DE102014012416B3

DE102014012416B3 - WERKZEUG ZUM SPITZGIEßEN VON BAUTEILEN UND HERSTELLVERFAHREN FÜR SPRITZGIEßTEILE

Info

Publication number: DE102014012416B3
Application number: DE102014012416.9A
Authority: DE
Inventors: Georg Seebacher
Original assignee: Braunform GmbH
Current assignee: Braunform GmbH
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2034-08-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Werkzeug (10) zum Spitzgießen von Bauteilen (4), das zwei an einer Trennungsebene (T) auseinander- und wieder zusammenfahrbare Formhälften (1, 2) aufweist, von denen eine Formhälfte (1) beweglich und eine Formhälfte (2) fest stehend ist. Bei geschlossenem Werkzeug (10) liegt zwischen den Formhälften zumindest ein Formhohlraum (5) vor und es erstrecken sich wenigstens zwei axial benachbarte Schieber (11, 21) zumindest teilweise in den Formhohlraum (5), die beim auseinander Fahren der Formhälften (1, 2) von ihrer Einfahrstellung in einer von dem Formhohlraum (5) weg weisenden Ausfahrrichtung (S) in eine Ausfahrstellung verfahrbar sind. Jede der Formhälften (1, 2) weist jeweils zumindest einen der Schieber (11, 21) auf, wobei der Schieber (11, 21) einer der Formhälften (1, 2) zumindest bei zusammen gefahrenen Formhälften (1, 2) zumindest in Ausfahrrichtung (S) mit dem Schieber (11, 21) der anderen Formhälfte (1, 2) zwangsgekoppelt ist. Der Schieber (11, 21) der anderen Formhälfte (1, 2) wird vor oder während einer Bewegung der Formhälften in Öffnungsrichtung (Ö) von dem Schieber (11, 21) der einen Formhälfte (1, 2) in Ausfahrrichtung (S) mitgenommen, während der Schieber (11, 21) der einen Formhälfte (1, 2) bei auseinander gefahrenen Formhälften (1, 2) unabhängig von dem anderen Schieber (11, 21) in- und entgegen der Ausfahrrichtung (S) bewegt werden. Darüber hinaus wird ein Herstellverfahren für das Spritzgießteil (4) offenbart.

Description

Die nachfolgende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Spritzgießen von Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Herstellverfahren für Spritzgießteile unter Verwendung des Spritzgießwerkzeugs gemäß Patentanspruchs 14.
An ihrem Außenumfang hinterschnittene Spritzgussteile werden üblicherweise mit Hilfe von Schiebern geformt, wobei auch bekannt ist, Werkzeuge ohne Schieber einzusetzen und die Bauteile zwangszuentformen, wobei die Bauteile unter Verformung an Aushebeschrägen über die den Hinterschnitt abbildende Kontur des Spritzgusswerkzeugs gezwungen werden.
Um Bauteile mit mehreren axial benachbarten Hinterschnitten herzustellen, werden häufig mehrere Schieber in ein und demselben Werkzeug eingesetzt, die alle entweder an der festen oder an der beweglichen Formhälfte angeordnet sind, da so die Schieber über eine gemeinsame Auslösevorrichtung einfach betätigt werden können. Zur Entnahme des Bauteils werden beim Auseinanderfahren der Formhälften dann alle Schieber von dem Formhohlraum weg in ihre Ausfahrstellung gefahren und beim Wiederzusammenfahren der Formhälften in Richtung Hohlraum zurück.
Soll ein solches mehrfach außen hinterschnittenes Bauteil, beispielsweise ein zylindrisches Bauteil mit je einem umlaufenden Bund an der Ober- und Unterseite, in einem Bereich zwischen den Hinterschnitten während des Spritzgießvorgangs mit einer weiteren Komponente verbunden werden, beispielsweise mit einer Bauteildekorationstransferfolie oder mit Einlegern bzw. ganzen Baugruppen, ist dies nicht ohne weiteres möglich. Die Folie, der Einleger oder die Baugruppe kann bei verschieden tiefen Hinterschnitten, d. h. verschieden tief in den Formhohlraum ragenden Schiebern, selbst bei ausgefahrenen Schiebern oft nicht in der vorgesehenen Position angeordnet werden, da sie mit den tiefer in den Hohlraum ragenden Schiebern kollidieren würde. Darüber hinaus ist die Positioniergenauigkeit der Folie, des Einlegers oder der Baugruppe mangelhaft, was darauf zurückzuführen ist, dass die Schieber bei geöffnetem Werkzeug stets alle ausgefahren sind, was dazu führt, dass diese beim Einlegen nicht sicher gehalten werden, sondern erst nach dem Verfahren der gegenüberliegenden Schieber in die Einfahrstellung. Als Folge gibt es bei der Produktion einen vergleichsweise hohen Ausschuss aufgrund von Positionierungs- bzw. Ausrichtungsmängeln.
Aus dem Stand der Technik sind Spritzgießwerkzeuge mit mehreren Schiebern zum Abbilden von multiplen Hinterschnitten und/oder Gewinden bekannt. Unter anderem aus der US 2012/0256 350 A1 und der EP 2 228 195 A1 . Ferner ist am Rande die JP 2002-052 581 A zu nennen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Werkzeug zum Spritzgießen von Bauteilen zu schaffen, das sich besser dazu eignet, Bauteildekorationsfolien, Einleger und/oder ganze Baugruppen mit dem zu spritzenden Bauteil zu verbinden und das dabei kostengünstiger hergestellt und betrieben werden kann als bekannte Werkzeuge.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Spritzgießen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Ferner ergibt sich die Aufgabe, ein Herstellverfahren für ein solches Spritzgießteil zu schaffen, das es ermöglicht, in einem einstufigen Verfahren eine Bauteildekorationsfolie auf einen Oberflächenbereich des zu spritzenden Bauteils aufzubringen bzw. einen Einleger und/oder eine separate Baugruppe mit dem Bauteil zu verbinden und dabei geringere Rüstkosten hat.
Diese Aufgabe wird durch ein Herstellverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Weiterbildungen der Vorrichtung und des Verfahrens werden jeweils durch die Unteransprüche beschrieben.
Eine erste Ausführungsform des Werkzeugs zum Spitzgießen von Bauteilen, hat zwei an einer Trennungsebene auseinander- und wieder zusammenfahrbare Formhälften. Eine der Formhälften ist eine bewegliche Formhälfte und die andere eine fest stehende Formhälfte. In geschlossenem Zustand des Werkzeugs liegt/liegen zwischen den Formhälften ein oder mehrere Formhohlraum bzw. Formhohlräume vor und es erstrecken sich zwei oder mehr axial benachbarte Schieber zumindest teilweise in den Formhohlraum. Die Schieber werden zum Entformen von ihrer Einfahrstellung in einer von dem Formhohlraum weg weisenden Ausfahrrichtung in eine Ausfahrstellung verfahren. Hierbei weist jede der Formhälften jeweils zumindest einen der Schieber auf. Der Schieber einer der Formhälften ist wenigstens bei zusammen gefahrenen Formhälften in Ausfahrrichtung mit dem Schieber der anderen Formhälfte zwangsgekoppelt. Der Schieber der anderen Formhälfte wird vor oder während einer Bewegung der Formhälften in Öffnungsrichtung von dem Schieber der einen Formhälfte in Ausfahrrichtung mitgenommen, während der Schieber der einen Formhälfte bei auseinander gefahrenen Formhälften unabhängig von dem anderen Schieber in- und entgegen der Ausfahrrichtung bewegt werden kann.
Die Begriffe „fest stehend” und „beweglich” sind hierin in Bezug zu einem ortsfesten Maschinenbett zu verstehen. In bestimmten Fällen ist es geeignet, dass die fest stehende Formhälfte die Düsenseite ist und die bewegliche Formhälfte die Auswerferseite des Werkzeugs. Bei dem Werkzeug kann es sich nicht nur um ein Einkavitätenwerkzeug handeln, sondern auch um ein Mehrkavitätenwerkzeug, wobei zumindest eine, bevorzugt alle der Einzelkavitäten das erfindungsgemäße Prinzip der getrennten Schieberanordnung verwirklichen. „Axial” ist hierin in Bezug zu einer Werkzeuglängsachse zu verstehen, die hierin auch die Öffnungsrichtung ist.
