DE102015115466A1

DE102015115466A1 - Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Kunststoffbauteils, Werkzeugelement und Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils

Info

Publication number: DE102015115466A1
Application number: DE102015115466.8A
Authority: DE
Inventors: Werner Kohlmann
Original assignee: Euwe Eugen Wexler Holding GmbH and Co KG
Current assignee: Euwe Eugen Wexler Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2035-09-15
Also published as: WO2017045793A1; US20180243959A1; DE102015115466B4; EP3349959A1; US11338486B2; CN107949469A; CN107949469B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug (2) zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – wenigstens zwei Werkzeugelemente (1, 1‘, 1‘‘), wobei die wenigstens zwei Werkzeugelemente (1, 1‘, 1‘‘) in einer Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) unter Ausbildung zumindest eines Teilbereichs einer formgebenden Werkzeugkavität (3) des Spritzgießwerkzeugs (2) zumindest abschnittsweise gegeneinander bewegt sind, wobei – die wenigstens zwei Werkzeugelemente (1, 1‘, 1‘‘) jeweils wenigstens eine formgebende Konturierungsstruktur (4, 4‘, 4‘‘) aufweisen, welche die Werkzeugkavität (3) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) zumindest abschnittsweise begrenzt, wobei – an wenigstens einem Werkzeugelement (1, 1‘, 1‘‘) benachbart zu der Konturierungsstruktur (4, 4‘, 4‘‘) wenigstens eine Entlüftungsstruktur (5) zur Entlüftung der Werkzeugkavität (3) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) ausgebildet ist, wobei die Entlüftungsstruktur (5) eine, insbesondere plane, Grundebene (7) und mehrere aus der Grundebene hervorspringende Entlüftungselemente (8) aufweist, wobei zwischen den Entlüftungselementen (8) Entlüftungspfade (9) zur Entlüftung der Werkzeugkavität (3) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs.
Spritzgießwerkzeuge sind zur Herstellung von Kunststoffbauteilen in unterschiedlichen konstruktiven Ausführungen bekannt. Bei der Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen ist eine ausreichende Werkzeugentlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs sicherzustellen, um Lufteinschlüsse zu verhindern, welche sich negativ auf die Bauteilqualität, insbesondere die Oberflächenqualität, eines vermittels des Spritzgießwerkzeugs herzustellenden Kunststoffbauteils auswirken (sog. „Diesel-Effekt“).
Bei der Konstruktion eines Spritzgießwerkzeugs und der damit einhergehenden Konzipierung eines Entlüftungskonzepts für das Spritzgießwerkzeug sind bestimmte Bauteil-, Material- und Prozessparameter, insbesondere die Wandstärke des Bauteils, das Fließverhalten des Materials, der Einspritzdruck des Materials, die Einspritzgeschwindigkeit des Materials, etc. zu beachten.
Die Werkzeugentlüftung ist insbesondere bei Spritzgießwerkzeugen zur Herstellung dünnwandgier Kunststoffbauteile, d. h. z. B. der Herstellung von Innenverkleidungselementen zur Verkleidung von Türfensterrahmen einer Tür eines Kraftfahrzeugs, eine Herausforderung; hierbei muss trotz der im Betrieb der Spritzgießwerkzeuge regelmäßig hohen Einspritzgeschwindigkeiten eine zuverlässige Entlüftung sichergestellt werden.
Es besteht daher ein Bedarf an im Hinblick auf eine zuverlässige Werkzeugentlüftung verbesserten Spritzgießwerkzeugen zur Herstellung von, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteilen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein, insbesondere im Hinblick auf die Entlüftung, verbessertes Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Kunststoffbauteils anzugeben.
Die Aufgabe wird durch ein Spritzgießwerkzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen des Spritzgießwerkzeugs. Die Aufgabe wird ferner durch ein Werkzeugelement gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
Das hierin beschriebene Spritzgießwerkzeug dient im Allgemeinen der Herstellung wenigstens eines Kunststoffbauteils aus wenigstens einem thermoplastischen Kunststoffmaterial. Das Spritzgießwerkzeug wird also im Allgemeinen im Rahmen eines Spritzgießverfahrens zur Herstellung wenigstens eines Kunststoffbauteils eingesetzt bzw. verwendet.
Im Besonderen dient das hierin beschriebene Spritzgießwerkzeug der Herstellung wenigstens eines dünnwandigen Kunststoffbauteils aus wenigstens einem Kunststoffmaterial. Das Spritzgießwerkzeug wird also im Besonderen im Rahmen eines Spritzgießverfahrens zur Herstellung wenigstens eines dünnwandigen Kunststoffbauteils eingesetzt. Unter einem dünnwandigen Kunststoffbauteil ist ein Kunststoffbauteil, dessen Wandstärke zumindest abschnittsweise in einem Bereich zwischen 0,5 und 2,5mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 1 und 1,5mm, liegt, zu verstehen. Ein dünnwandiges Kunststoffbauteil kann vollständig oder abschnittsweise mit einer in einem Bereich zwischen 0,5 und 2,5mm, insbesondere zwischen 1 und 1,5mm, liegenden Wandstärke versehen sein. Mithin kann ein dünnwandiges Kunststoffbauteil abschnittsweise unterschiedliche Wandstärken, d. h. insbesondere abschnittsweise auch Wandstärken größer 2,5mm, aufweisen.
Konkret handelt es sich bei einem entsprechend dünnwandigen Kunststoffbauteil insbesondere um ein Innenverkleidungselement zur Verkleidung eines Fensterrahmens bzw. Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs, d. h. um ein Fensterrahmenverkleidungselement.
Ein Kunststoffmaterial zur Herstellung wenigstens eines dünnwandigen Kunststoffbauteils kann z. B. Polyamid oder Polypropylen sein. Unter einem Kunststoffmaterial ist auch eine Mischung mehrerer chemisch unterschiedlicher Kunststoffmaterialien zu verstehen. Das Kunststoffmaterial kann mit Verstärkungsfasern, d. h. z. B. Glasfasern, gefüllt sein. Der Anteil an Verstärkungsfasern kann je nach Kunststoffmaterial zwischen 5 und 25 Gew.-%, insbesondere bei ca. 15 Gew.-%, liegen.
