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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Kunststoffbauteils, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Werkzeug ist aus der
DE 10 2012 005 881 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Werkzeug ist beispielsweise als Gieß- oder Presswerkzeug ausgebildet und dient zum Herstellen wenigstens eines Bauteils, insbesondere eines Kunststoffbauteils beispielsweise in einem Gieß- oder Pressverfahren.
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Das Werkzeug umfasst wenigstens ein Werkzeugteil mit zumindest einer Kavität zur Aufnahme eines Formwerkstoffes und zum Formen des Bauteils. Ferner umfasst das Werkzeug wenigstens eine Auswerfeinrichtung, mittels welcher das geformte Bauteil zumindest in einem Teilbereich vom Werkzeugteil zu lösen ist.
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Die Auswerfeinrichtung umfasst dabei wenigstens einen von einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft, in einer Strömungsrichtung durchströmbaren Kanal, über welchen das Bauteil mit dem gasförmigen Medium zum Lösen des Bauteils beaufschlagbar ist. Darüber hinaus umfasst die Auswerfeinrichtung ein Ventilelement, welches zum Beaufschlagen des geformten Bauteils mit dem gasförmigen Medium aus einer den Kanal fluidisch versperrenden Schließstellung in wenigstens eine den Kanal fluidisch freigebende Offenstellung entgegen der Strömungsrichtung des Mediums bewegbar ist. Dies bedeutet, dass zum Lösen des geformten Bauteils von dem Werkzeugteil das gasförmige Medium den Kanal in der Strömungsrichtung durchströmt und in Strömungsrichtung aus dem Kanal aus- und in die Kavität einströmt. Hierzu wird der Kanal fluidisch freigegeben, indem das Ventilelement entgegen der Strömungsrichtung, in die das gasförmige Medium zum Lösen des Bauteils strömt, bewegt wird. Das Ventilelement wird somit von der Kavität weg- beziehungsweise in das Werkzeugteil hineinbewegt, um den Kanal freizugeben.
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Darüber hinaus ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, zum Auswerfen des geformten Bauteils aus der Kavität beziehungsweise aus dem Werkzeugteil ein mechanisches Auswerfen einzusetzen. Hierzu wird wenigstens ein sogenannter Auswerferstift verwendet, welcher beispielsweise nach dem mittels des gasförmigen Mediums bewirkten Lösen des geformten Bauteils von der Kavität in die Kavität hinein in Stützanlage mit dem geformten Bauteil bewegt wird. Hierdurch wird das geformte Bauteil vollends aus der Kavität herausgedrückt.
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Die
DE 10 2011 007 999 A1 offenbart eine Wechselform für eine Spritzguss- oder Druckgussmaschine, welche eine Betätigungsstange aufweist. Die Betätigungsstange ist translatorisch bewegbar und mit einem Auswerferstift gekoppelt beziehungsweise zu koppeln. Dadurch kann der Auswerferstift über die Betätigungsstange in die Kavität hineinbewegt werden, um das geformte Bauteil auszuwerfen. Das Lösen des geformten Bauteils von dem Werkzeugteil mittels des gasförmigen Mediums wird üblicherweise auch als „Ausblasen” bezeichnet, wobei das mechanische Auswerfen mittels wenigstens eines Auswerferstifts als „Auswerfen” bezeichnet wird.