Der Schieber der einen Formhälfte kann bei geöffnetem Werkzeug ohne eine Kopplung zum Schieber der anderen Formhälfte wieder in seine Einfahrstellung einfahren. Dies ist in sofern vorteilhaft, da hierdurch eine effektive und einfache Fixierung einer Bauteildekorationstransferfolie oder eines Einlegers direkt nach dem Einlegen erreicht werden kann.
Die mit dem Werkzeug herstellbaren Bauteile können zwei oder mehr Hinterschnitte an ihrem Außenumfang haben, wobei die Hinterschnitte jeweils durch die Schieber abformbar sind; selbstverständlich können sie zusätzlich auch noch an ihrer Innenseite hinterschnitten sein.
Das erfindungsgemäße Werkzeug hat gegenüber bekannten Spritzgießwerkzeugen für Bauteile mit Hinterschnitten den Vorteil, dass die Schieber zumindest in einer Bewegungsrichtung unabhängig voneinander bewegt werden können, während das Werkzeug geöffnet ist; so kann beispielsweise der Schieber der fest stehenden Formhälfte schon geschlossen werden, während die Formhälften noch auseinander gefahren sind oder umgekehrt der Schieber der beweglichen Formhälfte bei geöffnetem Werkzeug unabhängig geschlossen werden. Dies war bisher nicht möglich, da eine Zwangskopplung aller Schieber in Abhängigkeit von der Öffnungsposition der Formhälften üblich war. Die nun vorgeschlagene getrennte Anordnung der Schieber bietet Vorteile bei der Fertigung von Bauteilen, die mit einem Einleger und/oder mit einer Bauteildekorationstransferfolie versehen werden sollen, beispielsweise auch zwischen zwei Hinterschnitten. Die getrennt voneinander aus- und einfahrbaren Schieber erlauben es, den Einleger und/oder die Bauteildekorationstransferfolie vor dem zusammen Fahren der Formhälften durch Schließen des Schiebers einer Formhälfte bei geöffnetem Werkzeug in Position zu fixieren. Dies war bisher nur durch erheblichen Aufwand möglich, da Zusatzantriebe vorgesehen werden mussten. Durch das erfindungsgemäße Werkzeug ist nun die Möglichkeit einer individuellen Bewegung des/der Schieber einer der Formhälften in zumindest einer Bewegungsrichtung unabhängig von der Öffnungsposition der Formhälften geschaffen.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Schieber, der der beweglichen Formhälfte zugeordnet ist, in und entgegen der Öffnungsrichtung von der beweglichen Formhälfte mitgenommen werden.
Des Weiteren kann die fest stehende oder die bewegliche Formhälfte einen Aufnahmebereich für eine Bauteildekorationstransferfolie, einen Einleger und/oder eine Baugruppe aufweisen, der an den Schieber der jeweiligen Formhälfte angrenzt. In den Aufnahmebereich kann bei geöffneten Formhälften die Bauteildekorationstransferfolie, der Einleger und/oder die Baugruppe eingelegt werden.
Ein Werkzeug gemäß dieser Ausführungsform könnte auch als Kombiwerkzeug bezeichnet werden, wobei das Spritzen des Bauteils selbst und das Aufbringen der Dekorations- oder Funktionsschicht auf das Bauteil bzw. das Einbetten des Einlegers in einem einstufigen Prozess erfolgt. Mit Bauteildekorationstransferfolie, nachfolgend kurz „Folie” genannt, sind Folien gemeint, die zur Erreichung einer bestimmten Optik oder Haptik auf das Bauteil aufgebracht werden oder aber auch eine technische Funktion, beispielsweise Verschleißschutz, Reibungsminimierung oder Oberflächenstrukturierung erfüllen können. Ein zum Transfer bestimmter Teil der Folie ist dazu vorgesehen, während des Spritzvorgangs unlösbar mit dem Spritzgussteil verbunden zu werden. Bei der Folie kann es sich um eine Folie zur In-Mould-Decoration handeln, bei der sich beim Hinterspritzen Lackschichten ablösen und auf dem Bauteil anhaften, wobei die Trägerfolie wieder aus dem Werkzeug entnommen werden muss. Die Folie kann aber auch eine Folie zum In-Mould-Labelling sein, die beim Einspritzen des schmelzflüssigen Ausgangsmaterials vollflächig mit dem Bauteil verschmolzen wird, sodass nach dem Verschmelzen kein Folienrest verbleibt. Unter Einleger werden hierin elektrische Leitungen, Kontakte, Gewindehülsen, metallische Verschraubungselemente und beliebige weitere Bauelemente bzw. Baugruppen verstanden.
Die Folie, der Einleger bzw. Baugruppe kann/können unter Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs vorteilhaft bei geöffnetem Werkzeug in den Aufnahmebereich eingelegt werden, wobei der Schieber, der an den Aufnahmebereich angrenzt in diesem Zustand bereits geschlossen sein kann oder sich in dem Moment der Einlegung synchronisiert schließt, um die Folie, den Einleger und/oder die Baugruppe sicher zu fixieren und hierdurch eine Fehlpositionierung zu vermeiden. Zusätzlich zu einer Fixierung durch die eingefahrenen Schieber kann als ein alternatives Fixiersystem beispielsweise eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums oder einer elektrostatischen Aufladung vorgesehen werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann die bewegliche Formhälfte eine Haltevorrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, bei auseinander gefahrenen Formhälften den Einleger und/oder die Baugruppe zu halten, wobei die Haltevorrichtung bevorzugt einen Befestigungsstift aufweist, der besonders bevorzugt an einem zu dem Formhohlraum weisenden Ende ein Gewinde hat.
Der Befestigungsstift kann sich beispielsweise ein Stück weit in den Formhohlraum hinein erstrecken, sodass der Einleger, etwa ein metallisches Verschraubungselement, darauf vorpositioniert werden kann, bevor dieser durch die Einfahrbewegung der Schieber gehalten wird.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Schieber einer der Formhälften einen Antrieb für eine Bewegung in und entgegen der Ausfahrrichtung haben und der Schieber der anderen Formhälfte keinen eigenen Antrieb für eine Bewegung in- oder entgegen der Ausfahrrichtung. Ferner können die Schieber an gegenüberliegenden Seiten der Formhälften angeordnet sein und in dem geschlossenen Zustand des Werkzeugs aneinander anliegen. An den zueinander weisenden Seiten der Schieber befindet sich hierbei ein Mitnehmer-Ausnehmungspaar, das die Schieber zwangskoppelt, wobei bevorzugt an einer zu dem Schieber der beweglichen Formhälfte weisenden Seite des Schiebers der fest stehenden Formhälfte die Ausnehmung und an der gegenüberliegenden Seite des Schiebers der beweglichen Formhälfte der Mitnehmer vorliegt. Die Anordnung der Mitnehmer und der Ausnehmung kann geeigneter Weise auch umgekehrt sein. Hierdurch wird vorteilhaft ein Antrieb eingespart, da nur der/die Schieber einer Formhälfte angetrieben ist/sind. Dies trägt zu geringeren Herstellkosten des Werkzeugs bei und verringert auch die Rüstzeit. Darüber hinaus kann auch ein Regelkreis mit Sensoren eingespart werden, da nur die Bewegung des/der Schieber der einen Formhälfte überwacht werden muss.
Ferner kann der Schieber mit eigenem Antrieb mit einer Schieber-Antriebsvorrichtung gekoppelt sein, wobei die Schieber-Antriebsvorrichtung bevorzugt eine Bewegung in- und/oder entgegen der Öffnungsrichtung der Formhälften erzeugt und mit einem Getriebe gekoppelt ist, das die Bewegung in bzw. entgegen der Öffnungsrichtung in eine Bewegung in bzw. entgegen der Ausfahrrichtung wandelt.
Unter „Getriebe” wird hierin ein Wandler verstanden, der die Bewegungsrichtung und/oder auftretenden Kräfte wandelt. Es können hierbei beliebige, dem Fachmann geeignet erscheinende Getriebe eingesetzt werden. Hierbei wird durch das Getriebe erreicht, die Bewegung in Öffnungsrichtung in eine Bewegung in Ausfahrrichtung, d. h. vom Formhohlraum weg, zu wandeln und die Bewegung entgegen der Öffnungsrichtung in eine Bewegung zum Hohlraum hin. Durch die zusätzliche Bewegung des Schiebers in- bzw. entgegen der Öffnungsrichtung wird ein zusätzlicher Freiraum zum Entformen bzw. zum Einlegen einer Folie oder eines Einlegers geschaffen.