Das Spritzgießwerkzeug umfasst wenigstens zwei Werkzeugelemente.
In dem Fall, in dem das Spritzgießwerkzeug (nur) zwei Werkzeugelemente umfasst, kann ein erstes Werkzeugelement als eine erste Werkzeugformhälfte ausgebildet sein oder eine solche umfassen und ein zweites Werkzeugelement als eine zweite Werkzeugformhälfte ausgebildet sein oder wenigstens eine solche umfassen. Ein zweites Werkzeugelement kann alternativ auch als ein Formkern oder ein Formschieber ausgebildet sein oder wenigstens einen solchen umfassen.
In dem Fall, in dem das Spritzgießwerkzeug mehr als zwei Werkzeugelemente umfasst, kann ein erstes Werkzeugelement als eine erste Werkzeugformhälfte ausgebildet sein oder eine solche umfassen, ein zweites Werkzeugelement kann als eine zweite Werkzeugformhälfte ausgebildet sein oder eine solche umfassen und ein drittes oder weiteres Werkzeugelement kann als ein Formkern oder ein Formschieber ausgebildet sein oder wenigstens einen solchen umfassen.
Die jedenfalls wenigstens zwei Werkzeugelemente sind in einer Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs unter Ausbildung zumindest eines Teilbereichs einer formgebenden Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs zumindest abschnittsweise gegeneinander bewegt. Die formgebende Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs bildet die geometrische Gestalt des vermittels des Spritzgießwerkzeugs herzustellenden Kunststoffbauteils ab.
Umfasst das Spritzgießwerkzeug (nur) zwei Werkzeugelemente kann ein erstes Werkzeugelement zwischen einer Offenposition und einer Schließposition relativ zu einem zweiten Werkzeugelement bewegbar gelagert sein. In der typischerweise mit der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs korrelierten Schließposition des bewegbar gelagerten ersten Werkzeugelements ist dieses gegen das zweite Werkzeugelement bewegt; die Werkzeugelemente bilden zumindest einen Teilbereich der formgebenden Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs, gegebenenfalls die vollständige formgebende Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs. Selbstverständlich können auch beide Werkzeugelemente entsprechend zwischen einer Offen- und einer Schließposition relativ zueinander bewegbar gelagert sein. Die Werkzeugelemente sind in ihren typischerweise mit der mit der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs korrelierten Schließpositionen gegeneinander bewegt; die Werkzeugelemente bilden zumindest einen Teilbereich der formgebenden Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs, gegebenenfalls die vollständige formgebende Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs.
Analoges gilt für den Fall, in dem das Spritzgießwerkzeug mehr als zwei Werkzeugelemente umfasst. Hier kann wenigstens ein Werkzeugelement zwischen einer Offenposition und einer Schließposition relativ zu wenigstens einem weiteren Werkzeugelement bewegbar gelagert sein. In der typischerweise mit der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs korrelierten Schließposition des bewegbar gelagerten Werkzeugelements ist dieses gegen wenigstens ein weiteres Werkzeugelement bewegt; die Werkzeugelemente bilden zumindest einen Teilbereich der formgebenden Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs, gegebenenfalls die vollständige formgebende Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs. Selbstverständlich können auch mehrere, gegebenenfalls alle, Werkzeugelemente entsprechend zwischen einer Offen- und einer Schließposition relativ zueinander bewegbar gelagert sein. Die Werkzeugelemente sind in ihren typischerweise mit der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs korrelierten Schließpositionen gegeneinander bewegt; die Werkzeugelemente bilden zumindest einen Teilbereich der formgebenden Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs, gegebenenfalls die vollständige formgebende Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs.
Zur Ausbildung bzw. Begrenzung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs weist jedes Werkzeugelement eine formgebende Konturierungsstruktur auf, welche die Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs, insbesondere in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs, zumindest abschnittsweise bildet bzw. begrenzt. Entsprechende Konturierungsstrukturen bilden jeweils einen Teil der geometrischen Gestalt des vermittels des Spritzgießwerkzeugs herzustellenden Kunststoffbauteils ab. Eine Konturierungsstruktur kann z. B. durch eine Ausnehmung innerhalb eines Werkzeugelements gebildet sein. Dies gilt insbesondere für den Fall, in dem es sich bei einem Werkzeugelement um eine Werkzeugformhälfte handelt. Eine Konturierungsstruktur kann auch durch eine Außen- oder Innenkontur bzw. eine Außen- oder Innen(ober)fläche eines Werkzeugelements gebildet sein. Dies gilt insbesondere für den Fall, in dem es sich bei einem Werkzeugelement um einen Formkern oder um einen Formschieber handelt.
Eine entsprechende Konturierungsstruktur kann zumindest abschnittsweise mit einer, z. B. durch Sandstrahlen gebildeten, bestimmten Oberflächenstruktur („Narbung“) versehen sein.
An wenigstens einem Werkzeugelement ist (unmittelbar) benachbart zu der Konturierungsstruktur wenigstens eine Entlüftungsstruktur zur Entlüftung der Werkzeugkavität in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs ausgebildet. Die Konturierungsstruktur und die Entlüftungsstruktur können durch einen kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt, insbesondere eine Schließkante, voneinander getrennt sein. Eine entsprechende Konturierungsstruktur kann sich somit von einer entsprechenden Entlüftungsstruktur durch einen kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt, insbesondere eine Schließkante, eindeutig abgrenzen lassen.
Die Entlüftungsstruktur ist besonders gestaltet und weist eine, typischerweise ebene bzw. plane, Grundebene auf. Die besondere Gestaltung der Entlüftungsstruktur ergibt sich daraus, dass die Entlüftungsstruktur mehrere aus der Grundebene hervorspringende Entlüftungselemente aufweist, wobei zwischen den Entlüftungselementen Entlüftungspfade zur Entlüftung der Werkzeugkavität, insbesondere in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs, gebildet sind. Die von der Grundebene der Entlüftungsstruktur hervorspringenden und somit relativ zu der Grundebene der Entlüftungsstruktur erhabenen Entlüftungselemente können auch als Entlüftungsvorsprünge bezeichnet bzw. erachtet werden.