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Üblicherweise ist es bei einem Werkzeug vorgesehen, dass die beschriebene Auswerfeinrichtung mit dem Ventilelement zum Ausblasen des geformten Bauteils und eine den mechanischen Auswerferstift umfassende Auswerfeinheit zum mechanischen Auswerfen des geformten Bauteils zwei voneinander separate Einheiten beziehungsweise Funktionsträger sind. Darüber hinaus kann ein solches Werkzeug weitere Funktionsträger wie beispielsweise eine Sensorik und/oder eine Temperierungseinrichtung zum Temperieren des Werkzeugteils umfassen. Aufgrund dieser Vielzahl an voneinander separaten Funktionsträgern weisen diese insgesamt einen hohen Bauraumbedarf auf, so dass die Funktionsträger nicht immer an jeweiligen gewünschten Stellen positioniert werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Werkzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Positionierbarkeit von Funktionsträgern des Werkzeugs realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Zur Realisierung einer verbesserten Positionierbarkeit von Funktionsträgern des Werkzeugs ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventilelement in Strömungsrichtung des Mediums zumindest teilweise in die Kavität hinein in Stützanlage mit dem geformten Bauteil bewegbar ist. Dies bedeutet, dass das Ventilelement sowohl in eine erste Bewegungsrichtung als auch in eine der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzte, zweite Bewegungsrichtung bewegbar ist. Wird das Ventilelement aus seiner Schließstellung in die erste Bewegungsrichtung bewegt, so wird das Ventilelement in die Offenstellung bewegt. Dadurch kann der Kanal von dem gasförmigen Medium, insbesondere Luft, durchströmt werden, so dass das geformte Bauteil zumindest teilweise von dem Werkzeugteil gelöst, das heißt ausgeblasen werden kann. Die erste Bewegungsrichtung verläuft somit entgegengesetzt zur Strömungsrichtung, in die das gasförmige Medium beim Lösen des geformten Bauteils vom Werkzeugteil, das heißt beim Ausblasen strömt.
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Wird das Ventilelement ausgehend von der Schließstellung in die zweite Bewegungsrichtung bewegt, so wird das Ventilelement zumindest teilweise in die Kavität hineinbewegt. Dies bedeutet, dass die zweite Bewegungsrichtung mit der Strömungsrichtung zusammenfällt, in die das gasförmige Medium beim Ausblasen des geformten Bauteils strömt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kanal beim Bewegen des Ventilelements in die zweite Bewegungsrichtung ausgehend von der Schließstellung fluidisch versperrt bleibt, so dass beim Bewegen des Ventilelements in die Kavität hinein kein gasförmiges Medium über den Kanal in die Kavität einströmt.
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Durch Bewegen des Ventilelements in die zweite Bewegungsrichtung wird das Ventilelement in Stützanlage mit dem geformten Bauteil bewegt. Dadurch kann das geformte Bauteil -vorzugsweise zeitlich nach dem Ausblasen – mittels des Ventilelements mechanisch ausgeworfen, das heißt aus dem Werkzeugteil herausgedrückt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug wird das Ventilelement somit sowohl als Luftventil zum Steuern des Ausblasens als auch als mechanischer Auswerferstift zum mechanischen Auswerfen des Bauteils verwendet. Die dem erfindungsgemäßen Werkzeug zugrundeliegende Idee ist somit, das Luftventil und den mechanischen Auswerferstift in einer funktionalen Einheit zusammenzufassen. Durch diese Zusammenfassung kann die Anzahl an voneinander separaten Funktionsträgern des Werkzeugs und deren Bauraumbedarf gering gehalten werden. Mit anderen Worten ist es möglich, im Vergleich zum Stand der Technik die Anzahl an Komponenten und den Platzbedarf zu reduzieren. Hierdurch ist es möglich, die unterschiedlichen Funktionsträger des Werkzeugs und somit insbesondere die Auswerfeinrichtung an besonders vorteilhaften Stellen am bzw. am Werkzeugteil zu platzieren.
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Die Auswerfeinrichtung kann auf zweierlei Arten genutzt werden: einerseits kann sie – wie oben beschrieben – zur Entformung von Bauteilen aus dem Werkzeug verwendet werden, andererseits ermöglicht sie auch eine vollständige Evakuierung der Werkzeugkavität. Mit Hilfe der Ventileinheit kann nämlich sowohl Luft bzw. ein gasförmiges Medium in die Werkzeugkavität hineingeblasen werden, also auch diese Luft bzw. gasförmige Medium aus der Kavität herausgesaugt werden.
