spritzgießvorrichtung bekannt. Die Spritzgießvorrichtung besteht zumindest aus einer ersten und zweiten Formhälfte, die einen Formhohlraum definieren. Eine der Formhälften ist mit Heizmitteln ausgestattet, um die Formhälfte zu beheizen, wobei die Heizmittel vorzugsweise in der Nähe einer Formhohlraumfläche angeordnet sind. Ein Heizmittel besteht aus einer induktiven Spule, die mehrere Regionen aufweist und durch einen Oscillator betrieben wird. In der entsprechenden Formhälfte sind Nuten vorgesehen, um die Spulenwicklungen, welche das Heizmittel darstellen, aufzunehmen.From the publication US 2009/0239023 A1 An injection molding apparatus is known. The injection molding device consists of at least one first and second mold half defining a mold cavity. One of the mold halves is provided with heating means for heating the mold half, the heating means preferably being arranged in the vicinity of a mold cavity surface. A heating means consists of an inductive coil, which has several regions and is operated by an oscillator. In the corresponding mold half grooves are provided to receive the coil windings, which constitute the heating means.

Dies vorausgeschickt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Spritzgießwerkzeug der gattungsgemäßen Art weiterzubilden und es so zu gestalten, dass ein modularer Aufbau ermöglicht wird, unterschiedliche Stromleiter als Induktoren eingelegt werden können und diese dennoch in den Kanälen gesichert gehalten sind, ohne sie in eine isolierende Verbundmasse einbetten zu müssen. Durch geeignete Maßnahmen soll stets sichergestellt sein, dass auch Stromleiter mit unterschiedlichen Durchmessern in einem definierten Bereich gesichert in den Kanälen gehalten werden und einfach montierbar und auswechselbar sind. Eine weitere Teilaufgabe besteht darin, die Anordnung der Induktoren so vorzunehmen, dass die Kanäle, in denen sie liegen, auch für die Kühlung mit herangezogen werden können. Die für die Fixierung des Stromleiters benötigten Isolierteile sollen preiswert herstellbar und einsetzbar sein und eine sehr hohe Gebrauchsdauer und keinen Verschleiß aufweisen.With this in mind, it is the object of the invention to further develop an injection mold of the generic type and to design it so that a modular construction is made possible, different current conductors can be inserted as inductors and these are nevertheless kept secured in the channels, without them being insulated To embed composite mass. By suitable measures should always be ensured that even conductors with different diameters in a defined range secured in the channels are kept and are easy to install and replaceable. Another sub-task is to make the arrangement of the inductors so that the channels in which they lie, can also be used for the cooling with. The insulating parts needed for the fixation of the conductor should be inexpensive to manufacture and use and have a very long service life and no wear.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch Ausgestaltung des Spritzgießwerkzeuges nach der Lehre des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Spritzgießwerkzeuges nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen im Detail angegeben.The object is achieved by the invention by designing the injection mold according to the teaching of claim 1. Advantageous developments of the injection mold according to the invention are specified in the dependent claims in detail.

Die Lösung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Induktor in dem Kanal mittels mindestens eines Niederhalters aus einem keramischen Werkstoff fixiert ist und dass die Kanäle einschließlich der Niederhalter mittels einer Verschließplatte oder Aufspannplatte verschließbar sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Induktor in die offenen nutenförmigen Kanäle auf einfache Weise einlegbar ist und dass dann an bestimmten Stellen oder längs des Kanals eine Vielzahl von Niederhaltern eingesetzt werden kann, die beispielsweise durch eine Schraube, insbesondere Madenschraube, die in eine Bohrung der aufgesetzten Verschließplatte oder Aufspannplatte eingeschraubt werden, niedergedrückt wird. Der Niederhalter kann dabei aber auch aus der Schraube selbst gebildet sein, die verlängert ist und beispielsweise aus keramischem Werkstoff besteht und auf den Induktor drückt.The solution according to the invention is characterized in that the inductor is fixed in the channel by means of at least one hold-down made of a ceramic material and that the channels including the hold-down means of a closure plate or clamping plate can be closed. This embodiment has the advantage that the inductor in the open groove-shaped channels can be inserted easily and that then at certain points or along the channel a variety of hold-down can be used, for example, by a screw, in particular grub screw in a hole the attached closing plate or clamping plate are screwed, is depressed. The hold-down can also be formed from the screw itself, which is extended and, for example, consists of ceramic material and presses on the inductor.