Die Entlüftungselemente können z. B. um ein Maß in einem Bereich zwischen 0,02 und 0,03, insbesondere um ein Maß von ca. 0,025mm, von der Grundebene der Entlüftungsstruktur hervorspringen. Ein derartiges Maß ist typischerweise ausreichend, um eine zuverlässige Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs sicherzustellen.
Die Entlüftungselemente sind typischerweise benachbart zueinander angeordnet. Der Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbart angeordneten Entlüftungselementen liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 2 und 8mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 4 und 6mm. Ein derartiger Abstand ist typischerweise ausreichend, um eine zuverlässige Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs sicherzustellen. Durch die benachbarte Anordnung der Entlüftungselemente kann sich eine zinnenartige Anordnung entsprechender Entlüftungselemente ergeben.
Die Entlüftungsstruktur kann abschnittsweise oder vollständig umlaufend um eine entsprechende Konturierungsstruktur bzw. um die zu entlüftende Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs ausgebildet sein. Demnach kann eine Entlüftung der Werkzeugkavität abschnittsweise oder vollständig umlaufend um die Werkzeugkavität realisiert sein. In jedem Fall ist durch die Vielzahl an Entlüftungselementen und die sich hieraus ergebende Vielzahl an Entlüftungspfaden eine zuverlässige Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs sichergestellt.
Entsprechende Entlüftungspfade sind typischerweise durch die Grundebene, wenigstens zwei unmittelbar benachbart angeordnete Entlüftungselemente und einen Abschnitt eines in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs gegen das mit einer entsprechenden Entlüftungsstruktur ausgebildete Werkzeugelement bewegten Werkzeugelements begrenzt bzw. gebildet.
Die Entlüftungspfade können mit einer benachbart zu der Entlüftungsstruktur angeordneten oder ausgebildeten, insbesondere nutartigen, Entlüftungskanalstruktur kommunizieren bzw. in eine solche übergehen. Da die einzelnen Entlüftungspfade in die Entlüftungskanalstruktur übergehen, dient die Entlüftungskanalstruktur im Sinne einer Sammelleitung. Über die Entlüftungskanalstruktur kann ein tatsächlicher Austritt eines zu entlüftenden Fluids, typischerweise Luft, aus dem Spritzgießwerkzeug erfolgen. Wenigstens ein Entlüftungskanalstrukturabschnitt kann sich zumindest abschnittsweise entlang der freiliegenden Außenfläche des Werkzeugelements erstrecken. Die Entlüftungskanalstruktur kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, umlaufend um die Entlüftungsstruktur ausgebildet sein und/oder sich winklig, insbesondere lotrecht, zu der Entlüftungsstruktur erstreckend ausgebildet sein.
Die geometrisch-konstruktive Gestaltung der Entlüftungselemente kann, insbesondere im Hinblick auf die durch diese (mit)begrenzten Entlüftungspfade, gleich oder unterschiedlich sein. Demnach können sich einzelne, mehrere oder sämtliche Entlüftungselemente in ihrer geometrisch-konstruktiven Gestaltung gleichen, ähneln oder völlig unterscheiden.
Die Entlüftungselemente sind typischerweise integral mit der Entlüftungsstruktur bzw. einem Werkzeugelement ausgebildet. Die Ausbildung der Entlüftungsstruktur bzw. der Entlüftungselemente kann beispielsweise durch einen Materialabtrag, z. B. durch Ätz-, Erodier- oder Fräsprozesse, von dem Werkzeugelement im Bereich der auszubildenden Entlüftungsstruktur erfolgen. Hierbei wird im Bereich der auszubildenden Grundebene der Entlüftungsstruktur gezielt Material abgetragen. Im Bereich der von der Grundebene hervorspringenden auszubildenden Entlüftungselemente wird kein oder im Vergleich weniger Material abgetragen. Umgekehrt kann die Ausbildung der Entlüftungsstruktur bzw. der Entlüftungselemente durch einen Materialauftrag auf das Werkzeugelement im Bereich der auszubildenden Entlüftungsstruktur erfolgen. Hierbei wird im Bereich der ausgebildeten Grundebene der Entlüftungsstruktur gezielt Material aufgetragen.
Die Entlüftungselemente weisen zweckmäßig jeweils wenigstens einen Schließabschnitt auf. Entsprechende Schließabschnitte sind in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (unmittelbar kontaktierend) in Anlage an wenigstens ein weiteres Werkzeugelement bzw. einen typischerweise zu einem jeweiligen Schließabschnitt korrespondierenden Gegenschließabschnitt eines weiteren Werkzeugelements bringbar respektive liegen in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (unmittelbar kontaktierend) an wenigstens einem weiteren Werkzeugelement bzw. einer typischerweise zu einem jeweiligen Schließabschnitt korrespondierenden Gegenschließabschnitt eines weiteren Werkzeugelements an. Die Schließabschnitte sind zur Aufnahme von in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs wirkenden Schließkräften ausgebildet. Die Schließabschnitte erstrecken sich typischerweise zumindest abschnittsweise parallel zu der Grundebene der Entlüftungsstruktur und bilden in der Offenstellung des Spritzgießwerkzeugs typischerweise einen Teil der freiliegenden Oberfläche der Entlüftungsstruktur.
Die Entlüftungselemente weisen zweckmäßig jeweils wenigstens einen Strömungsabschnitt auf, welcher in Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs von einem aus der Werkzeugkavität zu entlüftenden Fluid umströmbar oder umströmt ist. Ein Strömungsabschnitt bildet typischerweise die Außenkontur bzw. Grundform eines jeweiligen Entlüftungselements ab. Die Strömungsabschnitte liegen in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs frei, d. h., dass ein entsprechender Strömungsabschnitt in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs nicht in Anlage an wenigstens ein weiteres Werkzeugelement bringbar ist respektive in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs nicht an wenigstens einem weiteren Werkzeugelement anliegt. Die Strömungsabschnitte weisen zweckmäßig eine strömungstechnisch im Hinblick auf die Entlüftung des Spritzgießwerkzeugs optimierte geometrische Gestaltung auf. Maßgeblich ist dabei insbesondere die geometrische Gestaltung der zu entlüftenden Werkzeugkavität.