Ferner kann der Schieber ohne eigenen Antrieb auf einem ersten Öffnungswegabschnitt der Formhälften in bzw. entgegen der Öffnungsrichtung mit bewegt werden. Auf dem ersten Öffnungswegabschnitt der Formhälften kann der Schieber ohne eigenen Antrieb zur Übertragung einer Bewegung in Ausfahrrichtung mit dem angetriebenen Schieber zwangsgekoppelt sein, wobei bei einem über den ersten Öffnungswegabschnitt hinaus gehenden Öffnungsweg der Formhälften die Zwangskopplung der Schieber aufgehoben wird.
Daraus, dass bei einem über den ersten Öffnungswegabschnitt hinaus gehenden Öffnungsweg der Formhälften die Zwangskopplung der Schieber aufgehoben wird, ergibt sich ein einfacherer Aufbau des Werkzeugs mit möglichst wenigen Antrieben. Indem die Zwangskopplung ab dem vorbestimmten Öffnungswegabschnitt aufgehoben wird, wird dennoch ermöglicht, den/die Schieber der einen Formhälfte bei auseinander gefahrenen Formhälften unabhängig vom Schieber der anderen Formhälfte zurück in seine Einfahrstellung zu verfahren. Bei der Kopplungsvorrichtung, die die beiden Schieber zwangskoppelt, kann es sich beispielsweise um ein Mitnehmer-Ausnehmungspaar handeln, wobei über die axiale Länge des Mitnehmers festgelegt werden kann, über welchen Öffnungsweg die Schieber noch gekoppelt bleiben nachdem der erste Öffnungswegabschnitt überschritten wurde, beispielsweise auch dann, wenn der Schieber der einen Formhälfte nicht mehr in Öffnungsrichtung mit bewegt wird. Geeignete Mitnehmer-Ausnehmungspaare können einen im Wesentlichen rechteckigen oder runden/langlochförmigen Querschnitt haben, wobei es sich bei dem Mitnehmer beispielsweise um eine eingesetzte Passfeder handeln kann.
Ferner kann das Getriebe eine Kulissenführung aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Führungsvorrichtung mit einer gegenüber der Öffnungsrichtung geneigten Führungsgasse an einer der Formhälften angeordnet sein, in der ein Führungskörper geführt ist, der verschiebefest an dem angetriebenen Schieber angeordnet ist. Bei dem Führungskörper kann es sich etwa um einen Führungssteg oder Führungsstift handeln, wobei ein Führungssteg bevorzugt wird, da hierüber eine genauere Führung unter geringerem Verschleiß erreicht werden kann.
Die Führungsvorrichtung und der Schieber sind hierbei mittels der Schieber-Antriebsvorrichtung in- und entgegen der Öffnungsrichtung relativ zueinander verfahrbar. Es ist daher möglich, entweder den Schieber im Bezug zu der fest an einer der Formhälften angeordneten Führungsvorrichtung zu verfahren oder aber den Schieber bezüglich der Öffnungsrichtung ortsfest auszuführen und dabei die Führungsvorrichtung zu verfahren, wobei in beiden Fällen die gewünschte Bewegung erreichbar ist. Wird der Schieber in bzw. entgegen der Öffnungsrichtung verfahrbar gestaltet, kann allerdings keine ausschließliche Bewegungskomponente in bzw. entgegen der Ausfahrrichtung des Schiebers erreicht werden, was aber vorteilhaft sein kann, um mehr Raum zum Entformen bzw. bequemen Einlegen der Folie, des Einlegers und/oder der Baugruppe zu haben. Prinzipiell würde aber in den meisten Fällen eine Bewegung des/der Schieber in bzw. entgegen der Ausfahrrichtung ausreichen.
Darüber hinaus kann die Schieber-Antriebsvorrichtung mit einer verfahrbaren Rahmenplatte gekoppelt sein, die direkt oder über Kopplungsmittel den Schieber bewegt. Alternativ kann die Schieber-Antriebsvorrichtung auch mit der Führungsvorrichtung gekoppelt sein und diese bewegen, was vorteilhaft ist, wenn gewünscht ist, dass der angetriebene Schieber bezüglich der Öffnungsrichtung feststeht und nur in/entgegen der Ausfahrrichtung beweglich ist. Die verfahrbare Rahmenplatte kann etwa motorisch angetrieben sein, besonders bevorzugt mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch, wobei bekannte einachsige Hubelemente eingesetzt werden können.
Weiter kann die Führungsvorrichtung einen zu dem Schieber ohne eigenen Antrieb der anderen Formhälfte weisenden und gegenüber der Öffnungsrichtung geneigten Ebenenabschnitt aufweisen. Der Schieber ohne eigenen Antrieb der anderen Formhälfte kann dabei eine korrespondierende Anlagefläche aufweisen, die bevorzugt den gleichen Neigungswinkel wie der geneigte Ebenenabschnitt hat. Der Schieber ohne eigenen Antrieb der anderen Formhälfte wird beim Schließen der Formhälften mit seiner Anlagefläche mit dem geneigten Ebenenabschnitt der Führungsvorrichtung in Kontakt gebracht, um eine Bewegung entgegen der Ausfahrrichtung zu bewirken.
Das beschriebene Zusammenwirken des geneigten Ebenenabschnitts und der Anlagefläche des Schiebers ohne eigenen Antrieb sorgt für den Antrieb des Schiebers ohne eigenen Antrieb entgegen der Ausfahrrichtung beim Schließen des Werkzeugs; somit ist auch zum Schließen kein dem Schieber zugeordneter Antrieb nötig; die Bewegung entgegen der Ausfahrrichtung erfolg rein passiv. Mit „andere Formhälfte” ist hierin die Formhälfte gemeint, an der die Führungsvorrichtung nicht angeordnet ist.
Weiter kann der Schieber ohne eigenen Antrieb für eine Bewegung in und entgegen der Ausfahrrichtung in Führungsleisten geführt sein, wobei in zumindest einer Endlage ein Endanschlag, besonders bevorzugt ein Endanschlag mit einem Rastmittel, vorgesehen sein kann. Die Rastmittel sind vor allem in der Ausfahrstellung vorteilhaft vorzusehen, da im auseinander gefahrenen Zustand der Formhälften die Zwangskopplung der Schieber aufgehoben ist und in diesem Zustand eine Fixierung der Schieberposition in Ausfahrstellung durch das Rastmittel erfolgen muss, sodass der Schieber nicht ungewollt einfährt.
Darüber hinaus können jeweils zwei Schieber an der fest stehenden und der beweglichen Formhälfte paarig einander gegenüberliegend angeordnet und etwa zum Abformen eines umlaufenden, etwa kreisförmigen, Hinterschnitts vorgesehen sein. Der Aufnahmebereich für die Folie, den Einleger und/oder die Baugruppe kann in diesem Fall durch die paarig angeordneten Schieber der jeweiligen Formhälfte begrenzt werden, wobei vorgesehen sein kann die so angeordneten Schieber an der fest stehenden, an der beweglichen oder an beiden Formhälften vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich können die paarig angeordneten Schieber an ihrer zu dem Formhohlraum weisenden Seite eine Gewinde-Negativkontur aufweisen, die dazu vorgesehen ist, ein Gewinde an dem zu spritzenden Bauteil zu erzeugen. Die paarig angeordneten Schieber ergänzen sich gewissermaßen, sodass durch ihre Zusammenwirkung ein vollständig umlaufender Hinterschnitt erzeugt werden kann, wie er beispielsweise in Form von endständigen Bünden bei (hohl-)zylindrischen oder (hohl-)kegeligen Bauteilen des Öfteren vorkommt.
Das Gewinde kann beispielsweise jenseits eines von den Schiebern einer der Formhälften erzeugbaren Hinterschnitts vorgesehen sein. Geeigneter Weise kann hierüber ein endständiges Gewinde eines Bechers oder einer Kappe erzeugt werden, wobei der Hinterschnitt quasi als eine Art Bund das Gewinde begrenzt. Der endständige Gewindeabschnitt kann dabei einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt auf der (axial) anderen Seite des Hinterschnitts haben; selbst dies bereitet keine Schwierigkeiten beim Einlegen der Folie, des Einlegers o. ä., da die Schieber wie beschrieben getrennt sind.