Der Niederhalter kann aber auch als Block in den Kanal eingesetzt werden oder in eine Aufnahme innerhalb des Kanals und darin dann beispielsweise über eine in eine seitliche, geteilte Gewindebohrung, bei der die erste Hälfte des Gewindes in den Niederhalter und der zweite Teil des Gewindes in der aus Stahl bestehenden Werkzeugplatte eingebracht ist, durch eine eingeschraubte Schraube gesichert werden. Kommt hier beispielsweise eine Madenschraube aus keramischem Werkstoff oder Metall zur Anwendung, so kann diese eingeführt werden und presst dabei gleichzeitig den Niederhalter gegen den Induktor.The hold-down can also be used as a block in the channel or in a receptacle within the channel and then, for example via a in a side, split threaded bore, wherein the first half of the thread in the hold-down and the second part of the thread in the made of steel existing tool plate is secured by a screwed screw. If, for example, a grub screw made of ceramic material or metal is used here, it can be inserted while at the same time pressing the hold-down device against the inductor.

Als Niederhalter kann aber auch ein aus keramischem Werkstoff gefertigter Halter definierter Form, z. B. in H-Form, verwendet werden, so dass der Induktor durch Übergreifen der Schenkel gegenüber den Seitenwänden gleichzeitig seitlich elektrisch isoliert ist. Wenn darüber hinaus die Bodenwand des Kanals mit einer Isolierschicht versehen ist, beispielsweise eine dünne Keramikfolie eingelegt ist, ist eine hermetische elektrische Isolierung gegeben. Die Beschichtung kann selbstverständlich auch an den Seitenwänden des Kanals vorgesehen sein. Auch kann der Niederhalter als Block in Längsrichtung des Kanals Durchbrüche aufweisen.As hold-down but can also be made of a ceramic material holder defined form, z. B. in H-form, can be used, so that the inductor is at the same time laterally electrically insulated by spreading the legs relative to the side walls. In addition, if the bottom wall of the channel is provided with an insulating layer, for example, a thin ceramic film is inserted, a hermetic electrical insulation is given. The coating can of course also be provided on the side walls of the channel. Also, the hold-down can have as a block in the longitudinal direction of the channel openings.

Es ist aber auch möglich, den Induktor mit einer Isolierschicht bekannter Art mindestens außen zu versehen, so dass er in dem Kanal elektrisch isoliert gelagert ist. Bei dieser Ausführung können dann die weiteren Mittel zur elektrischen Isolation entfallen und es braucht nur der Niederhalter aus einem solchen Material zu bestehen. Der Kanal ist in die Formplatte eingebracht, die aus magnetisierbarem Material besteht.But it is also possible to provide the inductor with an insulating layer of known type at least outside, so that it is mounted electrically isolated in the channel. In this embodiment, then the further means for electrical insulation can be omitted and it only needs the hold-down to consist of such a material. The channel is introduced into the mold plate, which consists of magnetizable material.

