DE102017006722A1

DE102017006722A1 - Einteiliger Einsatz mit integriertem, selbstabtrennenden Angusssystem und Temperierkanal zur Verarbeitung thermoplastischer Formmassen mit Spritzgießverfahren

Info

Publication number: DE102017006722A1
Application number: DE102017006722.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-01-17

Abstract

Einteiliger Einsatz mit einem integrierten, selbstabtrennenden Angusssystem zur Verwendung in Spritzgießwerkzeugen für die Verarbeitung thermoplastischer Formmassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz mindestens einen Kanal (1) aufweist, der zur Temperierung des Einsatzes mit einem Fluid verwendet wird.

Description

Hauptanspruch: Die Erfindung betrifft einen einteiligen Einsatz mit einem integrierten, selbstabtrennenden Angusssystem zur Verwendung in Spritzgießwerkzeugen für die Verarbeitung thermoplastischer Formmassen. Der Einsatz weist mindestens einen integrierten Kanal auf, der zur Temperierung des Einsatzes mit einem Fluid verwendet wird.
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kunststoffverarbeitung, insbesondere die Technologie des Spritzgießens von thermoplastischen Formmassen. Ganz besonders betrifft sie die Spritzgießwerkzeuge. Diese Spritzgießwerkzeuge werden nach dem Stand der Technik aus Werkzeug-Normalien aufgebaut, die von verschiedenen Herstellern angeboten werden. Die Erfindung selbst betrifft ausschließlich Normalien für das Angusssystem, insbesondere für den Anschnitt des Angusssystems.
Aus der einschlägigen Fachliteratur wie z.B. Menges, Michaeli, Mohren „Anleitung zum Bau von Spritzgießwerkzeugen“ ISBN 3-446-21253-2 sind dem Fachmann selbstabtrennende Angusssysteme bekannt. Bei den Zweiplattenwerkzeugen handelt es sich in der Regel um Tunnelangüsse verschiedenster Ausführungs-Varianten mit verschiedenen Anschnittarten wie z.B. Kegelstumpf-, Spitzkegel- oder Bogentunnel, sowie mit und ohne Stauboden.
Bei den Dreiplattenwerkzeugen wird der Abreißpunktanguss mit Angusskegel als selbstabtrennendes Angusssystem eingesetzt, der auch für Mehrfachanspritzungen geeignet ist.
Eine Sonderform eines selbstabtrennenden Angusssystems bei den Zweiplattenwerkzeugen mit nur einer Kavität ist der Abreißpunktanguss mit Angusskegel, der zur Maschinendüse hin ausgeworfen wird. Solche Systeme sind als Pneumatik-Düsen im Handel (z.B. HASCO Z515...) erhältlich und in den Schriften DE3237505C2 , DE10013871A1 und DE102009023212A1 offenbart.
Gemein ist allen selbstabtrennenden Angusssystemen, dass sich der Angusskanal zum Anschnitt hin verjüngt und am Übergang zum Formteil eine scharfkantige Engstelle entsteht. Diese Engstelle ist zugleich eine Sollbruchstelle, die dazu genutzt wird, dass beim Entformen Zugspannungen unter Kerbwirkung genau dort zum Bruch der erstarrten Formmasse führen. An dieser Bruchstelle wird das Formteil vom Anguss getrennt.
Seit Ende der 1990er Jahre sind vorgefertigte Einsätze mit integriertem Angusstunnel als sogenannte Angusseinsätze bekannt. Diese werden bevorzugt in Zweiplattenwerkzeugen eingesetzt. Vorgefertigte Angusseinsätze sind in den Schriften DE000019851320C2 , DE000029825264U1 , DE000010253080C1 , DE102004057677B4 und DE102005024141A1 offenbart. Sie sind entweder einbaufertig oder besitzen Nachbearbeitungsbereiche um Anpassungsarbeiten vornehmen zu können, um den Angusseinsatz den individuellen Erfordernissen des Verwendungszweckes anzupassen. Als Herstellungsverfahren für Angusseinsätze wird der Pulverspritzguss empfohlen.