Ein entsprechendes Entlüftungselement kann zumindest abschnittsweise eine (konvex oder konkav) gebogene, gekrümmte oder gewölbte Grundform aufweisen, wobei ein entsprechender Strömungsabschnitt – der Grundform des Entlüftungselements folgend – zumindest abschnittsweise (konvex oder konkav) gebogen, gekrümmt oder gewölbt verlaufend ausgebildet sein kann. Eine entsprechende geometrische Gestaltung eines Entlüftungselements bzw. eines Strömungsabschnitts kann ein Ausströmen eines zu entlüftenden Fluids aus der Werkzeugkavität positiv beeinflussen und ist typischerweise im Hinblick auf die Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs optimiert. Durch eine entsprechende geometrische Gestaltung eines Entlüftungselements bzw. eines Strömungsabschnitts können gewünschte Strömungseigenschaften des zu entlüftenden Fluids eingestellt bzw. unerwünschte Verwirbelungen des zu entlüftenden Fluids unterbunden werden.
Ein entsprechender Strömungsabschnitt kann durch wenigstens zwei aneinander angrenzende Strömungsabschnittteile gebildet sein, wobei die wenigstens zwei aneinander angrenzenden Strömungsabschnittteile bzw. allgemein wenigstens zwei aneinander angrenzende Strömungsabschnittteile zumindest abschnittsweise gleich oder verschieden (konvex oder konkav) gebogen, gekrümmt oder gewölbt verlaufend ausgebildet sein können. Eine entsprechende geometrische Gestaltung eines Entlüftungselements bzw. eines Strömungsabschnitts kann ein Ausströmen eines zu entlüftenden Fluids aus der Werkzeugkavität erleichtern und ist typischerweise im Hinblick auf die Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs optimiert. Durch eine entsprechende geometrische Gestaltung eines Entlüftungselements bzw. eines Strömungsabschnitts können gewünschte Strömungseigenschaften des zu entlüftenden Fluids eingestellt bzw. unerwünschte Verwirbelungen des zu entlüftenden Fluids unterbunden werden.
Ein entsprechendes Entlüftungselement kann zumindest abschnittsweise auch eine mehreckige, insbesondere dreieckige, Grundform aufweisen, wobei der wenigstens eine Strömungsabschnitt durch aneinander angrenzende Strömungsabschnittteile gebildet ist, wobei die Strömungsabschnittteile winklig zueinander verlaufend ausgebildet sind. Eine entsprechende geometrische Gestaltung eines Entlüftungselements bzw. eines Strömungsabschnitts kann ebenso ein Ausströmen eines zu entlüftenden Fluids aus der Werkzeugkavität erleichtern und ist typischerweise im Hinblick auf die Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs optimiert. Durch eine entsprechende geometrische Gestaltung eines Entlüftungselements bzw. eines Strömungsabschnitts können gewünschte Strömungseigenschaften des zu entlüftenden Fluids eingestellt bzw. unerwünschte Verwirbelungen des zu entlüftenden Fluids unterbunden werden.
Selbstverständlich sind Mischformen der vorstehend genannten geometrischen Gestaltungen der Entlüftungselemente bzw. entsprechender Strömungsabschnitte denkbar.
Allgemein gilt, dass ein entsprechendes Entlüftungselement durch geometrisch zumindest abschnittsweise gleich oder unterschiedlich ausgebildete Strömungsabschnittteile zumindest abschnittsweise symmetrisch oder zumindest abschnittsweise asymmetrisch bezüglich einer Zentralachse des Entlüftungselements ausgebildet sein kann. Durch eine zumindest abschnittsweise symmetrische oder zumindest abschnittsweise asymmetrische Ausbildung des Entlüftungselements kann ein Ausströmen eines zu entlüftenden Fluids aus der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs ebenso erleichtert werden. Insbesondere können durch eine zumindest abschnittsweise symmetrische oder zumindest abschnittsweise asymmetrische Ausbildung des Entlüftungselements gewünschte Strömungseigenschaften des zu entlüftenden Fluids eingestellt bzw. unerwünschte Verwirbelungen des zu entlüftenden Fluids unterbunden werden.
Wie erwähnt, können die Konturierungsstruktur und die Entlüftungsstruktur durch einen kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt, insbesondere eine Schließkante, voneinander getrennt sein. In diesem Fall kann das der Konturierungsstruktur zugewandte freie Ende eines Entlüftungselements an den kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt diesen kontaktierend angrenzend oder von dem kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt beabstandet ausgebildet sein. Die Beabstandung eines Entlüftungselements von dem kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt kann z. B. in einem Bereich zwischen 1 und 2mm liegen. Auch über eine Beabstandung eines Entlüftungselements von dem kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt können gewünschte Strömungseigenschaften des zu entlüftenden Fluids eingestellt bzw. unerwünschte Verwirbelungen des zu entlüftenden Fluids unterbunden werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Werkzeugelement für ein Spritzgießwerkzeug, insbesondere für ein wie vorstehend beschriebenes Spritzgießwerkzeug. Das Werkzeugelement weist eine formgebende Konturierungsstruktur auf, welche eine Werkzeugkavität eines Spritzgießwerkzeugs in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs zumindest abschnittsweise begrenzt, wobei benachbart zu der Konturierungsstruktur wenigstens eine Entlüftungsstruktur zur Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs ausgebildet ist. Das Werkzeugelement zeichnet sich dadurch aus, dass die Entlüftungsstruktur mehrere aus einer, insbesondere ebenen bzw. planen, Grundebene der Entlüftungsstruktur hervorspringende Entlüftungselemente aufweist, wobei zwischen den Entlüftungselementen Entlüftungspfade zur Entlüftung der Werkzeugkavität des Spritzgießwerkzeugs in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs gebildet sind. Bei dem Werkzeugelement kann es sich z. B. um eine Werkzeugformhälfte oder um einen Formkern oder um einen Formschieber für ein Spritzgießwerkzeug handeln. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Spritzgießwerkzeug gelten analog für das Werkzeugelement.