Nach dem Einlegen des Induktors und dem Fixieren desselben mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Niederhaltern kann der Kanal zugleich auch als Kühlkanal verwendet werden, wenn die Niederhalter so platziert sind, dass seitlich an dem Induktor das Kühlmedium entlangströmen kann. Es können in den Niederhalter aber auch Durchströmöffnungen eingebracht sein, durch die das Kühlmedium ungehindert hindurchfließen kann. Der Kanal wird zu diesem Zweck von der Verschließplatte oder Aufspannplatte abdichtend verschlossen. Durch den Niederhalter ist zudem eine Verwirbelung des Kühlmediums an den Strömungskanten gegeben, was der Wärmeabfuhr bei der Impulsabkühlung förderlich ist. Auch können die Lagerkammern, die größer sein können als die Kanalbreite, entsprechend ausgebildet sein, um diesen Kühleffekt an bestimmten Stellen zu beschleunigen. Die Kühlung des Werkzeuges ist nach dem Abspritzen mit der heißen Kunststoffmasse erforderlich, damit vor dem Öffnen des Werkzeuges und dem Ausstoßen des abgespritzten Formteils dieses die Formstabilität behält.After inserting the inductor and fixing it with the holding devices provided according to the invention, the channel can at the same time also be used as a cooling channel if the hold-downs are placed so that the cooling medium can flow laterally past the inductor. It can be introduced into the hold-down but also flow openings through which the cooling medium can flow through unhindered. The channel is sealed for this purpose by the sealing plate or clamping plate. By the Downholder is also given a turbulence of the cooling medium at the flow edges, which is the heat dissipation in the pulse cooling beneficial. Also, the storage chambers, which may be larger than the channel width, be designed to accelerate this cooling effect at certain points. The cooling of the tool is required after spraying with the hot plastic mass, so that before the opening of the tool and the ejection of the molded part of this keeps the dimensional stability.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Kanal eine Vielzahl von Aufnahmen für Niederhalter aufweist. In einer anderen Ausführung ist vorgesehen, dass der Induktor in bekannter Weise aus einem röhrenförmigen Hohlleiter besteht und dass dieser zusätzlich mit einem Kühlmittel oder auch für die schnelle Erwärmung des Werkzeuges für den nächsten Spritzvorgang mit einem Erwärmungsmedium durchströmbar ist. Es können also eine Erwärmung und Kühlphase sowohl über den Kanal als auch zusätzlich oder allein über den Hohlleiter erfolgen.In a further embodiment it is provided that the channel has a plurality of recordings for hold-down. In another embodiment, it is provided that the inductor in a known manner consists of a tubular waveguide and that this is additionally traversed by a coolant or for rapid heating of the tool for the next injection molding process with a heating medium. So it can be done both via the channel and in addition or alone on the waveguide heating and cooling phase.

Um die Effizienz bei der Kühlung der Kavitätsoberfläche und bei der Erwärmung mittels Induktion zu erhöhen, ist es zweckmäßig, in dem Kanal eine Längsvertiefung, z. B. halbschalenförmig, vorzusehen, in die der Induktor mit angepasster Form eingelegt wird. Dadurch liegen größere Oberflächen direkt am Material der Formplatte an. Ein so eingebetteter Induktor wird vom Niederhalter, der auf die Oberseite des Induktors drückt, gegen die Lagerfläche gedrückt.In order to increase the efficiency in the cooling of the cavity surface and in the heating by induction, it is expedient in the channel a longitudinal recess, for. B. shell-shaped, provide, in which the inductor is inserted with adapted form. As a result, larger surfaces are directly on the material of the mold plate. An inductor embedded in this way is pressed against the bearing surface by the hold-down device, which presses against the upper side of the inductor.

Das Werkzeug kann selbstverständlich auch zusätzlich zu den Kanälen, in denen der Induktor verlegt ist, auch weitere Kühlkanäle in mindestens einer Werkzeughälfte aufweisen, um eine schnellere Aushärtung des Kunststoffformteils zu erreichen und damit die Arbeitszyklen des Werkzeuges zu erhöhen.The tool can of course also in addition to the channels in which the inductor is laid, also have additional cooling channels in at least one mold half in order to achieve a faster curing of the plastic molding and thus to increase the working cycles of the tool.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.The invention will be explained in the following with reference to the embodiments illustrated in the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 eine Hälfte eines Spritzgießwerkzeuges in schematischer Darstellung mit einer Induktoranordnung und mit Kühlkanälen, 1 one half of an injection molding tool in a schematic representation with an inductor arrangement and with cooling channels,

2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Niederhalters für den Induktor gemäß der Erfindung, 2 A first embodiment of a hold-down for the inductor according to the invention,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Niederhalters für einen Induktor, 3 another embodiment of a hold-down for an inductor,

4 ein weiteres Beispiel eines Niederhalters für einen Induktor in einem Spritzgießwerkzeug und 4 Another example of a hold down for an inductor in an injection mold and

5 in H-förmiger Ausbildung einen Niederhalter nach der Erfindung in einer Aufnahme in dem Kanal für die Lagerung des Induktors. 5 in H-shaped design a hold-down according to the invention in a receptacle in the channel for the storage of the inductor.