Es kann sogar vorgesehen sein, dass mehr als zwei Schieber in Zusammenwirkung den Hinterschnitt oder das Gewinde abbilden, beispielsweise drei oder mehr in gleichmäßigen Winkelabständen umfänglich angeordnete Schieber.
Weiter kann das Werkzeug einen Formkern aufweisen, der sich im geschlossenen Werkzeugszustand in den Formhohlraum erstreckt und beim Öffnen der Formhälften gezogen wird. Der Formkern kann dabei bevorzugt an der beweglichen Formhälfte angeordnet sein und besonders bevorzugt ein Hohlkern sein, durch den ein Temperiermedium durchleitbar ist. Ein temperierter Kern bietet den Vorteil, dass die Abkühlgeschwindigkeit der Bauteile besser gesteuert werden kann als nur bei Kühlung der Formplatten. Insbesondere lassen sich besonders kurze Erstarrungszeiten und damit hohe Schusszahlen erreichen. Schließlich kann der Formhohlraum beispielsweise dazu ausgebildet sein, Bauteile mit kreisförmigem Querschnitt, bevorzugt topfförmige oder becherförmige Bauteile, zu formen. Die Längserstreckung des Bauteils kann dabei bevorzugt parallel zur Öffnungsrichtung verlaufen.
Das erfindungsgemäße Herstellverfahren für Spritzgießteile wird unter Verwendung des erfindungsgemäßen vorbeschriebenen Werkzeugs ausgeführt und umfasst die Schritte

a) Bei geöffneten Formhälften entgegen der Ausfahrrichtung Verfahren des zumindest einen Schiebers einer der Formhälften von seiner Ausfahrstellung in seine Einfahrstellung unabhängig von dem Schieber der anderen Formhälfte,
b) Zusammenfahren der Formhälften entgegen der Öffnungsrichtung und entgegen der Ausfahrrichtung Verfahren des zumindest einen Schiebers der anderen Formhälfte von seiner Ausfahrstellung in seine Einfahrstellung, dadurch Bereitstellen des Formhohlraums,
c) Bereitstellen und Einspritzen eines schmelzflüssigen Ausgangsmaterials in den Formhohlraum,
d) Verfestigen des Ausgangsmaterials und Erhalten des Bauteils,
e) vor oder während des Verfahrens der Formhälften in Öffnungsrichtung Verfahren des Schiebers der einen Formhälfte in von dem Formhohlraum weg weisender Ausfahrrichtung von seiner Einfahrstellung in seine Ausfahrstellung, dabei zwangsgekoppelt mit Bewegen des Schiebers der anderen Formhälfte,
f) Auswerfen des Bauteils.

Zum Auswerfen des Bauteils können bekannte Auswerfereinrichtungen eingesetzt werden, beispielsweise ein Abstreifring, der das erstarrte Bauteil von einem Formkern streift. Die erfindungsgemäße Verbesserung betrifft Schritt a), da bisher in der Regel beide Schieber an der festen Formhälfte (Düsenseite) vorgesehen waren, nun aber zumindest ein Schieber mit der Bewegung der beweglichen Formhälfte in Öffnungsrichtung mitgenommen wird und noch in geöffnetem Werkzeugzustand wieder in seine Einfahrstellung in Richtung Formhohlraum eingefahren wird. Demgemäß erfolgt die Bewegung des/der Schieber(s) der einen Formhälfte zurück in seine Einfahrstellung unabhängig zu einer Bewegung des Schiebers der anderen Formhälfte. Unter „schmelzflüssigen Ausgangsmaterialien” werden hierin in erster Linie Kunststoffe und andere aushärtende Formmassen verstanden, es ist aber grundsätzlich auch möglich, das erfindungsgemäße Werkzeug bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Spritzgießen von Metallen bzw. Metalllegierungen einzusetzen.
Der Schieber der einen Formhälfte, der einen eigenen Antrieb hat, kann demnach schon vor dem auseinander Fahren der Formhälften in seine Ausfahrstellung verfahren werden. Dies wird in einer Ausführungsform des Werkzeugs angewandt, bei der der/die Schieber ohne eigenen Antrieb bezüglich der Öffnungsrichtung fest steht/stehen. Alternativ kann der Schieber der einen Formhälfte, der einen eigenen Antrieb hat, auch während des Auseinanderfahrens der Formhälften in Ausfahrrichtung bewegt werden, was immer dann vorteilhaft ist, wenn der andere (nicht angetriebene) Schieber zumindest auf dem ersten Öffnungswegabschnitt in Öffnungsrichtung mitbewegbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schieber der beweglichen Formhälfte in und entgegen der Öffnungsrichtung von der beweglichen Formhälfte mitgenommen wird.
Es ist ein Antrieb ausreichend, da der/die Schieber der anderen Formhälfte zwangsgekoppelt mitgenommen werden kann/können, hierdurch kann einerseits das Werkzeug kostengünstiger hergestellt werden, andererseits ist das Verfahren auch mit günstiger laufenden Kosten verbunden, da beispielsweise die Aufrüstzeit deutlich reduziert ist und die der Spritzgussmaschine zugeordnete Regeleinheit einen Bewegungsablauf weniger regeln muss.
Ferner kann im Schritt e) auf dem ersten Öffnungswegabschnitt der Formhälften der Schieber mit eigenem Antrieb in Öffnungsrichtung mitbewegt werden und über das Getriebe die Bewegung in Öffnungsrichtung in eine Bewegung in Ausfahrrichtung gewandelt werden. Über die Zwangskopplung der Schieber wird auf dem ersten Öffnungswegabschnitt der Schieber ohne eigenen Antrieb in Ausfahrrichtung mitbewegt. Bei einem über den ersten Öffnungswegabschnitt hinaus gehenden Öffnungsweg wird die Zwangskopplung der Schieber aufgehoben.
Darüber hinaus kann im Schritt b) beim Zusammenfahren der Formhälften der geneigte Ebenenabschnitt der Führungsvorrichtung mit der korrespondierenden Anlagefläche des Schiebers ohne eigenen Antrieb in Kontakt gebracht werden, wodurch eine Bewegung des Schiebers ohne eigenen Antrieb entgegen der Ausfahrrichtung erzeugt wird und der Schieber ohne eigenen Antrieb in seine Einfahrstellung überführt wird. Dieser Schritt dient dazu, den Schieber ohne eigenen Antrieb durch „Umlenkung” der Bewegung der Formhälften entgegen der Öffnungsrichtung quasi passiv zurück in seine Einfahrstellung zu bewegen.
Schließlich kann nach oder während des Schritts a) der Schritt a') ausgeführt werden, worin die Folie, der Einleger und/oder die Baugruppe bereitgestellt wird und in den Aufnahmebereich zumindest einer der Formhälften eingelegt wird, der/die an den jeweiligen zumindest einen Schieber der Formhälfte(n) angrenzt/angrenzen. Ferner wird im Schritt c) die Folie zumindest teilweise aufgeschmolzen und/oder der Einleger bzw. die Baugruppe zumindest teilweise von dem schmelzflüssigen Ausgangsmaterial umschmolzen. Im Schritt d) haftet dann zumindest eine Dekorationskomponente der Folie an dem Bauteil an und/oder der Einleger und/oder die Baugruppe wird/werden unlösbar mit dem Bauteil verbunden.