Die Erfindung betrifft überdies ein Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, bevorzugt eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im Rahmen des Verfahrens wenigstens ein wie vorstehend beschriebenes Spritzgießwerkzeug bzw. wenigstens ein wie vorstehend beschriebenes Werkzeugelement verwendet wird. Mit anderen Worten betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines wie vorstehend beschriebenen Spritzgießwerkzeugs bzw. die Verwendung wenigstens eines wie vorstehend beschriebenen Werkzeugelements im Rahmen eines Spritzgießverfahrens zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, bevorzugt eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Spritzgießwerkzeug gelten analog für das Verfahren bzw. die Verwendung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei zeigt:
1, 2 jeweils eine Prinzipdarstellung eines Werkzeugelements für ein Spritzgießwerkzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3–8 jeweils eine Schnittansicht durch ein Spritzgießwerkzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
9–14 jeweils eine Prinzipdarstellung eines Entlüftungselements einer Entlüftungsstruktur eines Werkzeugelements für ein Spritzgießwerkzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Ausschnitts eines Werkzeugelements 1 für ein Spritzgießwerkzeug 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht. 2 zeigt eine Vergrößerung der in 1 gezeigten Einzelheit II.
Ein entsprechendes Spritzgießwerkzeug 2 ist in den 3–8 jeweils ausschnittsweise in einer quergeschnittenen Ansicht gezeigt. Das Spritzgießwerkzeug 2 dient der Herstellung eines dünnwandigen Kunststoffbauteils aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial. Das Spritzgießwerkzeug 2 wird also im Rahmen eines Spritzgießverfahrens zur Herstellung eines dünnwandigen Kunststoffbauteils aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, d. h. z. B. Polyamid oder Polypropylen, eingesetzt. Das Kunststoffmaterial kann mit Verstärkungsfasern, d. h. z. B. Glasfasern, gefüllt sein. Der Anteil an Verstärkungsfasern kann bei ca. 15 Gew.-% liegen.
Unter einem dünnwandigen Kunststoffbauteil ist ein Kunststoffbauteil, dessen Wandstärke zumindest abschnittsweise in einem Bereich zwischen 0,5 und 2,5mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 1 und 1,5mm, liegt, zu verstehen. Ein dünnwandiges Kunststoffbauteil kann vollständig oder abschnittsweise mit einer in einem Bereich zwischen 0,5 und 2,5mm, insbesondere zwischen 1 und 1,5mm, liegenden Wandstärke versehen sein. Mithin kann ein dünnwandiges Kunststoffbauteil abschnittsweise unterschiedliche Wandstärken, d. h. insbesondere abschnittsweise auch Wandstärken größer 2,5mm, aufweisen.
Konkret handelt es sich bei einem dünnwandigen Kunststoffbauteil um ein Innenverkleidungselement zur Verkleidung eines Fensterrahmens bzw. Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs, d. h. um ein Fensterrahmenverkleidungselement.
Das Spritzgießwerkzeug 2 umfasst wenigstens zwei Werkzeugelemente 1, 1‘, 1‘‘. Bei dem in 1 gezeigten Werkzeugelement 1 handelt es sich um eine (erste) Werkzeugformhälfte des Spritzgießwerkzeugs 2. Im Weiteren werden nur die für das hierin beschriebene technische Prinzip relevanten Merkmale des Werkzeugelements 1 erläutert.
Zur Ausbildung bzw. Begrenzung einer Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 weist das Werkzeugelement 1 eine formgebende Konturierungsstruktur 4 auf. Die Konturierungsstruktur 4 begrenzt die Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2, insbesondere in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2, abschnittsweise und bildet einen Teil der geometrischen Gestalt des vermittels des Spritzgießwerkzeugs 2 herzustellenden Kunststoffbauteils ab. Die Konturierungsstruktur 4 ist durch eine Ausnehmung innerhalb eines Werkzeugelements 1 gebildet. Die Konturierungsstruktur 4 kann zumindest abschnittsweise mit einer, z. B. durch Sandstrahlen gebildeten, bestimmten Oberflächenstruktur („Narbung“) versehen sein.
Unmittelbar benachbart zu der Konturierungsstruktur 4 ist eine Entlüftungsstruktur 5 zur Entlüftung der Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 in der Schließstellung ausgebildet. Die Konturierungsstruktur 4 und die Entlüftungsstruktur 5 sind durch einen kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt 6, insbesondere eine Schließkante, voneinander getrennt. Die Konturierungsstruktur 4 lässt sich somit von der Entlüftungsstruktur 5 durch den kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt 6 eindeutig abgrenzen.
Die Entlüftungsstruktur 5 weist eine ebene bzw. plane Grundebene 7 auf. Wie insbesondere anhand von 2 ersichtlich ist, weist die Entlüftungsstruktur 5 mehrere aus der Grundebene 7 hervorspringende Entlüftungselemente 8 auf. Zwischen den Entlüftungselementen 8 sind durch die Pfeile angedeutete Entlüftungspfade 9 zur Entlüftung der Werkzeugkavität 3 in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 gebildet. Die Entlüftungspfade 8 sind jeweils durch die Grundebene 7, wenigstens zwei unmittelbar benachbart angeordnete Entlüftungselemente 8 und einen Abschnitt eines in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 gegen das mit der Entlüftungsstruktur 5 ausgebildete Werkzeugelement 1 bewegten Werkzeugelements 1‘, 1‘‘ gebildet.
Die Entlüftungselemente 8 springen um ein Maß in einem Bereich zwischen 0,02 und 0,03, insbesondere um ein Maß von ca. 0,025mm, von der Grundebene 7 der Entlüftungsstruktur 5 hervor. Ein derartiges Maß ist ausreichend, um eine zuverlässige Entlüftung der Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 sicherzustellen.