In der in isometrischer Darstellung vereinfacht dargestellten Werkzeughälfte eines Spritzgießwerkzeuges gemäß 1 ist eine Aufspannplatte 2 dargestellt, darüber befindet sich eine Formplatte 1. In diese Formplatte 1, die abgestuft ausgebildet ist, ist eine Kavität 3 eingearbeitet, die einen Teil der mit der zweiten Werkzeughälfte gebildeten geschlossenen Kavität bildet, die mit flüssigem Kunststoff durch Einspritzen verfüllbar ist. Die Angießbuchse, der Auswerfer und sonstige Teile, die in dieser Werkzeughälfte oder auch in der anderen Werkzeughälfte vorgesehen sind, sind in der vereinfachten Darstellung nicht eingezeichnet. Ebenso sind die Bohrungen für die Führungssäulen zum Öffnen und Verschließen des Werkzeuges nicht dargestellt bzw. die Führungsbuchsen, die erforderlich sind, um das abgespritzte Formteil dem Werkzeug entnehmen zu können. Diese Bauteile sind allesamt bei einem Werkzeug bekannt. Die hier angegebene Spannplatte 2 kann selbstverständlich auch eine Druckplatte oder eine Schließplatte sein.In the illustrated in isometric view of the mold half of an injection mold according to 1 is a clamping plate 2 represented above it is a mold plate 1 , In this mold plate 1 , which is graduated, is a cavity 3 incorporated, which forms part of the closed cavity formed with the second mold half, which can be filled with liquid plastic by injection. The sprue bush, the ejector and other parts provided in this tool half or in the other tool half are not shown in the simplified illustration. Likewise, the holes for the guide columns for opening and closing the tool are not shown or the guide bushings that are required to remove the molded-off part of the tool can. These components are all known in a tool. The clamping plate specified here 2 can of course also be a pressure plate or a closing plate.

Aus der skizzenhaften Zeichnung sind die Kanäle 4 ersichtlich, die in die Formplatte 1 eingebracht sind und in die ein Induktor 8 entsprechend den gewünschten Heizzonen entsprechend wellenförmig verlegt ist. Die Formplatte 1 besteht aus induktiv erwärmbarem Material, beispielsweise einer Stahlplatte. Die Wand zur Kavität hin ist relativ dünn, damit eine schnelle Aufheizung in gewünschter Weise erreicht wird. Weiterhin befinden sich in der Formplatte Kühlkanäle 5 in Form von Bohrungen, die nach dem Abspritzen eines Kunststoffformteils mit Kühlmittel beaufschlagt werden, damit in möglichst kurzer Zeit das Kunststoffformteil soweit erstarrt, dass es aus der Form herausgenommen werden kann.From the sketchy drawing are the channels 4 visible in the mold plate 1 are introduced and into which an inductor 8th according to the desired heating zones is laid according wave-shaped. The mold plate 1 consists of inductively heatable material, such as a steel plate. The wall to the cavity is relatively thin, so that a rapid heating is achieved in the desired manner. Furthermore, there are cooling channels in the mold plate 5 in the form of holes which are acted upon by the spraying of a plastic molding with coolant, so that in the shortest possible time the plastic molding solidifies so far that it can be removed from the mold.

Erfindungsgemäß wird der Induktor 8 in den Kanälen 4 mittels Niederhaltern aus keramischem Werkstoff fixiert. Den keramischen Stoffen ähnliche Stoffe, wie Metalloxide, Betonide und Siliziumdioxid, können ebenfalls für die Herstellung des Niederhalters verwendet werden. Solche Niederhalter haben den Vorteil, dass sie elektrisch nicht leitend, kostengünstig herstellbar, maßhaltig auch bei unterschiedlichen Werkzeugtemperaturen und säure- und gasunempfindlich sind.According to the invention, the inductor 8th in the channels 4 fixed by means of retainers made of ceramic material. The ceramics-like substances, such as metal oxides, Betonide and silica, can also be used for the production of the blank holder. Such hold-downs have the advantage that they are electrically non-conductive, inexpensive to produce, dimensionally stable even at different mold temperatures and acid and gas insensitive.