Diese Angusseinsätze können nicht aktiv temperiert werden. Eine Wärmeableitung erfolgt über benachbarte Werkzeugelemente, die temperiert sind. Der Hersteller i-mold empfiehlt deshalb bei der Verarbeitung von temperatur- und scherungsempfindlichen Materialien, sowie von Materialien, die zu Fadenzug neigen, Wärmeleitpaste in die seitlichen Aussparungen der Angusseinsätze einzubringen. Das verhindere bei kurzen Zykluszeiten die lokale Erwärmung im Angusseinsatz. Es verbessere die Wärmeabfuhr, so dass der Siegelpunkt früher erreicht werden könne. Es verbessere auch den Abriss. Es entstünde kein Fadenzug. Bei gewissen Anwendungsfällen könne durch das etwas höhere Temperaturniveau der Angusseinsätze eine längere Nachdruckzeit notwendig werden.
Das bedeutet faktisch, dass die Wärmeabfuhr aus handelsüblichen, vorgefertigten Angusseinsätzen bei bestimmten Anwendungen unzureichend ist. Ein nachträgliches Einbringen von Temperierkanälen ist aber aufgrund der beengten Platzverhältnisse in handelsüblichen Angusseinsätzen kaum möglich.
Ein Lösungsansatz zur Temperierung von vorgefertigten Angusseinsätzen ist in DE202010013470U1 beschrieben. Dabei handelt es sich um nachträglich eingebrachte Temperierumlenkeinsätze, wie sie auch aus Kernkühlungen von Spritzgießwerkzeugen bekannt sind. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass der Temperierkanal nicht vorgefertigt ist und vom Anwender selbst in den bereits gehärteten Angusseinsatz eingebracht werden muss. Außerdem unterliegt der Temperierkanal der geometrischen Begrenzung durch die gängigen Bearbeitungsverfahren wie Bohren, Fräsen oder Erodieren.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Einsatz mit selbstabtrennendem Angusssystem mit mindestens einem Temperierkanal auszustatten. Das selbstabtrennende Angusssystem selbst kann ein Tunnelanguss oder ein Abreißpunktanguss mit Angusskegel sein, der bei Pneumatik-Düsen auch als Düsenmundstück bezeichnet wird.
Als Fertigungsverfahren für Einsätze mit konturnahen Temperierkanälen sind verschiedene Sonderverfahren des Pulverspritzgießens geeignet, die es ermöglichen komplexe Hohlkörper herzustellen. Dem Fachmann ist hierzu die Technik des verlorenen Kerns aus der Spritzgießtechnik bekannt, wie dies in den Schriften DE000019827618A1 und WO002010115837A1 für den Pulverspritzguss offenbart ist. Auch das Fügen von Grünlingen zu einem Hohlkörper ist machbar. Verschiedene Möglichkeiten des Fügens von Grünlingen offenbaren die Schriften DE000010118254A1 , DE102011082484A1 , US000006033788A und US000006551551B1 . Eine weitere Möglichkeit zur Fertigung komplexer Hohlkörper ist das Umspritzen von Grünlingen wie in WO002010124398A1 offenbart.
Mit der 3D-Drucktechnik, wie z. B. dem Lasersintern oder dem Elektronenstrahlschmelzen sind derartige Hohlkörper auch herstellbar.
Um die Oberflächenbeschaffenheit zu verbessern werden Hohlkörper, die im Pulverspritzgießverfahren oder in 3D-Drucktechnik hergestellt wurden je nach Bedarf nachträglich gestrahlt, poliert, geschliffen und/oder beschichtet.
Die Neuheit der Erfindung besteht darin, durch die gezielte Temperierung des Einsatzes bei der Verarbeitung von temperatur- und scherungsempfindlichen Materialien und bei kurzen Zykluszeiten die lokale Erwärmung im Einsatz zu verhindern. Das verbessert die Wärmeabfuhr, so dass der Siegelpunkt früher erreicht werden kann. Die gezielte Temperierung verbessert den Abriss und der Fadenzug kann unterbunden werden. Die Wirtschaftlichkeit des Spritzgießprozesses steigt aufgrund von geringerem Ausschuss sowie kürzerer Kühl- bzw. Zykluszeiten.
Bei runden und ovalen Einsätzen kann die Abdichtung der Temperierkanäle zum Spritzgießwerkzeug durch Dichtringe erfolgen. Dafür sind im Einsatz radiale Aussparungen vorzusehen, die die Dichtelemente aufnehmen. Bei quaderförmigen Einsätzen kann die Abdichtung der Temperierkanäle zum Spritzgießwerkzeug durch Dichtringe erfolgen, für die im Spritzgießwerkzeug oder im Einsatz selbst entsprechende Aussparungen vorzusehen sind.
Bezugszeichenliste:

1: Runde, einbaufertige Variante mit Angusstunnel für Zweiplattenwerkzeuge (Schnittdarstellungen gegeneinander um 90° verdreht)
2: Rechteckige, nachbearbeitbare Variante mit kegeligem Angusstunnel und Stauboden für Zweiplattenwerkzeuge
3: Einsatz als Düsenmundstück: runde, nachbearbeitbare Variante als Abreißpunktanguss mit spiralförmigem Temperierkanal; auch für Dreiplattenwerkzeuge verwendbar
4: Runde Variante mit nachträglich eingearbeiteter Kalotte und spiralförmigem Temperierkanal als Abreißpunktanguss mit Angusskegel für Ein-Kavitäten-Zweiplattenwerkzeuge; bereits in eine einbaufertige Pneumatik-Düse verbaut

1: Temperierkanal
2: Angusstunnel
3: Anschnitt
4: Aussparung für Dichtelement (O-Ring)
5: Nachbearbeitungsbereich
6: Angusskegel
7: Befestigungselement (Gewinde)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3237505 C2 [0005]
DE 10013871 A1 [0005]
DE 102009023212 A1 [0005]
DE 000019851320 C2 [0007]
DE 000029825264 U1 [0007]
DE 000010253080 C1 [0007]
DE 102004057677 B4 [0007]
DE 102005024141 A1 [0007]
DE 202010013470 U1 [0010]
DE 000019827618 A1 [0012]
WO 002010115837 A1 [0012]
DE 000010118254 A1 [0012]
DE 102011082484 A1 [0012]
US 000006033788 A [0012]
US 000006551551 B1 [0012]
WO 002010124398 A1 [0012]

Claims

Einteiliger Einsatz mit einem integrierten, selbstabtrennenden Angusssystem zur Verwendung in Spritzgießwerkzeugen für die Verarbeitung thermoplastischer Formmassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz mindestens einen Kanal (1) aufweist, der zur Temperierung des Einsatzes mit einem Fluid verwendet wird.
Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ohne Nachbearbeitung in ein Spritzgießwerkzeug eingebaut werden kann.
Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nachbearbeitungsbereich (5) vorgesehen ist, um den Einsatz den individuellen Erfordernissen des Verwendungszweckes anpassen zu können.
Einsatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Verwendung in Zweiplattenwerkzeugen [1 und 2] ausgeführt ist.
Einsatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Verwendung in Dreiplattenwerkzeugen als Abreißpunktanguss mit Angusskegel (6) ausgeführt ist [3].
Einsatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er als Düsenmundstück [3] in Pneumatik-Düsen verwendet wird.
Einsatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er als formgebender Körper für den Angusskegel [4] in Pneumatik-Düsen verwendet wird.
Einsatz nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Aussparung (4) zur Aufnahme eines Dichtelements aufweist.
Einsatz nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Material besteht, welches im Pulverspritzgießverfahren verarbeitet werden kann.
Einsatz nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Material besteht, welches mit einem 3D-Druckverfahren verarbeitet werden kann.