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Umfasst das Werkzeug beispielsweise eine Temperiereinheit zum Temperieren des Werkzeugteils, so kann durch die Zusammenfassung des Luftventils und des mechanischen Auswerferstifts im Vergleich zum Stand der Technik mehr Platz für die Temperierung geschaffen werden. Darüber hinaus kann durch die Reduzierung der Anzahl an Funktionsträgern auch der Wartungsaufwand für das Werkzeug reduziert werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Werkzeug in einem Betriebszustand zum Evakuieren der Kavität betreibbar, in welchem das Ventilelement in eine den Kanal fluidisch freigebende, weitere Offenstellung bewegt ist und in welchem über den freigebenden Kanal Luft aus der Kavität absaugbar ist. Die weitere Offenstellung kann dabei mit der ersten Offenstellung zusammenfallen. Mit anderen Worten kann der Kanal nicht nur dazu genutzt werden, um das gasförmige Medium in die Kavität einzubringen und dadurch das geformte Bauteil von dem Werkzeugteil zu lösen, das heißt auszublasen. Vielmehr kann der Kanal in dem Betriebszustand auch dazu genutzt werden, Luft aus der Kavität abzusaugen.
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Hierdurch ist es beispielsweise möglich, ein in der Kavität angeordnetes Bauelement wie beispielsweise ein zumindest im Wesentlichen biegeschlaffes beziehungsweise formlabiles Gelege mit einem Unterdruck zu beaufschlagen und dadurch an die Kavität beziehungsweise an das Werkzeugteil anzusaugen. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Bauelement von der Kavität beabstandet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, durch das Evakuieren der Kavität eine Infiltration des Bauelements mit einem Harz, das in die Kavität eingebracht wird, zu unterstützen.
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Bei dem Bauelement handelt es sich beispielsweise um ein Gelege, welches mit einem Kunststoff bzw. dem Harz versehen, insbesondere getränkt, wird. Das Gelege ist beispielsweise ein Faserelement. Durch Tränken des Faserelements mit dem Kunststoff wird der Kunststoff als Matrixwerkstoff verwendet, in welchem Fasern des Faserelements zumindest teilweise eingebettet werden. Das zunächst formlabile Faserelement wird mittels der Kavität geformt. Härtet der Kunststoff dann aus, so behält das Faserelement seine Form bei, da dann das geformte und das Faserelement und den Kunststoff umfassende Bauteil eigensteif beziehungsweise formstabil ist. Das Bauteil ist dabei als faserverstärktes Kunststoffbauteil ausgebildet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht durch ein Werkzeug zum Herstellen eines Bauteils, mit einer Auswerfeinrichtung mit einem Ventilelement, welches sowohl als Luftventil als auch als mechanischer Auswerferstift verwendet wird, wobei sich das Ventilelement in einer Offenstellung befindet, in welcher eine Kavität des Werkzeugs entlüftet wird;
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2 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht durch das Werkzeug, wobei sich das Ventilelement in seiner Schließstellung befindet;
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3 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht durch das Werkzeug, wobei sich das Ventilelement in seiner Offenstellung befindet, in welcher das geformte Bauteil mit einem gasförmigen Medium zum Ausblasen des Bauteils beaufschlagt wird;
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4 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht durch das Werkzeug, wobei sich das Ventilelement in einer Auswerfstellung befindet;
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5 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht durch das Werkzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei sich das Ventilelement in seiner Schließstellung befindet;
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6 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht durch das Werkzeug gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei sich das Ventilelement in seiner Auswerfstellung befindet; und
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7 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht durch das Werkzeug gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei sich das Ventilelement in seiner Offenstellung befindet.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Werkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform zum Herstellen von Bauteilen in Form von Kunststoffbauteilen. Das Werkzeug 10 umfasst wenigstens ein Werkzeugteil 12, welches auch als Spritzgussgesenk bezeichnet wird. Das Werkzeug 10 ist dabei als Spritzgusswerkzeug ausgebildet und dient zum Herstellen der Kunststoffbauteile durch Spritzgießen. Das in 1 nur ausschnittsweise erkennbare Werkzeugteil 12 weist eine Kavität 14 mit einer Kontur 16 auf. Zum Herstellen eines Bauteils wird in die Kavität 14 zunächst ein Bauelement in Form eines Geleges 18 eingelegt. Bei dem Gelege 18 handelt es sich um ein biegeschlaffes Faserelement, welches eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Fasern aufweist. Alternativ kann als Gelege 18 auch eine bereits mit Harz getränkte Fasermatte in die Kavität 14 eingebracht werden. Das Gelege 18 wird mittels der Kavität 14 geformt. Hierzu wird das Gelege 18 an die Kontur 16 angedrückt und/oder angesaugt, so dass das Gelege 18 der Kontur 16 des Werkzeugteils 12 folgt und die Form der Kontur 16 entsprechend übernimmt.