Die Entlüftungselemente 8 sind benachbart angeordnet. Der Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbart angeordneten Entlüftungselementen 8 liegt in einem Bereich zwischen 2 und 8mm, insbesondere bei ca. 5mm. Durch die benachbarte Anordnung der Entlüftungselemente 8 ergibt sich eine zinnenartige Anordnung entsprechender Entlüftungselemente 8.
Die der Konturierungsstruktur 4 zugewandten freien Ende der Entlüftungselemente 8 sind von dem kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt 6 beabstandet ausgebildet sein. Die Beabstandung der Entlüftungselemente 8 von dem kantenartigen bzw. -förmigen Werkzeugelementabschnitt 6 liegt in einem Bereich zwischen 1 und 2mm.
Die Entlüftungsstruktur 5 ist vollständig umlaufend um die Konturierungsstruktur 4 bzw. um die zu entlüftende Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 ausgebildet. Demnach ist eine Entlüftung der Werkzeugkavität 3 vollständig umlaufend um die Werkzeugkavität 3 realisiert. Prinzipiell wäre es auch denkbar, dass die Entlüftungsstruktur 5 nur abschnittsweise umlaufend um die Konturierungsstruktur 4 bzw. um die zu entlüftende Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 ausgebildet ist. In jedem Fall ist durch die Vielzahl an Entlüftungselementen 8 und die sich hieraus ergebende Vielzahl an Entlüftungspfaden 9 eine zuverlässige Entlüftung der Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 sichergestellt.
Die Entlüftungspfade 9 kommunizieren mit einer benachbart zu der Entlüftungsstruktur 5 ausgebildeten nutartigen Entlüftungskanalstruktur 10 bzw. gehen in diese über. Über die im Sinne einer Sammelleitung dienende Entlüftungskanalstruktur 10 erfolgt ein tatsächlicher Austritt des zu entlüftenden Fluids, typischerweise Luft, aus dem Spritzgießwerkzeug 2. Die Entlüftungskanalstruktur 10 ist mit einem ersten Entlüftungskanalstrukturabschnitt 10a vollständig umlaufend um die Entlüftungsstruktur 5 ausgebildet. Ein mit dem ersten Entlüftungskanalstrukturabschnitt 10a kommunizierender zweiter Entlüftungskanalstrukturabschnitt 10b erstreckt sich winklig, d. h. lotrecht, zu dem ersten Entlüftungskanalstrukturabschnitt 10a und der Entlüftungsstruktur 5. Der zweite Entlüftungskanalstrukturabschnitt 10b erstreckt sich entlang der freiliegenden Außenfläche des Werkzeugelements 1.
Die Entlüftungselemente 8 weisen jeweils einen Schließabschnitt 8a auf. Die Schließabschnitte 8a sind in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 unmittelbar kontaktierend in Anlage an ein weiteres Werkzeugelement 1‘, 1‘‘ bzw. einen zu einem jeweiligen Schließabschnitt 8a korrespondierenden Gegenschließabschnitt eines weiteren Werkzeugelements 1‘, 1‘‘ bringbar respektive liegen in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 unmittelbar kontaktierend an einem weiteren Werkzeugelement 1‘, 1‘‘ bzw. einer zu einem jeweiligen Schließabschnitt 8a korrespondierenden Gegenschließabschnitt eines weiteren Werkzeugelements 1‘, 1‘‘ an (vgl. 5). Die Schließabschnitte 8a sind zur Aufnahme von in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 wirkenden Schließkräften ausgebildet. Die Schließabschnitte 8a erstrecken sich zumindest abschnittsweise parallel zu der Grundebene 7 der Entlüftungsstruktur 5 und bilden in der Offenstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 einen Teil der freiliegenden Oberfläche der Entlüftungsstruktur 5 (vgl. 2).
Die Entlüftungselemente 8 weisen zudem jeweils wenigstens einen Strömungsabschnitt 8b auf. Die Strömungsabschnitte 8b sind in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 von dem aus der Werkzeugkavität 3 zu entlüftenden Fluid umströmbar oder umströmt. Die Strömungsabschnitte 8b bilden jeweils die Außenkontur bzw. Grundform eines Entlüftungselements 8 ab. Die Strömungsabschnitte 8a liegen in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 frei, d. h., die Strömungsabschnitte 8b sind in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 nicht in Anlage an ein weiteres Werkzeugelement 1‘, 1‘‘ bringbar respektive liegen in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 nicht an einem weiteren Werkzeugelement 1‘, 1‘‘ an.
Die Strömungsabschnitte 8b weisen in dem den 1, 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine strömungstechnisch im Hinblick auf die Entlüftung des Spritzgießwerkzeugs 2 optimierte geometrische, rundlich gebogene Gestaltung auf.
Die 3–8 zeigen jeweils Schnittansichten durch einen Ausschnitt eines Spritzgießwerkzeugs 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die in den 3–5 gezeigten Schnittansichten verlaufen im Bereich der Entlüftungsstruktur 5 des Werkzeugelements 1 durch ein Entlüftungselement 8. 4 zeigt hierbei eine Vergrößerung der in 3 gezeigten Einzelheit IV und 5 eine Vergrößerung der in 4 gezeigten Einzelheit V. Die in den 6–8 gezeigten Schnittansichten verlaufen im Bereich der Entlüftungsstruktur 5 des Werkzeugelements 1 durch einen Entlüftungspfad 9 und nicht durch ein Entlüftungselement 8; 7 zeigt hierbei eine Vergrößerung der in 6 gezeigten Einzelheit VII und 8 eine Vergrößerung der in 7 gezeigten Einzelheit VIII.
Das in den 3–8 gezeigte Spritzgießwerkzeug 2 umfasst drei Werkzeugelemente 1, 1‘, 1‘‘; d. h. ein erstes, zweites und drittes Werkzeugelement 1, 1‘, 1‘‘. Bei dem ersten Werkzeugelement 1 handelt es sich um eine Werkzeugformhälfte gemäß dem in den 1, 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem zweiten Werkzeugelement 1‘ handelt es sich um eine weitere Werkzeugformhälfte und bei dem dritten Werkzeugelement 1‘‘ um einen Formkern.