Das Ausführungsbeispiel in 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Werkzeughälfte gemäß 1, und zwar eine Formplatte 1, in der ein Kanal 4 für die Aufnahme eines Induktors 8 eingebracht ist, der aus einem Hohlleiter aus Kupfer oder einer Litze oder auch aus einem Aluminiumleiter bestehen kann. Innerhalb des Kanals 4 ist eine Kanalvertiefung 7 eingebracht, die im unteren Bereich der Querschnittsform des hier runden Leiters angepasst ist. Selbstverständlich können auch andere Querschnittsformen des Induktors zur Anwendung kommen. Um den Induktor 8 in dieser Lage zu fixieren, ist erfindungsgemäß in der mit der Formplatte 1 verbundenen Aufspannplatte 2, die aus einem nicht magnetisierbarem Material bestehen kann, eine Gewindebohrung 10 eingebracht, und zwar senkrecht oberhalb des Induktors 8. In diese Gewindebohrung wird ein Niederhalter 6 eingeführt, der die Form einer Madenschraube hat und aus keramischem Werkstoff besteht. Diese Keramikschraube wird in die Gewindebohrung 10 eingeschraubt und drückt auf die Oberfläche des Induktors 8 und hält diesen in der Kanalvertiefung 7 fest. Die Erfindung zeigt zugleich, dass der Kanal 4 größer ausgebildet ist, so dass dieser auch als Kühlkanal oder als Kanal zur Beaufschlagung des Werkzeugs mit einem Wärmemedium benutzt werden kann. Zur Kühlung wird in den Kanal nach dem Abspritzen des Kunststoffformteils ein Kühlmedium eingegeben. Um eine schnelle Erwärmung zu ermöglichen, wird die Oberfläche der Kavität 3 rein induktiv erwärmt, kann aber auch durch zusätzliche Einbringung eines Wärmemediums in den Kanal 4 erwärmt werden.The embodiment in 2 shows a section of the tool half according to 1 , namely a mold plate 1 in which a channel 4 for the inclusion of an inductor 8th is introduced, which may consist of a waveguide made of copper or a stranded wire or an aluminum conductor. Within the channel 4 is a channel depression 7 introduced, which is adapted in the lower part of the cross-sectional shape of the round conductor here. Of course, other cross-sectional shapes of the inductor can be used. To the inductor 8th to fix in this position, according to the invention in the form of the plate 1 connected platen 2 , which may consist of a non-magnetizable material, a threaded hole 10 introduced, and that vertically above the inductor 8th , In this threaded hole is a hold-down 6 introduced, which has the form of a grub screw and made of ceramic material. This ceramic screw is in the threaded hole 10 screwed in and presses on the surface of the inductor 8th and keep it in the channel well 7 firmly. The invention also shows that the channel 4 is formed larger, so that it can also be used as a cooling channel or as a channel for acting on the tool with a heat medium. For cooling a cooling medium is entered into the channel after the injection of the plastic molding. To allow rapid heating, the surface of the cavity 3 heated purely inductively, but can also by additional introduction of a heat medium in the channel 4 to be heated.