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Ferner wird in die Kavität 14 ein Formwerkstoff, beispielsweise ein flüssiger Kunststoff (Harz), eingebracht, insbesondere eingespritzt. Durch dieses Einspritzen des Kunststoffes wird das Gelege 18 zumindest teilweise mit dem Kunststoff versehen bzw. infiltriert, so dass zumindest ein Teil der Fasern des Geleges 18 zumindest teilweise in den Kunststoff eingebettet werden. Die Kavität 14 wird dabei auch zum Formen des Kunststoffs verwendet. Mit anderen Worten dient die Kavität 14 zum Formen des Bauteils, wobei die Kontur 16 der Kavität 14 eine mit einer Positivform des Bauteils korrespondierende Negativform ist. Der Kunststoff ist dabei ein Matrixwerkstoff, in den die Fasern des Geleges 18 eingebettet sind. Das Bauteil wird somit als faserverstärktes Kunststoffbauteil hergestellt.
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Zum Lösen des geformten Bauteils vom Werkzeugteil 12, insbesondere nach einem Aushärten des Formwerkstoffes, umfasst das Werkzeug 10 eine Auswerfeinrichtung 20.
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Die Auswerfeinrichtung 20 umfasst wenigstens einen von einem gasförmigen Medium in Form von Luft durchströmbaren Kanal 22 sowie ein relativ zum Werkzeugteil 12 bewegbares Ventilelement in Form einer Ventilnadel 24. Die Ventilnadel 24 ist relativ zum Werkzeugteil 12 translatorisch zwischen wenigstens einer in 1 erkennbaren Offenstellung, einer in 2 erkennbaren Schließstellung und wenigstens einer in 4 erkennbaren Auswerfstellung bewegbar.
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Aus 1 ist auch eine Führungshülse 26 erkennbar, welche auch als Verschleißhülse bezeichnet wird. Die Ventilnadel 24 ist dabei teilweise in der Führungshülse 26 aufgenommen und wird durch diese geführt, wenn die Ventilnadel 24 relativ zur Führungshülse 26 translatorisch bewegt wird. Der Kanal 22 ist dabei zumindest teilweise durch die Führungshülse 26 begrenzt. Die Führungshülse 26 und die Ventilnadel 24 weisen jeweilige Stirnseiten auf, welche in die Kontur 16 der Kavität 14 eingeschliffen sind. Mit anderen Worten sind die Führungshülse 26 und die Ventilnadel 24 in die Kontur 16 eingeschliffen. Dadurch sind Absätze, Kanten, Stufen und/oder dergleichen Unebenheiten zwischen den Stirnseiten und der übrigen Kontur 16 vermieden, so dass eine sehr hohe Oberflächengüte des Bauteils realisierbar ist.
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Zur Realisierung dieser sehr hohen Oberflächengüte beziehungsweise zur Beibehaltung der Oberflächengüte auch über eine Mehrzahl von Herstellungsschritten hinweg ist die Führungshülse 26 beispielsweise am Werkzeugteil 12 gegen eine Relativdrehung zum Werkzeugteil 12 gesichert. Darüber hinaus ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Ventilnadel 24 über die am Werkzeugteil 12 gegen eine Relativdrehung zum Werkzeugteil 12 gesicherte Führungshülse 26 gegen eine Drehung um ihre Längsachse gesichert ist. Die jeweilige Sicherung gegen eine Relativdrehung ist beispielsweise durch unrunde Außen- beziehungsweise Innenkonturen der Ventilnadel 24, der Führungshülse 26 und des Werkzeugteils 12 realisiert.
