DE102012022374A1

DE102012022374A1 - Verfahren zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs und Spritzpresswerkzeug

Info

Publication number: DE102012022374A1
Application number: DE201210022374
Authority: DE
Inventors: Simon Brack; Willy Dauner; Till Zimmermann
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-05-28
Also published as: WO2014075756A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs (10) für Kunststoffbauteile (18), bei welchem wenigstens ein Auswerfer (16) zum Entformen eines Kunststoffbauteiles (18) temperiert wird, wobei vor einer Injektion eines Kunststoffes (12) in eine Kavität (14) des Spritzpresswerkzeugs (10) zumindest ein von einem Führungselement (20) umschlossener Teil des Auswerfers (16) aufgeheizt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Spritzpresswerkzeug (10) für Kunststoffbauteile (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs für Kunststoffbauteile der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Spritzpresswerkzeug für Kunststoffbauteile der im Oberbegriff des Patentanspruchs 3 angegebenen Art.
Zur Entformung von Kunststoffbauteilen aus einer Werkzeugkavität werden üblicherweise Auswerferstifte eingesetzt. Diese haben die Aufgabe, das erstarrte Bauteil aus der Kavität zu drücken. Bei der Verarbeitung niedrigviskoser, duroplastischer Harzmassen kommt es immer wieder zum Eindringen von Harz in einen Spalt zwischen Auswerferstift und Führungsbohrung. Als Folge davon blockiert der Auswerferstift und muss ausgebaut und die Führungsbohrung gereinigt werden. Dies führt zu einem erhöhten Wartungsaufwand und unnötigen Stillstandszeiten.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 100 05 300 C1 bekannt. Zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs für Kunststoffbauteile wird wenigstens ein Auswerfer zum Entformen eines Kunststoffbauteils temperiert. Die Temperierung dient dazu, den Auswerfer speziell im Bereich von Dornen der Form schnellstmöglich kühlen zu können, um die Gesamtkühlzeit der Form zu verringern.
Die DE 20 2011 104 237 U1 beschreibt Auswerferstifte, die mittels konstruktiver Maßnahmen abgedichtet sind. Jedoch wird keine konkrete Lösung zum Abdichten des Spaltes zwischen den Auswerferstiften und Führungsbohrungen offenbart.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs sowie ein Spritzpresswerkzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels welchen die Zuverlässigkeit eines Spritzpresswerkzeugs erhöht wird.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Spritzpresswerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit eines Spritzpresswerkzeugs ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass vor einer Injektion eines Kunststoffs in eine Kavität des Spritzpresswerkzeugs zumindest ein von einem Führungselement umschlossener Teil des Auswerfers aufgeheizt wird. Mit anderen Worten ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, einen Spalt zwischen dem den Auswerfer führenden Führungselement und dem Auswerfer harzdicht zu verschließen, indem ein Teil des Auswerfers aufgeheizt wird. Vorzugsweise weist der Auswerfer eine stärkere Wärmedehnung als das diesen umgebende Führungselement auf. Es wird also ein variables Spaltmaß erzielt, indem die Wärmedehnung des Auswerferstifts ausgenutzt wird. Dadurch wird verhindert, dass zwischen den Auswerfer und das Führungselement Kunststoff bzw. Harz eindringen kann, sodass ein Blockieren des Auswerfers verhindert werden kann. Infolgedessen können aufwändige Reinigungsarbeiten an dem Führungselement bzw. an dem Auswerfer entfallen, wodurch insgesamt der Wartungsaufwand und damit einhergehende Stillstandszeiten erheblich reduziert werden können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass vor dem Entformen des Kunststoffbauteils mittels des Auswerfers zumindest der in dem Führungselement angeordnete Teil des Auswerfers gekühlt wird. Wie bereits erläutert, dehnt sich infolge der Temperaturerhöhung der Auswerfer zunächst aus und verschließt einen Spalt zwischen dem Führungselement und dem Auswerfer, sodass ein Eindringen des Harzes verhindert wird. Durch das Herunterkühlen des Auswerfers wird diese Verspannung gelöst, sodass der Auswerfer wieder beweglich wird und das zu entformende Kunststoffbauteil auf einfache Weise entformt werden kann. Durch das Herunterkühlen des Auswerfers kann zudem die Zykluszeit des Spritzpressverfahrens verbessert werden, da die Beweglichkeit des Auswerfers besonders schnell wieder hergestellt werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Spritzpresswerkzeug für Kunststoffbauteile umfasst wenigstens einen temperierbaren Auswerfer zum Entformen des Kunststoffbauteils, wobei sich das erfindungsgemäße Spritzpresswerkzeug dadurch auszeichnet, dass der Auswerfer ein Temperierelement umfasst, mittels welchem ein von einem Führungselement umschließbarer Teil des Auswerfers beheizbar ist. Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausführungen des Spritzpresswerkzeugs anzusehen, wobei hier insbesondere das Spritzpresswerkzeug Mittel umfasst, mit denen die Verfahrensschritte durchführbar sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Spritzpresswerkzeugs ist es vorgesehen, dass der von dem Führungselement umschließbare Teil des Auswerfers mittels des Temperierelements kühlbar ist. Durch die Kühlbarkeit des Auswerfers kann die Beweglichkeit des Auswerfers gegenüber dem Führungselement auf besonders schnelle Weise hergestellt werden, sodass das zu entformende Kunststoffbauteil auf einfache Weise entformt werden kann. Dadurch wird die Zykluszeit des Spritzpressverfahrens verbessert.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Spritzpresswerkzeugs sieht vor, dass das Spritzpresswerkzeug eine Auswerferplatte zum Aufnehmen des Auswerfers umfasst, wobei in der Auswerferplatte wenigstens eine mit einem Temperiermedium, insbesondere Wasser oder Öl, durchströmbare Temperierbohrung vorgesehen ist, welche das Temperiermedium leitend mit dem Temperierelement verbindet. Dadurch wird auf besonders einfache Weise eine Temperierung des Auswerfers ermöglicht, wobei insbesondere sowohl ein aufgeheiztes als auch ein gekühltes Temperiermedium der Temperierbohrung und dem Temperierelement zuführbar ist.