3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Nutzung des Kanals 4 als Kühlkanal nahezu ausgeschlossen ist. Hier wird ein blockartiger Niederhalter 6 in den Kanal 4 oder in eine vergrößerte Aufnahme eingesetzt. Dieser blockförmige Niederhalter 6 besteht ebenfalls aus keramischem Werkstoff oder, wie zuvor schon angegeben, aus einem anderen Isolierstoff, der isolierende Eigenschaften aufweist, so dass das Magnetfeld lediglich dazu verwendet wird, um die Oberfläche der Kavität 3 zu erwärmen. In dem Kanal 4 befindet sich eine Kanalvertiefung 7, in die der Induktor 8 eingelegt ist. Die Kanalvertiefung 7 kann aber auch den Kanal selbst bilden. In Abständen sind Niederhalter 6 vorgesehen und in die querverlaufende Aufnahme eingesetzt. Der Niederhalter 6 ist an der Spannplatte 2 befestigt und fixiert damit den Induktor 8. 3 shows another embodiment in which the use of the channel 4 As a cooling channel is almost impossible. Here is a block-like hold-down 6 in the channel 4 or used in an enlarged shot. This block-shaped hold-down 6 is also made of ceramic material or, as previously stated, of another insulating material having insulating properties, so that the magnetic field is used only to the surface of the cavity 3 to warm up. In the channel 4 there is a channel depression 7 into which the inductor 8th is inserted. The channel depression 7 but can also form the channel itself. At intervals are hold-down 6 provided and used in the transverse recording. The hold down 6 is on the clamping plate 2 attaches and fixes the inductor 8th ,

Eine Abwandlung zu 3 ist in 4 dargestellt. Hier wird nämlich der blockartige Niederhalter 6 mittels einer Madenschraube 9 an der Formplatte 1 fixiert. Zu diesem Zweck wird in den Kanal 4 der blockförmige Niederhalter 6 eingesetzt. Dieser weist rechtsseitig in einer schalenförmigen Ausnehmung ein Gewinde auf, das mit dem zugehörigen Gewindeabschnitt in einer Ausnehmung in der Formplatte 1 eine Gewindebohrung 10 bildet. Beim Einschrauben der Madenschraube 9 wird der Niederhalter 6 in der Ausnehmung 11 fixiert und drückt gleichzeitig mit seinem bogenförmigen Abschnitt auf die Oberfläche des Induktors 8.A variation too 3 is in 4 shown. Here is namely the block-like hold-down 6 by means of a grub screw 9 on the mold plate 1 fixed. For this purpose, in the channel 4 the block-shaped hold-down 6 used. This has on the right side in a cup-shaped recess a thread which, with the associated threaded portion in a recess in the mold plate 1 a threaded hole 10 forms. When screwing in the grub screw 9 becomes the hold-down 6 in the recess 11 fixed and presses simultaneously with its arcuate portion on the surface of the inductor 8th ,

In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Niederhalters 6 dargestellt, der eine H-Form aufweist. Die beiden unteren Schenkel übergreifen einen als Hohlleiter ausgebildeten Induktor 8, der in dem Kanal 4 liegt. Der Kanal 4 ist mit Aufnahmen 11 versehen, in denen verdrehsicher der H-förmige Niederhalter 6 eingesetzt ist. Der Niederhalter 6 wird über die Gewindebohrung 10, die hälftig sowohl in die Formplatte 1 als auch in den Schenkel der Halter 6 eingebracht ist, befestigt. Der H-förmige Niederhalter 6 hat den Vorteil, dass er mit seinen Schenkeln isolierend über den Induktor 8 greift. Der Induktor 8 kann außenseitig eine Isolierschicht aufweisen, so dass er elektrisch auch gegenüber der Formplatte 1 an der Bodenseite des Kanals 4 isoliert anliegt. Es kann aber auch in den Kanal 4 eine Isolierfolie eingezogen sein, die hitzebeständig ist und eine wand- und bodenseitige Isolierung bietet.In 5 is another embodiment of a hold-down 6 represented, which has an H-shape. The two lower legs overlap a trained as a waveguide inductor 8th who is in the channel 4 lies. The channel 4 is with recordings 11 provided in which against rotation of the H-shaped hold-down 6 is used. The hold down 6 is about the threaded hole 10 , in half both in the mold plate 1 as well as in the thigh of the holder 6 is inserted, fastened. The H-shaped hold-down 6 has the advantage that it isolates with its thighs over the inductor 8th attacks. The inductor 8th may have an insulating layer on the outside, so that it is electrically opposite the mold plate 1 at the bottom side of the canal 4 isolated. But it can also be in the channel 4 be insulated, which is heat resistant and offers a wall and bottom insulation.