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Der in der Führungshülse 26 verlaufende Kanal 22 ist mit einem weiteren Kanal 28 fluidisch verbunden, wobei der weitere Kanal 28 durch ein Bauteil 30 des Werkzeugs 10 begrenzt ist. Das Bauteil 30 ist dabei separat vom Werkzeugteil 12 ausgebildet, zumindest teilweise im Werkzeugteil 12 aufgenommen und am Werkzeugteil 12 befestigt. Das Bauteil 30 ist gegen die Führungshülse 26 durch Dichtungselemente in Form von O-Ringen 32 abgedichtet. Dadurch kann vermieden werden, dass die den Kanal 22 und den Kanal 28 durchströmende Luft zwischen dem Bauteil 30 und der Führungshülse 26 unerwünschterweise entweichen kann.
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Zum Bewegen der Ventilnadel 24 umfasst die Auswerfeinrichtung 20 ein Stellelement 34. Gemäß der ersten Ausführungsform umfasst das Stellelement 34 einen hydraulisch bewegbaren und mit der Ventilnadel 24 gekoppelten Kolben 36, welcher in einem Zylinder 38 des Stellelements 34 relativ zum Zylinder 38 translatorisch verschiebbar aufgenommen ist. Der Kolben 36 umfasst dabei zwei Kolbenteile 40, 42, welche voneinander separat und relativ zueinander bewegbar sind. Zum Bewegen des Kolbens 36 beziehungsweise der Kolbenteile 40, 42 umfasst das Stellelement 34 Arbeitskammern 44, 46, 48, welche bedarfsweise mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar sind. Durch entsprechendes Beaufschlagen der Arbeitskammern 44, 46, 48 können die Kolbenteile 40, 42 bedarfsweise mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt und somit bewegt werden, so dass die Ventilnadel 24 bedarfsweise in die Schließstellung, die Offenstellung oder die Auswerfstellung bewegbar ist.
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1 zeigt einen ersten Betriebszustand des Werkzeugs 10, in welchem sich die Ventilnadel 24 in ihrer Offenstellung befindet und in welchem die Kavität 14 über den Kanal 22 entlüftet wird. Wie in 1 durch Richtungspfeile veranschaulicht ist, wird in dem ersten Betriebszustand Luft aus der Kavität 14 über die Kanäle 22, 28 abgesaugt, so dass die Kavität 14 evakuiert beziehungsweise entlüftet wird. Hierzu wird beispielsweise an die Kanäle 22, 28 ein Vakuum beziehungsweise ein Druck angelegt, welcher gegenüber einem in der Kavität 14 herrschenden Druck ein Unterdruck ist. Das Entlüften beziehungsweise Evakuieren der Kavität 14 erfolgt vorzugsweise während der Harzinjektion, so dass das Gelege 18 besonders gut mit dem Harz infiltriert wird.
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Um die Ventilnadel 24 aus der in 2 gezeigten Schließstellung in die in 1 gezeigte Offenstellung zu bewegen, wird die Arbeitskammer 44 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Dadurch werden die Kolbenteile 40, 42 bezogen auf die Bildebene von 1 und 2 nach rechts bewegt. Hierzu wird das Kolbenteil 42 über das Kolbenteil 40 nach rechts in Richtung eines Bodens 49 des Zylinders 38 gedrückt. Um den ersten Betriebszustand ausgehend von der Schließstellung einzustellen, wird die Ventilnadel 24 beziehungsweise ihre in die Kontur 16 eingeschliffene Stirnseite von der Kavität 14 weg in das Werkzeugteil 12 hineinbewegt.
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2 zeigt das Werkzeug 10 in einem zweiten Betriebszustand, in welchem sich die Ventilnadel 24 in ihrer Schließstellung befindet, so dass der Kanal 22 fluidisch versperrt ist und nicht von der Luft durchströmt werden kann. In der Schließstellung ist die Stirnseite der Ventilnadel 24 bündig mit der Stirnseite der Führungshülse 26 und der Kontur 16 angeordnet.
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Um den zweiten Betriebszustand beispielsweise ausgehend von dem ersten Betriebszustand einzustellen, wird die Arbeitskammer 48 mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Dadurch wird das Kolbenteil 42 nach links bewegt, wobei das Kolbenteil 40 durch das Kolbenteil 42 ebenfalls nach links bewegt wird. Dementsprechend bewegt sich die Ventilnadel 24 in Richtung der Kavität 14, bis sie ihre Schließstellung erreicht. In der Schließstellung ist die Ventilnadel 24 gegen die Führungshülse 26 über jeweilige Dichtflächen 50 abgedichtet.