Zur Ausbildung bzw. Begrenzung der Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 weist jedes Werkzeugelement 1, 1‘, 1‘‘ eine formgebende Konturierungsstruktur 4, 4‘, 4‘‘ auf. Die Konturierungsstrukturen 4, 4‘, 4‘‘ begrenzen die Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2, insbesondere in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2, und bilden jeweils einen Teil der geometrischen Gestalt des vermittels des Spritzgießwerkzeugs 2 herzustellenden Kunststoffbauteils ab.
Die Werkzeugelemente 1, 1‘, 1‘‘ sind zwischen einer Offenposition und einer Schließposition relativ zueinander bewegbar gelagert. In der typischerweise mit der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs 2 korrelierten Schließposition der Werkzeugelemente 1, 1‘, 1‘‘ sind diese gegeneinander bewegt und bilden die vollständige Werkzeugkavität 3 des Spritzgießwerkzeugs 2 (vgl. 3, 6).
Die Konturierungsstruktur 4 des ersten Werkzeugelements 1 ist durch eine Ausnehmung innerhalb des ersten Werkzeugelements 1 gebildet. Auch die Konturierungsstruktur 4‘ des zweiten Werkzeugelements 1‘ ist durch eine Ausnehmung in dem zweiten Werkzeugelement 1‘ gebildet. Die Konturierungsstruktur 4‘‘ des dritten Werkzeugelements 1‘‘ ist durch einen Teil der Außenkontur bzw. Außen(ober)fläche des dritten Werkzeugelements 1‘‘ gebildet.
Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass die in dem dritten Werkzeugelement 1‘‘ ausgebildete Bohrung einen Teil einer Temperierkanalstruktur 11 zur Temperierung des dritten Werkzeugelements 1‘‘ bzw. zur Temperierung des Spritzgießwerkzeugs 2 bildet. Entsprechende Temperierkanalstrukturen 11 können selbstverständlich auch in den anderen Werkzeugelementen 1, 1‘ ausgebildet sein.
Mit dem in den 1, 2 gezeigten Werkzeugelement 1 bzw. mit dem in den 3–8 gezeigten Spritzgießwerkzeug 2 lässt sich ein Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, bevorzugt eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs, implementieren. Mit anderen Worten lässt sich das in den in den 1, 2 gezeigte Werkzeugelement 1 bzw. das in den 3–8 gezeigte Spritzgießwerkzeug 2 im Rahmen eines Spritzgießverfahrens zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, bevorzugt eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs, verwenden.
Die 9–14 zeigen jeweils Prinzipdarstellungen eines Entlüftungselements 8 einer Entlüftungsstruktur 5 eines Werkzeugelements 1, 1‘, 1‘‘ für ein Spritzgießwerkzeug 2 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. Anhand der in den 9–14 gezeigten Ausführungsbeispiele lässt sich die grundsätzlich frei wählbare geometrische Ausbildung der Entlüftungselemente 8 veranschaulichen.
Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Strömungsabschnitt 8b des Entlüftungselements 8 einen geradlinig und einen rundlich nach außen gebogen verlaufenden Strömungsabschnittteil, sodass sich insgesamt eine U-förmige Grundform des Entlüftungselements 8 ergibt.
Bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Strömungsabschnitt 8b des Entlüftungselements 8 einen geradlinig und einen rundlich nach innen gebogen verlaufenden Strömungsabschnittteil, sodass sich insgesamt eine zirkuszeltartige Grundform des Entlüftungselements 8 ergibt.
Bei dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Strömungsabschnitt 8b des Entlüftungselements 8 einen geradlinig und zwei unterschiedlich gebogen verlaufende Strömungsabschnittteile, sodass sich insgesamt eine sägezahnartige Grundform des Entlüftungselements 8 ergibt.
Bei dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Strömungsabschnitt 8b des Entlüftungselements 8 zwei geradlinig unter einem bestimmten Winkel aufeinander zu laufende Strömungsabschnittteile, sodass sich insgesamt eine dreieckförmige Grundform des Entlüftungselements 8 ergibt.
Bei dem in 13 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Strömungsabschnitt 8b des Entlüftungselements 8 einen geradlinig verlaufenden Strömungsabschnittteil und zwei geradlinig unter einem bestimmten Winkel aufeinander zu laufende Strömungsabschnittteile, sodass sich insgesamt eine haus(dach)förmige Grundform des Entlüftungselements 8 ergibt.
Bei dem in 14 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Strömungsabschnitt 8b des Entlüftungselements 8 mehrere stufenartig verlaufende Strömungsabschnittteile, sodass sich insgesamt eine treppenförmige Grundform des Entlüftungselements 8 ergibt.
Allgemein gilt, dass ein Entlüftungselement 8 durch geometrisch zumindest abschnittsweise gleich oder unterschiedlich ausgebildete Strömungsabschnittteile zumindest abschnittsweise symmetrisch oder zumindest abschnittsweise asymmetrisch bezüglich einer Zentralachse des Entlüftungselements 8 ausgebildet sein kann.
Unabhängig von ihrer konkreten geometrisch-konstruktiven Ausgestaltung sind die Entlüftungselemente 8 typischerweise integral mit der Entlüftungsstruktur 5 bzw. einem Werkzeugelement 1, 1‘, 1‘‘ ausgebildet. Die Ausbildung der Entlüftungsstruktur 5 bzw. der Entlüftungselemente 8 kann beispielsweise durch einen Materialabtrag, z. B. durch Ätz-, Erodier- oder Fräsprozesse, von einem Werkzeugelement 1, 1‘, 1‘‘ im Bereich der auszubildenden Entlüftungsstruktur 5 erfolgen. Hierbei wird im Bereich der auszubildenden Grundebene 7 der Entlüftungsstruktur 5 gezielt Material abgetragen. Im Bereich der von der Grundebene 7 hervorspringenden auszubildenden Entlüftungselemente 8 wird kein oder im Vergleich weniger Material abgetragen. Umgekehrt kann die Ausbildung der Entlüftungsstruktur 5 bzw. der Entlüftungselemente 8 durch einen Materialauftrag auf das Werkzeugelement 1, 1‘, 1‘‘ im Bereich der auszubildenden Entlüftungsstruktur 5 erfolgen. Hierbei wird im Bereich der ausgebildeten Grundebene 7 der Entlüftungsstruktur 5 gezielt Material aufgetragen.