Schließlich ist es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Spritzpresswerkzeugs vorgesehen, dass das Temperierelement als Steigbohrung oder Wärmeleitrohr ausgebildet ist, mittels welchem das Temperiermedium dem Teil des Auswerfers zuführbar ist. Dadurch kann eine zuverlässige Temperierung des Auswerfers erzielt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs, wobei das Spritzpresswerkzeug einmal in dem Moment dargestellt ist, in welchem eine Injektion eines Kunststoffs in eine Kavität des Spritzpresswerkzeugs erfolgt, und wobei das Spritzpresswerkzeug einmal in der Situation dargestellt ist, in welcher das Kunststoffbauteil entformt wird;
2 eine schematische Darstellung eines Teils des Spritzpresswerkzeugs, wobei eine Auswerferplatte und ein daran aufgenommener Auswerfer im Detail gezeigt ist; und
3 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Auswerferplatte mit dem daran aufgenommenen Auswerfer, wobei eine Temperierbohrung und ein Temperierelement zum Temperieren des Auswerfers gezeigt sind.
Ein Verfahren zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs 10 ist anhand von 1 gezeigt. In der linken Abbildung ist das Spritzpresswerkzeug 10 zu dem Zeitpunkt gezeigt, in welchem ein Kunststoff 12 in eine Kavität 14 injiziert worden ist. Bei dem Kunststoff 14 handelt es sich beispielsweise um niedrigviskose, duroplastische Harzmassen, welche zur Herstellung von Spritzpressbauteilen verwendet werden.
Vor der Injektion des Kunststoffs 12 in die Kavität 14 werden die als Auswerferstifte ausgebildeten Auswerfer 16 aufgeheizt. Dadurch wird ein mechanisches Verklemmen der Auswerfer 16 mit einer diese umfassenden, hier nicht dargestellten, als Führungselement dienenden Buchse ermöglicht, wodurch zwischen den jeweiligen Buchsen und den Auswerfern 16 ein Form- und/oder Kraftschluss entsteht. Dies verhindert ein Eindringen des als Schmelze vorliegenden Kunststoffs.
In der rechten Darstellung von 1 ist das Spritzpresswerkzeug 10 im geöffneten Zustand gezeigt, in welchem eine Entformung des erstarrten und ausgehärteten Kunststoffbauteils 18 erfolgt. Vor dem Entformen des Kunststoffbauteils 18 mittels der Auswerfer 16 wird zumindest der in dem hier nicht gezeigten Führungselement angeordnete Teil der Auswerfer 16 gekühlt. Durch das Abkühlen der Auswerfer 16 schrumpfen diese etwas, sodass ein Spaltmaß zwischen den Auswerfern 16 und den diese umgebenden Buchsen verringert wird, infolgedessen die Auswerfer 16 wieder leichtgängig betätigt werden können.
In 2 ist das Spritzpresswerkzeug 10 in einer Detailansicht gezeigt. Wie in der vorliegenden Darstellung zu erkennen, umgibt die als Führungselement 20 dienende Buchse einen Teil des Auswerfers 16. Das Führungselement 20 kann beispielsweise gehärtet sein, und der Auswerfer 16 kann beispielsweise über ein so genanntes Lasercusing hergestellt sein. Des Weiteren ist der Auswerfer 16 an einer Auswerferplatte 22 angebracht bzw. gehalten. Innerhalb des Auswerfers 16 kann ein Kanal 24 ausgebildet sein, in welchem ein hier nicht näher bezeichnetes Temperiermedium zirkulieren kann. Zum Zuführen bzw. Abführen des Temperiermediums können in der Auswerferplatte hier nicht dargestellte Einlass- bzw. Auslassöffnungen vorgesehen sein, über welche eine Versorgung des Kanals 24 mit kaltem oder heißem Temperiermedium erfolgen kann.
In 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Temperiersystems des Spritzpresswerkzeugs 10 gezeigt. Der Auswerfer 16 ist wiederum an einer Auswerferplatte 22 angebracht, wobei im vorliegenden Fall eine an der Auswerferplatte 22 vorgesehene Temperierbohrung 26 zu erkennen ist. Die Temperierbohrung 26 ist dabei mit einem Temperiermedium, beispielsweise Wasser oder Öl, durchströmbar und verbindet das Temperiermedium leitend mit einem Temperierelement 28 des Auswerfers 16. An der Auswerferplatte 22 kann auch eine Mehrzahl von solchen Temperierbohrungen 26 vorgesehen sein.
Vorliegend ist das Temperierelement 28 als Steigbohrung oder Wärmeleitrohr ausgebildet, mittels welchem das Temperiermedium dem Teil des Auswerfers 16 zuführbar ist, welcher von dem Führungselement 20 umschließbar ist.
Mittels des erläuterten Verfahrens zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs 10 und des erläuterten Spritzpresswerkzeugs 10 kann der Wartungsaufwand an Spritzpresswerkzeugen 10 erheblich reduziert werden. Durch die gezielte Aufheizung bzw. Kühlung des Auswerfers 16 wird eine Wärmedehnung des Auswerfers 16 gezielt dafür ausgenutzt, um zum einen ein Eindringen von flüssigem Kunststoff 12 zwischen Auswerfer 16 und Auswerferplatte 22 zu verhindern, und zum anderen wird durch die Kühlung des Auswerfers 16 eine Reduzierung der Entformzeit ermöglicht. Ferner kann eine Ausbalancierung des gesamten Auswerfersystems hinsichtlich thermodynamischer Gesamtzusammenhänge im Spritzpresswerkzeug 10 erfolgen. Durch den Einsatz ausfallarmer mechanischer Auswerfer 16 werden die Entformzeiten somit deutlich reduziert und die Gesamtzykluszeit verkürzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10005300 C1 [0003]
DE 202011104237 U1 [0004]