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3 zeigt einen dritten Betriebszustand des Werkzeugs 10. Im dritten Betriebszustand des Werkzeugs 10 befindet sich die Ventilnadel 24 in ihrer Offenstellung. Dadurch kann der Kanal 22 im dritten Betriebszustand von der Luft durchströmt werden. Im Gegensatz zum ersten Betriebszustand wird nun jedoch nicht Luft aus der Kavität 14 abgesaugt, sondern die den Kanal 22 durchströmende Luft wird über den Kanal 22 in die Kavität 14 eingeleitet. Dadurch wird das in 2 und 3 erkennbare und mit 52 bezeichnete, geformte Bauteil zumindest teilweise mit der den Kanal 22 durchströmenden und in die Kavität 14 einströmenden Luft beaufschlagt, wodurch das geformte Bauteil 52 von der Kavität 14 beziehungsweise von dem Werkzeugteil 12 gelöst wird. Dieser Vorgang wird auch als „Ausblasen” bezeichnet.
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Wie in 3 durch Richtungspfeile angedeutet ist, durchströmt die Luft den Kanal 22 beim Ausblasen in einer ersten Strömungsrichtung. Diese erste Strömungsrichtung ist entgegengesetzt zu einer ersten Bewegungsrichtung, in die die Ventilnadel 24 ausgehend von der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird. Mit anderen Worten wird die Ventilnadel 24 ausgehend von der Schließstellung in die erste Bewegungsrichtung und somit entgegen der ersten Strömungsrichtung, in die die Luft zum Ausblasen des Bauteils 52 durch den Kanal 22 strömt, bewegt. Zum Einstellen des dritten Betriebszustands ausgehend vom zweiten Betriebszustand wird wie zum Einstellen des ersten Betriebszustands die Arbeitskammer 44 mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt.
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Um nun im dritten Betriebszustand nicht etwa Luft aus der Kavität 14 abzusaugen, sondern über den Kanal 22 Luft in die Kavität 14 einzuleiten, werden die Kanäle 22, 28 mit einer entsprechenden Luftquelle verbunden, in welcher ein Druck herrscht, welche gegenüber einem in der Kavität 14 herrschenden Druck ein Überdruck ist. Beim Evakuieren beziehungsweise Entlüften der Kavität 14 strömt die Luft – wie es in 1 durch Richtungspfeile angedeutet ist – in eine zweite Strömungsrichtung, welche der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzt ist.
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4 zeigt einen vierten Betriebszustand des Werkzeugs 10. Im vierten Betriebszustand befindet sich die Ventilnadel 24 in ihrer Auswerfstellung, in welcher die Ventilnadel 24 zumindest teilweise in die Kavität 14 hineinragt. Dies bedeutet, dass die Ventilnadel 24 nicht nur aus der Schließstellung in die Offenstellung von der Kavität 14 weg, sondern auch zumindest teilweise in die Kavität hinein in Stützanlage mit dem geformten Bauteil 52 bewegbar ist.
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Um die Ventilnadel 24 ausgehend von der Schließstellung in die Auswerfstellung zu bewegen, wird die Ventilnadel in eine der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzte, zweite Bewegungsrichtung in die Kavität 14 hineinbewegt. Die zweite Bewegungsrichtung entspricht dabei der Strömungsrichtung der Luft beim Ausblasen des Bauteils 52. Durch das Bewegen der Ventilnadel 24 in die Auswerfstellung wird das geformte Bauteil 52 aus der Kavität 14 herausgedrückt, so dass das geformte Bauteil 52 aus dem Werkzeugteil 12 ausgeworfen werden kann.
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Bei dem Werkzeug 10 wird die Ventilnadel 24 als Luftventil zum fluidischen Versperren und Freigeben des Kanals 22 verwendet. Darüber hinaus wird die Ventilnadel 24 als mechanischer Auswerferstift zum mechanischen Auswerfen des Bauteils 52 verwendet. Somit sind das Luftventil und der Auswerferstift in eine funktionale Einheit integriert, so dass die Zahl der Komponenten insbesondere im Werkzeugteil 12 gering gehalten und die Auswerfoperation besonders einfach durchgeführt werden kann.