Die Folie, der Einleger und/oder die sonstige Baugruppe kann/können demgemäß bei noch geöffneten Formhälften entweder nach dem Einfahren des/der Schieber(s) in den Einfahrzustand eingelegt werden, was bei einer Folie sinnvoll ist. Dabei kann es sich bei der Folie bevorzugt um einen reversibel bzw. elastisch gewölbten oder gebogenen Folienabschnitt handeln, der sich durch elastische Wölbung im geschlossenen Schieber verspannt. Zusätzlich kann die Folie durch elektrostatische Aufladung und/oder durch ein Vakuum prozesssicher gehalten werden. Andere Einlegteile, wie beispielsweise Stifte, Kontakte und/oder Litzen können auch durch Umschließen mittels der Schieber kraft- oder formschlüssig gehalten werden. Alternativ kann das Einlegen der Folie, des Einlegers und/oder der Baugruppe auch mit der Einfahrbewegung des Schiebers mit eigenem Antrieb synchronisiert erfolgen, was bei vergleichsweise steifen Einlegern sinnvoll sein kann. Das Einlegen der Folie, des Einlegers und/oder der Baugruppe kann händisch erfolgen oder in der Serienproduktion geeigneter Weise durch ein Handlingsystem.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Es zeigen:
1 Längsschnitt des Werkzeugs nach dem Einlegen der Folie,
2 Längsschnitt des Werkzeugs beim Einspritzen des schmelzflüssigen Ausgangsmaterials,
3 Längsschnitt des Werkzeugs beim Auseinanderfahren der Formhälften bis zum ersten Öffnungswegabschnitt,
4 Längsschnitt des Werkzeugs nach dem Auseinanderfahren der Formhälften,
5 Längsschnitt des Werkzeugs beim Abstreifen des Bauteils,
6 Längsschnitt des Werkzeugs nach dem Abstreifen des Bauteils,
7 Längsschnitt des Werkzeugs vor dem Einlegen der Folie,
8 Längsschnitt des Werkzeugs in einer alternativen Ausführungsform nach dem Einlegen eines Einlegers.
Ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Werkzeugs 10 ist in 1 in einem Zustand mit auseinander gefahrenen Formhälften 1, 2 dargestellt. Das Werkzeug 10 ist ein Kombiwerkzeug zum Spritzgießen und gleichzeitigen In-Mould-Dekorieren von becherförmigen Bauteilen 4 mit jeweils einem umlaufenden Hinterschnitt 41, 42 (siehe 4) an der offenen Becherseite und an der geschlossenen Becherseite. Mit dem Werkzeug 10 kann eine Folie 3 direkt während des Spritzgießens durch teilweises Aufschmelzen der Folie 3 auf den Bereich der Mantelfläche des Bauteils 4, der zwischen den beiden Hinterschnitten 41, 42 bzw. Bunden liegt, aufgebracht werden. Durch das zumindest teilweise Aufschmelzen der Folie 3 haften Teile davon oder die Folie 3 vollständig an dem Bauteil an. Die Folie 3 wird in den Aufnahmebereich 25 der fest stehenden Formhälfte 2 eingelegt, während das Schieberpaar, das durch zwei einander gegenüberliegende Schieber 21 gebildet wird, bereits in seiner Einfahrstellung vorliegt, d. h. in den Formhohlraum 5 (siehe 5) teilweise eingefahren ist. Die Folie 3 kann hierdurch bereits bei noch geöffnetem Werkzeugzustand, d. h. bei aufgefahrenen Formhälften 1, 2, sicher und ohne Gefahr zu Verrutschen in den Aufnahmebereich eingelegt und durch das Schieberpaar gehalten werden. Die fest stehende Formhälfte 2 hat einen Formeinsatz 26, der sich in den Aufnahmebereich 25 erstreckt.
Das Werkzeug 10 hat weiter einen Formkern 12, der der beweglichen Formhälfte 1 zugeordnet ist und einen fluiddurchströmbaren Innenraum 122 hat. Der Formkern 12 ist mit seiner Basis ortsfest an der Kernhalteplatte 13 befestigt, wobei dessen „Eindringtiefe” in den Formhohlraum durch eine Veränderung des Abstands der Kernhalteplatte 13 zu der Formplatte 15 der beweglichen Formhälfte 1 erreicht wird; die Bewegungsrichtung ist mit kleinen Pfeilen dargestellt. Der „Einfahrweg” des Formkerns 12 beim Zurückfahren der Formplatte 15 wird durch eine Kegelfläche 121 begrenzt, die bei erreichtem Maximaleinfahrweg an einer korrespondierenden Gegenkegelfläche 161 des Abstreiferrings 16 anschlägt. Der dargestellte Werkzeugzustand ist der Abstreifzustand (siehe dazu auch 5), wobei die Formplatte 15 üblicherweise über einen Maschinenauswerfer vorgefahren wird und den Abstreifring 16 mitnimmt, wobei die Kernhalteplatte 13 ortsfest bleibt.
An der beweglichen Formhälfte 1 ist auch ein gegenüberliegendes Schieberpaar, das aus zwei sich gegenüberliegenden Schiebern 11 besteht, angeordnet, wobei die Schieber 11 jeweils in einer mit den Pfeilen dargestellten Richtung in und auch wieder entgegen dieser Richtung verfahrbar sind. Die Schieber 11 sind in 1 in einem ausgefahrenen Zustand gezeigt, können aber ebenso wie die Schieber 21 teilweise in den Formhohlraum verfahren werden, um einen umlaufenden Hinterschnitt des zu spritzenden Bauteils 4 abzuformen.
Das Werkzeug 10 wird geschlossen, indem die bewegliche Werkzeughälfte 1 in der durch den großen, parallel zur Mittellängsachse angeordneten Pfeil angedeuteten Richtung verfahren wird, bis die Schieber 11 der beweglichen Formhälfte 1 an den Schiebern 21 der fest stehenden Formhälfte 2 anliegen. Der geschlossene Zustand des Werkzeugs 10 mit zusammen gefahrenen Formhälften ist in 2 gezeigt. Hierbei ist der Formkern 12 durch Verfahren der Kernhalteplatte 13 gegenüber der Formplatte 15 der beweglichen Formhälfte 1 in den Formhohlraum 5 eingefahren. Schon während der Schließbewegung der beweglichen Formhälfte 1 wird jeweils eine Anlagefläche 112 der Schieber 11 in Kontakt mit dem geneigten Ebenenabschnitt 222 der Führungsvorrichtung 22 gebracht, die ortsfest an der Formplatte 15 der fest stehenden Formhälfte 2 angeordnet ist. Durch die Zusammenwirkung des geneigten Ebenenabschnitts 222 mit der korrespondierenden „Kontaktfläche” 112 der Schieber 11 wird eine Einfahrbewegung der Schieber 11 in der eingezeichneten Richtung erreicht, ohne dass die Schieber 11 eineihnen zugeordneten Antriebsvorrichtung aufweisen müssten.
In dem in 2 gezeigten Zustand des Werkzeugs 10 erfolgt die Einspritzung des schmelzflüssigen Ausgangsmaterials in den Formhohlraum 5, der durch die Formplatte 23 der fest stehenden Formhälfte 2, die eingefahren Schieberpaare, die jeweils aus den Schiebern 11, 21 der fest stehenden Formhälfte 2 und der beweglichen Formhälfte 1 bestehen, den Formkern 12 und einen Abschnitt der Formplatte 15 der beweglichen Formhälfte 1 begrenzt wird. Das Schmelzleitsystem 24 ist hierbei in der fest stehenden Formhälfte 2 vorgesehen. Bereits beim Einspritzen des flüssigen Ausgangsmaterials verbindet sich die Folie 3 bzw. verbinden sich die Bestandteile letzterer mit dem noch schmelzflüssigen Ausgangsmaterial.
Nach dem Erstarren des Ausgangsmaterials kann das Werkzeug 10 wieder geöffnet werden; der Beginn des Auseinanderfahrens der Formhälften 1, 2 ist in 3 gezeigt. Die bewegliche Formhälfte 1 ist hierin um einen ersten Öffnungswegabschnitt V aufgefahren, wobei das Schieberpaar der fest stehenden Formhälfte 2, das aus den Schiebern 21 besteht, dieser Bewegung in Öffnungsrichtung Ö folgt. Die Bewegung dieses Schieberpaars in Öffnungsrichtung Ö wird über ein Getriebe in eine Bewegung in Ausfahrrichtung S der Schieber 21 gewandelt. Die Funktionsweise des Getriebes ist wie folgt: Jeder der Schieber 21 der fest stehenden Formhälfte 2 hat einen Eingriffskörper, mit dem er in einer geneigten Führungsbahn 221 geführt ist, die in der Führungsvorrichtung 22 vorliegt. Die Bewegung in Öffnungsrichtung Ö wird dadurch quasi wie bei einer Kulissenführung in eine Bewegung in Ausfahrrichtung S gewandelt. Die Bewegung des Schieberpaars der fest stehenden Formhälfte 2, das aus den Schiebern 21 besteht, wird dadurch erreicht, dass diese für eine Bewegung in oder entgegen der Ausfahrrichtung S verschiebbar in einer in Öffnungsrichtung Ö verfahrbaren Rahmenplatte 27 geführt sind. Die verfahrbare Rahmenplatte 27 wird ihrerseits durch eine Schieber-Antriebsvorrichtung 28 bewegt, bei der es sich um einen Hubzylinder handelt. Die verfahrbare Rahmenplatte 27 ist in dieser Bewegungsrichtung auf einem Führungsbolzen 29 geführt, der sich bei herangefahrener Rahmenplatte 27 bis in eine korrespondierende Aufnahmebohrung der Formplatte 15 der beweglichen Formhälfte 1 erstreckt (siehe 2). Auf dem ersten Öffnungswegabschnitt V sind die Schieber 21 des Schieberpaars der fest stehenden Formhälfte 2 über ein Mitnehmer-Ausnehmungspaar 111, 211 zwangsgekoppelt, sodass die Schieber 21 bei einer Bewegung in Ausfahrrichtung S die Schieber 11 der beweglichen Formhälfte mitnehmen.