Bezugszeichenliste

1, 1‘, 1‘‘: Werkzeugelement
2: Spritzgießwerkzeug
3: Werkzeugkavität
4, 4‘, 4‘‘: Konturierungsstruktur
5: Entlüftungsstruktur
6: Werkzeugelementabschnitt
7: Grundebene
8: Entlüftungselement
8a: Schließabschnitt
8b: Strömungsabschnitt
9: Entlüftungspfad
10: Entlüftungskanalstruktur
10a: Entlüftungskanalstrukturabschnitt
10b: Entlüftungskanalstrukturabschnitt
11: Temperierkanalstruktur

Claims

Spritzgießwerkzeug (2) zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – wenigstens zwei Werkzeugelemente (1, 1‘, 1‘‘), wobei die wenigstens zwei Werkzeugelemente (1, 1‘, 1‘‘) in einer Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) unter Ausbildung zumindest eines Teilbereichs einer formgebenden Werkzeugkavität (3) des Spritzgießwerkzeugs (2) zumindest abschnittsweise gegeneinander bewegt sind, wobei – die wenigstens zwei Werkzeugelemente (1, 1‘, 1‘‘) jeweils wenigstens eine formgebende Konturierungsstruktur (4, 4‘, 4‘‘) aufweisen, welche die Werkzeugkavität (3) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) zumindest abschnittsweise begrenzt, wobei – an wenigstens einem Werkzeugelement (1, 1‘, 1‘‘) benachbart zu der Konturierungsstruktur (4, 4‘, 4‘‘) wenigstens eine Entlüftungsstruktur (5) zur Entlüftung der Werkzeugkavität (3) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsstruktur (5) eine, insbesondere plane, Grundebene (7) und mehrere aus der Grundebene hervorspringende Entlüftungselemente (8) aufweist, wobei zwischen den Entlüftungselementen (8) Entlüftungspfade (9) zur Entlüftung der Werkzeugkavität (3) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) gebildet sind.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungselemente (8) jeweils wenigstens einen Schließabschnitt (8a) aufweisen, welcher in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) in Anlage an wenigstens ein weiteres Werkzeugelement (1, 1‘, 1‘‘) bringbar ist bzw. in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) an wenigstens einem weiteren Werkzeugelement (1, 1‘, 1‘‘) anliegt.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungselemente (8) jeweils wenigstens einen Strömungsabschnitt (8b) aufweisen, welcher in Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) von einem aus der Werkzeugkavität (3) zu entlüftenden Fluid umströmbar oder umströmt ist.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Entlüftungselement (8) zumindest abschnittsweise eine gebogene Grundform aufweist, wobei der wenigstens eine Strömungsabschnitt (8b) zumindest abschnittsweise gebogen verlaufend ausgebildet ist.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strömungsabschnitt (8b) durch wenigstens zwei aneinander angrenzende Strömungsabschnittteile gebildet ist, wobei wenigstens zwei Strömungsabschnittteile zumindest abschnittsweise gleich oder verschieden gebogen verlaufend ausgebildet sind.
Spritzgießwerkzeug nach einem der Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Entlüftungselement (8) zumindest abschnittsweise eine mehreckige, insbesondere dreieckige, Grundform aufweist, wobei der wenigstens eine Strömungsabschnitt (8b) durch aneinander angrenzende Strömungsabschnittteile gebildet ist, wobei die Strömungsabschnittteile winklig zueinander verlaufend ausgebildet sind.
Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungspfade (9) mit einer benachbart zu der Entlüftungsstruktur (5) angeordneten oder ausgebildeten, insbesondere nutartigen, Entlüftungskanalstruktur (10) kommunizieren.
Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturierungsstruktur (4, 4‘, 4‘‘) und die Entlüftungsstruktur (5) durch einen kantenförmigen Werkzeugelementabschnitt (6), insbesondere eine Schließkante, voneinander getrennt sind.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende wenigstens eines Entlüftungselements (8) an den kantenförmigen Werkzeugelementabschnitt (6) diesen kontaktierend angrenzt oder von dem kantenförmigen Werkzeugelementabschnitt (6) beabstandet ist.
Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungselemente (8) um ein Maß in einem Bereich zwischen 0,02 und 0,03 mm von der Grundebene (7) der Entlüftungsstruktur (5) hervorspringen.
Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Werkzeugelement (1) als eine erste Werkzeugformhälfte ausgebildet ist oder eine solche umfasst und ein zweites Werkzeugelement (1‘, 1‘‘) als eine zweite Werkzeugformhälfte ausgebildet ist oder wenigstens eine solche umfasst oder als ein Formschieber oder Formkern ausgebildet ist oder wenigstens einen solchen umfasst.
Werkzeugelement (1, 1‘, 1‘‘) für ein Spritzgießwerkzeug (2), insbesondere für ein Spritzgießwerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine formgebende Konturierungsstruktur (4, 4‘, 4‘‘), welche eine Werkzeugkavität (3) eines Spritzgießwerkzeugs (2) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) zumindest abschnittsweise begrenzt, wobei benachbart zu der Konturierungsstruktur (4, 4‘, 4‘‘) wenigstens eine Entlüftungsstruktur (5) zur Entlüftung der Werkzeugkavität (3) des Spritzgießwerkzeugs (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsstruktur (5) mehrere aus einer, insbesondere planen, Grundebene (7) der Entlüftungsstruktur (5) hervorspringende Entlüftungselemente (8) aufweist, wobei zwischen den Entlüftungselementen (8) Entlüftungspfade (9) zur Entlüftung der Werkzeugkavität (3) des Spritzgießwerkzeugs (2) in der Schließstellung des Spritzgießwerkzeugs (2) gebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere dünnwandigen, Kunststoffbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungselements zur Verkleidung eines Türfensterrahmens einer Tür eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Spritzgießwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder wenigstens ein Werkzeugelement (1, 1‘, 1‘‘) nach Anspruch 12 verwendet wird.