Es ist ersichtlich, dass ein Kanal 4, der mit H-förmigen Niederhaltern 6 ausgestattet ist, auch als Kühlkanal verwendbar ist. Durch Verschließen der Oberseite mittels einer Schließplatte oder einer Spannplatte 2 kann der Kanal 4 mit einer Kühlfüssigkeit durchströmt werden. An den Kanten des H-förmigen Niederhalters 6 entstehen dabei Verwirbelungen, die die Abkühlung des Werkzeugs in diesem Bereich fördern. Die Oberfläche der Kavitätenwand 3 wird also schneller abgekühlt. Anstelle einer Madenschraube aus Keramikmasse kann in die Gewindebohrung 10 zur Fixierung des H-förmigen Halters 6 auch eine Stahlschraube eingeschraubt werden.It can be seen that a channel 4 , with H-shaped hold-downs 6 is equipped, can also be used as a cooling channel. By closing the top by means of a closing plate or a clamping plate 2 can the channel 4 to be flowed through with a Kühlfüssigkeit. At the edges of the H-shaped hold-down 6 this creates turbulence, which promote the cooling of the tool in this area. The surface of the cavity wall 3 So it cools faster. Instead of a grub screw made of ceramic material can in the threaded hole 10 for fixing the H-shaped holder 6 also a steel screw to be screwed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Formplattemold plate
22: Aufspannplatteplaten
33: Kavität/KavitätenwandCavity / cavity wall
44: Kanalchannel
55: Kühlkanalcooling channel
66: NiederhalterStripper plate
77: Kanalvertiefungchannel deepening
88th: Induktorinductor
99: Madenschraubegrub screw
1010: Gewindebohrungthreaded hole
1111: Aufnahmeadmission

Claims

Injection mold for the production of plastic moldings with two mold halves enclosing at least one cavity, with at least one or more integrated inductors for direct induction heating geometrically limited mold areas and / or the entire wall of the cavity in at least one of the mold halves, wherein the surface layer of the cavity inductively heatable material and the underlying inductors in the channels by means of high-frequency currents before the impact of the molten plastic on the surface layer inductively heated to a defined temperature and the injection mold has cooling channels in at least one mold half, of a cooling medium and / or of a heating medium can be flowed through, characterized in that the inductor ( 8th ) in the channel ( 4 ) by means of at least one hold-down ( 6 ) is fixed from a ceramic material and that the channels ( 4 ) including the at least one hold-down ( 6 ) by means of a closing or clamping plate ( 2 ) are closable and that the at least one hold-down ( 6 ) H-shaped and with its crossbar on the inductor ( 8th ) presses and this overlaps with the two thighs.

Injection mold according to claim 1, characterized in that the channel ( 4 ) a variety of recordings ( 11 ) for the at least one hold-down ( 6 ) having.

Injection mold according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one hold-down ( 6 ) by means of screws in the receptacle ( 11 ) is held secured or consists of a screw which is screwed into a threaded through hole in the closing or clamping plate.

Injection mold according to claim 1, characterized in that the at least one hold-down ( 6 ) has passages through which a cooling medium can flow and into the channel ( 4 ) A cooling medium after the injection of a molded part can be entered.

Injection mold according to claim 1, characterized in that the inductor ( 8th ) consists of a tubular waveguide and that in the waveguide, a cooling medium or a heating medium can be entered.

Injection mold according to claim 1 or 5, characterized in that the inductor ( 8th ) in a groove-shaped longitudinal recess of the channel ( 4 ) is enclosed at least halfway and the at least one hold-down ( 6 ) on top of the inductor ( 8th ) presses.

Injection molding tool according to claim 4, characterized in that in addition to the channels ( 4 ) for receiving the inductor ( 8th ) Cooling channels ( 5 ) in the mold plate ( 1 ) of at least one mold half are incorporated.

Injection mold according to claim 1, characterized in that the inductor ( 8th ) is surrounded by an electrical insulating layer.

Injection mold according to claim 2, characterized in that the receptacles ( 11 ) Guides for the at least one hold-down ( 6 ) exhibit.

Injection mold according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one hold-down device ( 6 ) consists of ceramic material, metal oxide, Betonid or silica.