Wird das Werkzeug 10 um einen über den ersten Öffnungswegabschnitt V hinaus gehenden Öffnungsweg, beispielsweise den weiteren Öffnungswegabschnitt W, der in 4 gezeigt ist, geöffnet, wird die Zwangskopplung der Schieber 11 der beweglichen Formhälfte 1 mit den Schiebern der fest stehenden Formhälfte 2 aufgehoben, sodass während des weiteren Auseinanderfahrens der beweglichen Formhälfte 1 die Schieber 11 in Ihrer Ausfahrstellung verharren, wobei zum Arretieren in dieser Position Rastmittel und Endanschläge vorgesehenen sein können, die figurativ aber nicht gezeigt sind. In dieser Werkzeugstellung ist die Gestalt des gespritzten Bauteils 4 nun gut zu erkennen; es handelt sich dabei um einen Becher, der an seiner geschlossenen Seite einen Hinterschnitt 42 bzw. einen umlaufenden Bund hat und auch an seiner geöffneten Seite einen Hinterschnitt bzw. Bund 41 aufweist. An dem freien Ende jenseits des Hinterschnitts 41 am offenen Ende des Bechers 4 ist zudem ein Schraubgewinde vorgesehen, das durch eine entsprechende Gewinde-Negativkontur, die an den zu dem Formhohlraum weisenden Enden der Schieber 11 vorliegt, abgeformt wird. Ferner hat das Bauteil 4 einen weiteren umlaufenden Wulst 43, der weiter ausragt als die Hinterschnitte 41, 42, wobei der Wulst 43 beim Entformen jedoch keine Schwierigkeiten bereitet, da dieser angrenzend an die Trennungsebene T geformt wird.
Die Folie 3 haftet fest und unlösbar in einem Bereich der Mantelfläche des becherförmigen Bauteils 3 an, der zwischen den beiden Hinterschnitten 41, 42 liegt.
Ausgehend von dem in 4 gezeigten Werkzeugzustand kann das Auswerfen des Bauteils 3 erfolgen, was in 5 gezeigt ist. Hierzu wird die Formplatte 15 der beweglichen Formhälfte 1 und der Kernhalteplatte 13 in der mit den Pfeilen dargestellten Richtung verfahren, wodurch sich der Abstand der Formplatte 15 und des Formkerns 12 vergrößert und der Formkern 12 relativ zu der Formplatte 15 quasi „zurückgezogen” wird. Dabei entsteht zwischen der Formplatte 15 und der Kernhalteplatte 13 der Luftspalt 14. Hierdurch kommt der Abstreiferring 16 mit dem „spitzen Ende” seiner Gegenkegelfläche 161 in Kontakt mit dem offenen Ende des becherförmigen Bauteils 4 und streift es während der weiteren Bewegung der Formplatte 15 von der Kernhalteplatte 13 weg ab, sodass es aus dem Werkzeug 10 fallen kann. Nach dem Abstreifen des Bauteils 4 ist das Werkzeug 10 bereit für den nächsten Produktionszyklus. Im Übrigen kann selbstverständlich auch ein Handlingsystem zur Entnahme des fertigen Bauteils bzw. der Bauteile zum Einsatz kommen. In 5 ist mit dem Bezugszeichen 223 ferner ein Absatz zu erkennen, der an dem zu der Formplatte 23 weisenden Ende der Schieber 21 nach innen ragt.
Dieser Absatz 223 ist dazu vorgesehen, beim Einlegen der Folie 3 als Endanschlag zu dienen (siehe hierzu auch 1), um schiefes Einlegen der Folie zu vermeiden.
Ausgehend von dem Werkzeugzustand nach dem Auswerten, der in 6 gezeigt ist, in dem der Formkern 12 noch durch Relativbewegung der Kernhalteplatte 13 von der Formplatte 15 weg eingezogen ist, wird die in 7 gezeigte Werkzeugbewegung vor dem Einlegen der Folie ausgeführt.
Hierzu wird das Schieberpaar der fest stehenden Formhälfte 2, das aus den Schiebern 21 besteht, bei ansonsten noch geöffnetem Werkzeug 10, d. h. in Öffnungsrichtung auseinander gefahrenen Formhälften 1, 2, in der mit den Pfeilen dargestellten Richtung entgegen der Öffnungsrichtung Ö verfahren. Für diese Bewegung ist das Schieberpaar der fest stehenden Formhälfte 2, das aus den Schiebern 21 besteht, mit einer Schieber-Antriebsvorrichtung 28 gekoppelt, die eine Kraft in Axialrichtung auf die Schieber 21 ausübt, was figurativ aber nicht gezeigt ist. Durch die Axialbewegung der Schieber 21 wird gleichzeitig eine Einfahrbewegung der Schieber 21 in der eingezeichneten Richtung erreicht, da diese, wie beschrieben, über einen Führungskörper in Eingriff mit der Führungsgasse 221 stehen, wodurch die Bewegungskomponente in Einfahrrichtung erzeugt wird. Die Schieber 21 werden so weit in den Formhohlraum 5 eingefahren bis ein Spalt vorbestimmter Dicke zwischen dem Formeinsatz 26 und den zum Formhohlraum weisenden Enden der Schieber 21 vorliegt. Von diesem Zustand ausgehend, kann die Folie in den Aufnahmebereich 25 eingelegt werden. Die Folie 3 (oder alternativ figurativ nicht gezeigt: Das Einlegeteil und/oder die Baugruppe) wird durch die eingefahrenen Schieber 21 in Position gehalten. Alternativ kann das Einlegen der Folie 3 oder des anderen Einlegeteils bereits während der Bewegung der Schieber 21 in Einfahrrichtung synchronisiert erfolgen, was in den Figuren nicht gezeigt ist. Zum Einlegen der Folie oder der anderen Einleger können bekannte automatisierte Handlingsysteme eingesetzt werden.
Ferner hat die Ausnehmung 211 eine größere Höhe als der Mitnehmer 111, was durch die gepunkteten Linien gut zu erkennen ist. Dies ist so zu erklären: Beim zusammen Fahren der Formhälften 1, 2 werden die Schieber 11 der beweglichen Formhälfte 1 durch in Kontakt Bringen mit dem geneigten Ebenenabschnitt 222 in Einfahrrichtung bewegt, wobei diese Bewegung beginnt, wenn der Mitnehmer 111 gerade in die Ausnehmung 211 eintaucht. Diese Bewegung der Schieber 11 in Einfahrrichtung ist aber erst abgeschlossen, wenn beide Schieberpaare, die jeweils aus den Schiebern 11, 21 bestehen, an einander anliegen. Um eine problemlose Zwangskopplung der Schieberpaare sicherzustellen ist das „Spiel” vorgesehen.
In 8 ist eine Ausführungsform des Werkzeugs 10 gezeigt, bei der der Schieber mit eigenem Antrieb der Schieber 11 der beweglichen Formhälfte 1 ist. Hierbei ist die Schieber-Antriebsvorrichtung 28 auch an der beweglichen Formhälfte 1 angeordnet und folgt daher den Bewegungen der beweglichen Formhälfte 1. Bei der Schieber-Antriebsvorrichtung 28 handelt es sich um einen Hubzylinder, die eine Bewegungskomponente in und entgegen der Öffnungsrichtung Ö des Werkzeugs erzeugt. In dieser Ausführungsform ist der Schieber 11 relativ zu der Formplatte 15 nicht in bzw. entgegen der Öffnungsrichtung Ö des Werkzeugs bewegbar. Die zur Umwandlung der Axialbewegung der Schieber-Antriebsvorrichtung 28 in die Bewegung des Schiebers 11 in bzw. entgegen der Ausfahrrichtung S nötige Relativbewegung der Führungsvorrichtung 22 und der Schieber 11 wird hier dadurch realisiert, dass die Führungsvorrichtung 22 in und entgegen der Öffnungsrichtung Ö verfahrbar in der Formplatte 15 geführt ist.