Claims

Verfahren zum Temperieren eines Spritzpresswerkzeugs (10) für Kunststoffbauteile (18), bei welchem wenigstens ein Auswerfer (16) zum Entformen eines Kunststoffbauteiles (18) temperiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Injektion eines Kunststoffes (12) in eine Kavität (14) des Spritzpresswerkzeugs (10) zumindest ein von einem Führungselement (20) umschlossener Teil des Auswerfers (16) aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entformen des Kunststoffbauteiles (18) mittels des Auswerfers (16) zumindest der in dem Führungselement (20) angeordnete Teil des Auswerfers (16) gekühlt wird.
Spritzpresswerkzeug (10) für Kunststoffbauteile (18), mit wenigstens einem temperierbaren Auswerfer (16) zum Entformen des Kunststoffbauteils (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (16) ein Temperierelement (28) umfasst, mittels welchem ein von einem Führungselement (20) umschließbarer Teil des Auswerfers (16) heizbar ist.
Spritzpresswerkzeug (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Führungselement (20) umschließbare Teil des Auswerfers (16) mittels des Temperierelements (28) kühlbar ist.
Spritzpresswerkzeug (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzpresswerkzeug (10) eine Auswerferplatte (22) zum Aufnehmen des Auswerfers (16) umfasst, wobei in der Auswerferplatte (22) wenigstens eine mit einem Temperiermedium, insbesondere Wasser oder Öl, durchströmbare Temperierbohrung (26) vorgesehen ist, welche das Temperiermedium leitend mit dem Temperierelement (28) verbindet.
Spritzpresswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierelement (28) als Steigbohrung oder Wärmeleitrohr ausgebildet ist, mittels welchem das Temperiermedium dem Teil des Auswerfers (16) zuführbar ist.