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Mittels des Werkzeugs 10 ist es insbesondere möglich, Oberflächen des Bauteils 52 mit einer sehr hohen Oberflächenqualität zu realisieren. Insbesondere ist es möglich, mittels des Werkzeugs 10 Bauteile mit sogenannten optischen Oberflächen herzustellen. Bei einer solchen optischen Oberfläche handelt es sich um eine Oberfläche, welche eine sehr hohe Oberflächenqualität aufweist und als Sichtfläche, das heißt ohne Verkleiden der Oberfläche beispielsweise bei einem Kraftwagen, insbesondere einem Personenkraftwagen, verwendet werden kann.
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Umfasst das Werkzeug 10 mehrere Ventilnadeln 24 zum Auswerfen des Bauteils 52, so ist eine Einzelsteuerung der Ventilnadeln denkbar. Hierdurch kann auf eine den einzelnen Ventilnadeln gemeinsame Auswerferplatte verzichtet werden, so dass eine besonders geringe Einbauhöhe des Werkzeugs 10 realisiert werden kann. Alternativ dazu ist es möglich, die Ventilnadeln gemeinsam über eine Auswerferplatte anzusteuern, wodurch ein Gleichlauf der als Auswerferstifte fungierenden Ventilnadeln beim Auswerfen gewährleistet werden kann. Die genannte Einzelsteuerung beziehungsweise Einzelansteuerung der Ventilnadeln kann besonders gut über das Stellelement 34 mit dem Kolben 36 und dem Zylinder 38 realisiert werden. Umfasst das Werkzeug 10 eine Mehrzahl von Ventilnadeln, über die die Kavität 14 entlüftet werden kann, so ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass die Ventilnadeln beziehungsweise die Luftventile einzeln ansteuerbar sind.
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Um den vierten Betriebszustand einzustellen und die Ventilnadel 24 beispielsweise ausgehend von der Schließstellung in die Auswerfstellung zu bewegen, wird die Arbeitskammer 46 mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Dadurch wird das Kolbenteil 42 nach rechts auf den Boden 49 und das Kolbenteil 40 nach links gedrückt.
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5 bis 7 zeigen das Werkzeug 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei in 5 die Schließstellung beziehungsweise der zweite Betriebszustand des Werkzeugs 10 gezeigt ist. Die Schließstellung wird dabei auch als Nullstellung bezeichnet. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Stellelement 34 als Zweistufenauswerfer ausgebildet und umfasst eine geteilte Auswerferplatte 54 mit zwei Plattenteilen 56, 58. Die geteilte Auswerferplatte 54 ist dabei mit der Ventilnadel 24 gekoppelt. Um die Ventilnadel 24 ausgehend von der Schließstellung (Nullstellung) in die in 6 gezeigte Auswerfstellung zu bewegen, werden die Plattenteile 56, 58 nach links in Richtung der Kavität 14 bewegt.
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Um die Ventilnadel 24 ausgehend von der Schließstellung in ihre in 7 gezeigte Offenstellung zu bewegen, wird das Plattenteil 58 relativ zum Plattenteil 56 nach rechts vom Plattenteil 56 und von der Kavität 14 weg bewegt, wodurch die Ventilnadel 24 beziehungsweise ihre in die Kontur 16 eingeschliffene Stirnseite von der Kavität 14 weg in das Werkzeugteil 12 hineinbewegt wird. Mittels der geteilten Auswerferplatte 54 können beispielsweise die mehreren Ventilnadeln gleichzeitig bewegt werden, so dass ein Gleichlauf dieser Ventilnadeln gewährleistet werden kann.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Ventilnadel 24 in wenigstens zwei Auswerfstellungen in die Kavität 14 hineinbewegbar ist, in welchen die Ventilnadel 24 unterschiedlich weit in die Kavität hineinragt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012005881 A1 [0002]
- DE 102011007999 A1 [0006]