Hierdurch wird ermöglicht, dass der Schieber 11 bezüglich der Formplatte 15 in Öffnungsrichtung Ö fest stehend ist und lediglich in bzw. entgegen der Ausfahrrichtung S bewegt wird. Über die Zwangskopplung mit dem Schieber 21 der fest stehenden Formhälfte 2, der in dieser Ausführungsform keinen eigenen Antrieb hat, können daher beide Schieber 11, 21 bei noch geschlossenen Formhälften 1, 2 in der von dem Formhohlraum 5 weg weisenden Richtung in ihre Ausfahrstellung verfahren werden. Der Schieber 11 ist hierbei in der fest stehenden Rahmenplatte 17 geführt.
Mit dem gezeigten Werkzeug 10 wird keine Bauteildekorations-Transferfolie verarbeitet, sondern es wird ein Einleger 6 in das zu spritzende Bauteil eingebettet. Hierzu ist an der beweglichen Formhälfte ein Befestigungsstift 131 angeordnet, der bei geschlossenem Werkzeug 10 teilweise in den Formhohlraum 5 ragt. Auf diesen Befestigungsstift 131 ist jetzt der Einleger 6, bei dem es sich beispielsweise um einen Gewindeeinsatz oder einen elektrischen Kontakt handeln kann, aufgesteckt. Lateral wird der Einleger auch von den Schiebern 11 gehalten, wobei vorgesehen ist, die Schieber 11 bei noch geöffneten Formhälften 1, 2 direkt nach dem Einlegen des Einlegers 3 zu schließen, um diesen sicher zu halten, wobei zum Einlegen des Einlegers 6 selbstverständlich ein Handling eingesetzt werden kann. Das zu spritzende Bauteil wird eine umlaufende Nut haben, die axial an den Einleger 6 angrenzt. Um das Bauteil entformen zu können wird bei noch geschlossenen Formhälften 1, 2 die Schieber-Antriebsvorrichtung 28 in einer in der Figur nach links weisenden Richtung bewegt, wobei die Führungsvorrichtung 22 mit genommen wird, wobei über die Kulissenführung eine Bewegung in Ausfahrrichtung auf den Schieber 11 übertragen wird. Über das Mitnehmer-Ausnehmungspaar wird diese Bewegung auf den Schieber 21 der fest stehenden Formhälfte übertragen, sodass das Bauteil entformt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Bewegliche Formhälfte
11: Schieber der beweglichen Formhälfte
111: Mitnehmer des Mitnehmer-Ausnehmungspaars
112: Anlagefläche
12: Formkern
121: Kegelfläche des Formkerns
122: Fluiddurchströmbarer Innenraum des Formkerns
13: Kernhalteplatte
131: Befestigungsstift
14: Luftspalt
15: Formplatte
16: Abstreiferring
161: Gegenkegelfläche
2: Fest stehende Formhälfte
21: Schieber der fest stehenden Formhälfte
211: Ausnehmung des Mitnehmer-Ausnehmungspaars
22: Führungsvorrichtung
221: Führungsgasse
222: Geneigter Ebenenabschnitt
223: Absatz bzw. Endanschlag
23: Formplatte
24: Schmelzleitsystem
25: Aufnahmebereich
26: Formeinsatz
27: Rahmenplatte
28: Schieber-Antriebsvorrichtung
29: Führungsbolzen
3: Folie
4: Becherförmiges Bauteil
41: Hinterschnitt bzw. Bund
42: Hinterschnitt
43: Wulst
5: Formhohlraum
6: Einleger
Ö: Öffnungsrichtung
S: Ausfahrrichtung

Claims

Werkzeug (10) zum Spitzgießen von Bauteilen (4), wobei das Werkzeug (10) zwei an einer Trennungsebene (T) auseinander- und wieder zusammenfahrbare Formhälften (1, 2) aufweist, von denen eine Formhälfte (1) beweglich und eine Formhälfte (2) fest stehend ist und wobei zwischen den Formhälften (1, 2) bei geschlossenem Werkzeug (10) – zumindest ein Formhohlraum (5) vorliegt und – sich wenigstens zwei axial benachbarte Schieber (11, 21) zumindest teilweise in den Formhohlraum (5) erstrecken, die zum Entformen von ihrer Einfahrstellung in einer von dem Formhohlraum (5) weg weisenden Ausfahrrichtung (S) in eine Ausfahrstellung verfahrbar sind dadurch gekennzeichnet, dass jede der Formhälften (1, 2) jeweils zumindest einen der Schieber (11, 21) aufweist, und der Schieber (11, 21) einer der Formhälften (1, 2) – zumindest bei zusammen gefahrenen Formhälften (1, 2) zumindest in Ausfahrrichtung (S) mit dem Schieber (11, 21) der anderen Formhälfte (1, 2) zwangsgekoppelt ist, wobei der Schieber (11, 21) der anderen Formhälfte (1, 2) vor oder während einer Bewegung der Formhälften (1, 2) in Öffnungsrichtung (Ö) von dem Schieber (11, 21) der einen Formhälfte (1, 2) in Ausfahrrichtung (S) mitgenommen wird, und – bei auseinander gefahrenen Formhälften (1, 2) unabhängig von dem anderen Schieber (11, 21) in- und entgegen der Ausfahrrichtung (S) bewegbar ist.
Werkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, der Schieber (11) der beweglichen Formhälfte (1) in Öffnungsrichtung (Ö) und entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) von der beweglichen Formhälfte (1) mitgenommen wird.
Werkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, die fest stehende Formhälfte (2) und/oder die bewegliche Formhälfte (1) einen Aufnahmebereich (25) für eine Folie (3) und/oder einen Einleger (6) und/oder eine Baugruppe aufweist/aufweisen, wobei der/die Aufnahmebereich(e) (25) an den zumindest einen Schieber (11, 21) der jeweiligen Formhälfte (1, 2) angrenzt/angrenzen, wobei in den Aufnahmebereich (25) bei auseinander gefahrenen Formhälften (1, 2) die Folie (3) und/oder der Einleger und/oder die Baugruppe einlegbar ist.
Werkzeug (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Formhälfte (1) eine Haltevorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, bei auseinander gefahrenen Formhälften (1, 2) den Einleger und/oder die Baugruppe zu halten, wobei die Haltevorrichtung bevorzugt einen Befestigungsstift (131) aufweist, der besonders bevorzugt an einem zu dem Formhohlraum weisenden Ende ein Gewinde hat.
Werkzeug (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Schieber (11, 21) einer der Formhälften (1, 2) einen Antrieb für eine Bewegung in und entgegen der Ausfahrrichtung (S) aufweist und der Schieber (11, 21) der anderen Formhälfte (1, 2) keinen eigenen Antrieb für eine Bewegung in- oder entgegen der Ausfahrrichtung (S) hat, und – die Schieber (11, 21) an gegenüberliegenden Seiten der Formhälften (1, 2) angeordnet sind und in dem geschlossenen Zustand des Werkzeugs (10) aneinander anliegen, – wobei an den zueinander weisenden Seiten der Schieber (11, 21) eine Kopplungsvorrichtung, bevorzugt ein Mitnehmer-Ausnehmungspaar (211, 111), vorliegt, das die Schieber (11, 21) zumindest bei zusammen gefahrenen Formhälften (1, 2) zwangskoppelt.
Werkzeug (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – der Schieber (11, 21) mit eigenem Antrieb mit einer Schieber-Antriebsvorrichtung (28) gekoppelt ist, – wobei bevorzugt die Schieber-Antriebsvorrichtung (28) eine Bewegung in- und/oder entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) der Formhälften (1, 2) erzeugt und mit einem Getriebe gekoppelt ist, das die Bewegung in bzw. entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) in eine Bewegung in bzw. entgegen der Ausfahrrichtung (S) wandelt.
Werkzeug (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (11, 21) ohne eigenen Antrieb – auf einem ersten Öffnungswegabschnitt (V) der Formhälften (1, 2) in bzw. entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) mitbewegbar ist und bevorzugt – auf dem ersten Öffnungswegabschnitt (V) der Formhälften (1, 2) zur Übertragung einer Bewegung in Ausfahrrichtung (S) mit dem angetriebenen Schieber (11, 21) zwangsgekoppelt ist, wobei bei einem über den ersten Öffnungswegabschnitt (V) hinaus gehenden Öffnungsweg der Formhälften (1, 2) die Zwangskopplung der Schieber (11, 21) aufgehoben wird.
Werkzeug (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Kulissenführung aufweist, wobei bevorzugt – eine Führungsvorrichtung (22) mit einer gegenüber der Öffnungsrichtung (Ö) geneigten Führungsgasse (221) an einer der Formhälften (1, 2) angeordnet ist, wobei in der Führungsgasse (221) ein Führungskörper, bevorzugt ein Führungssteg oder Führungsstift, geführt ist, der verschiebefest an dem angetrieben Schieber (11, 21) angeordnet ist, – und wobei die Führungsvorrichtung (22) und der Schieber (11, 21) mittels der Schieber-Antriebsvorrichtung (28) in- und entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) relativ zueinander verfahrbar sind.
Werkzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber-Antriebsvorrichtung (28) – mit einer in- und entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) verfahrbaren Rahmenplatte (27) gekoppelt ist, die direkt oder über Kopplungsmittel den Schieber (11, 21) bewegt oder – mit der Führungsvorrichtung (22) gekoppelt ist, wobei die Schieber-Antriebsvorrichtung (28) besonders bevorzugt einen mechanischen, pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb aufweist.
Werkzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die Führungsvorrichtung (22) einen zu dem Schieber (11, 21) ohne eigenen Antrieb der anderen Formhälfte (1, 2) weisenden und gegenüber der Öffnungsrichtung (Ö) geneigten Ebenenabschnitt (222) aufweist und – der Schieber (11) ohne eigenen Antrieb der anderen Formhälfte (1, 2) eine korrespondierende Anlagefläche (112) aufweist, die bevorzugt den gleichen Neigungswinkel wie der geneigte Ebenenabschnitt (222) aufweist, – wobei der Schieber (11) ohne eigenen Antrieb der anderen Formhälfte (1, 2) beim Schließen der Formhälften (1, 2) mit seiner Anlagefläche (112) mit dem geneigten Ebenenabschnitt (222) der Führungsvorrichtung (22) in Kontakt bringbar ist, um eine Bewegung des Schiebers (11) der anderen Formhälfte (1, 2) entgegen der Ausfahrrichtung (S) zu bewirken.
Werkzeug (10) nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (11, 21) ohne eigenen Antrieb für eine Bewegung in und entgegen der Ausfahrrichtung (S) in Führungsleisten geführt ist, wobei bevorzugt in zumindest einer Endlage ein Endanschlag, besonders bevorzugt ein Endanschlag mit einem Rastmittel, vorgesehen ist.
Werkzeug (10) nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass – jeweils zwei Schieber (11, 21) an der fest stehenden und der beweglichen Formhälfte (1, 2) paarig einander gegenüberliegend angeordnet und bevorzugt zum Abformen eines umlaufenden Hinterschnitts (41, 42) ausgebildet sind, wobei weiter bevorzugt – der Aufnahmebereich (25) für die Folie (3), den Einleger und/oder die Baugruppe durch die paarig angeordneten Schieber (11, 21) begrenzt wird und/oder – die paarig angeordneten Schieber (11, 21) einer der Formhälften (1, 2) an ihrer zu dem Formhohlraum (5) weisenden Seite eine Gewinde-Negativkontur aufweisen, die dazu ausgebildet ist, ein Gewinde an dem zu spritzenden Bauteil (4) erzeugen.
Werkzeug (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Werkzeug (10) einen Formkern (12) aufweist, der sich in dem geschlossenen Zustand des Werkzeugs (10) in den Formhohlraum (5) erstreckt und beim Öffnen der Formhälften (1, 2) gezogen wird, wobei der Formkern (12) bevorzugt an der beweglichen Formhälfte (1) angeordnet ist und besonders bevorzugt ein Hohlkern ist, durch den ein Temperiermedium durchleitbar ist und/oder – der Formhohlraum (5) dazu ausgebildet ist, Bauteile mit kreisförmigem Querschnitt, bevorzugt topfförmige oder becherförmige, Bauteile zu formen, wobei bevorzugt – die Längserstreckung des Bauteils parallel zur Öffnungsrichtung (Ö) verläuft.
Herstellverfahren für Spritzgießteile, das unter Verwendung eines Werkzeugs (10) mit den Merkmalen zumindest eines der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt wird, umfassend die Schritte: a) Bei geöffneten Formhälften (1, 2) entgegen der Ausfahrrichtung (S) Verfahren des zumindest einen Schiebers (11, 21) einer der Formhälften (1, 2) von seiner Ausfahrstellung in seine Einfahrstellung unabhängig von dem Schieber (11, 21) der anderen Formhälfte (1, 2), b) Zusammenfahren der Formhälften (1, 2) entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) und entgegen der Ausfahrrichtung (S) Verfahren des zumindest einen Schiebers (11, 21) der anderen Formhälfte (1, 2) von seiner Ausfahrstellung in seine Einfahrstellung, dadurch Bereitstellen des Formhohlraums (5), c) Bereitstellen und Einspritzen eines schmelzflüssigen Ausgangsmaterials in den Formhohlraum (5), d) Verfestigen des Ausgangsmaterials und Erhalten des Bauteils (4), e) vor oder während des Verfahrens der Formhälften (1, 2) in Öffnungsrichtung (Ö) Verfahren des Schiebers (11, 21) der einen Formhälfte (1, 2) in von dem Formhohlraum (5) weg weisender Ausfahrrichtung (S) von seiner Einfahrstellung in seine Ausfahrstellung, dabei zwangsgekoppelt Mitbewegen des Schiebers (11, 21) der anderen Formhälfte, f) Auswerfen des Bauteils (4).
Herstellverfahren nach Anspruch 14, wobei der Schieber (11) der beweglichen Formhälfte (1) in dem Schritt b) entgegen der Öffnungsrichtung (Ö) und im Schritt e) in Öffnungsrichtung (Ö) mit der beweglichen Formhälfte (1) mitgenommen wird.
Herstellverfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei in dem Schritt e) – auf dem ersten Öffnungswegabschnitts (V) der Formhälften (1, 2) in Öffnungsrichtung (Ö) Mitbewegen des Schiebers (11, 21) mit eigenem Antrieb und über das Getriebe wandeln der Bewegung in Öffnungsrichtung (Ö) in eine Bewegung in Ausfahrrichtung (S) und – über die Zwangskopplung der Schieber (11, 21) auf dem ersten Öffnungswegabschnitts (V) in Ausfahrrichtung (S) Mitbewegen des Schiebers (11, 21) ohne eigenen Antrieb und – bei einem über den ersten Öffnungswegabschnitt (V) hinaus gehenden Öffnungsweg Aufheben der Zwangskopplung der Schieber (11, 21), ausgeführt wird.
Herstellverfahren nach Anspruch 14 bis 16, wobei in dem Schritt b) beim Zusammenfahren der Formhälften (1, 2) in Kontakt Bringen des geneigten Ebenenabschnitts (222) der Führungsvorrichtung (22) und der korrespondierenden Anlagefläche (112) des Schiebers (11, 21) ohne eigenen Antrieb, dadurch Erzeugen einer Bewegung des Schiebers (11, 21) ohne eigenen Antrieb entgegen der Ausfahrrichtung (S) und Überführen des Schiebers (11, 21) ohne eigenen Antrieb in die Einfahrstellung, ausgeführt wird.
Herstellverfahren nach Anspruch 14 bis 17, wobei nach oder während Schritt a) der Schritt a') Bereitstellen und Einlegen der Folie (3), des Einlegers (6) und/oder der Baugruppe in den Aufnahmebereich (25) zumindest einer der Formhälften (1, 2), deran den jeweiligen zumindest einen Schieber (11, 21) angrenzt, und durch den jeweiligen zumindest einen Schieber (11, 21) Halten der Folie (3), des Einlegers (6) und/oder der Baugruppe ausgeführt wird und in dem Schritt c) die Folie (3) zumindest teilweise aufgeschmolzen wird und/oder der Einleger (6) und/oder die Baugruppe zumindest teilweise von dem schmelzflüssigen Ausgangsmaterial umschmolzen wird/werden und im Schritt d) zumindest eine Dekorationskomponente der Folie (3) an dem Bauteil (4) anhaftet und/oder der Einleger (6) und/oder die Baugruppe unlösbar mit dem Bauteil (4) verbunden wird/werden.