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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Mehrkomponentenbauteils.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Herstellen eines Mehrkomponentenbauteils, bereitzustellen, mittels welchem ein Bauteil, insbesondere ein Mehrkomponentenbauteil, einfach, kostengünstig und vorzugsweise formgenau und/oder positionsgenau herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Mehrkomponentenbauteils, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Das Verfahren umfasst vorzugsweise Folgendes:
- Bereitstellen eines Formgebungswerkzeugs, welches eine erste Formhälfte umfasst, die ein oder mehrere zwischen einer Spritzposition und einer Auswurfposition verlagerbare Schieberelemente umfasst, und welches eine zweite Formhälfte umfasst, wobei die erste Formhälfte und die zweite Formhälfte in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs eine Spritzkavität begrenzen;
- Einspritzen eines ersten Kunststoffmaterials in die Spritzkavität in einem Spritzprozess zum Herstellen eines ersten Teilkörpers des Bauteils;
- Ersetzen der zweiten Formhälfte durch eine dritte Formhälfte des Formgebungswerkzeugs, wobei die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs gemeinsam mit dem ersten Teilkörper eine Hinterspritzkavität begrenzen;
- Einspritzen eines zweiten Kunststoffmaterials in die Hinterspritzkavität in einem Spritzprozess zum Herstellen eines an den ersten Teilkörper angespritzten zweiten Teilkörpers des Bauteils,
- wobei das eine oder die mehreren Schieberelemente den ersten Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in einer parallel zu einer Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente der ersten Formhälfte sind zum Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials und zum Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials vorzugsweise in der Spritzposition angeordnet.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente der ersten Formhälfte sind insbesondere während dem Ersetzen der zweiten Formhälfte durch die dritte Formhälfte in der Spritzposition angeordnet.
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Eine Hauptentformungsrichtung entspricht vorzugsweise einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs.
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Vorzugsweise kann dadurch, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente den ersten Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in der parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden, erreicht werden, dass der erste Teilkörper beim Ersetzen der zweiten Formhälfte durch die dritte Formhälfte nicht aus der ersten Formhälfte entformt wird und/oder aus der ersten Formhälfte herausfällt.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente begrenzen in der Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente die Spritzkavität und/oder die Hinterspritzkavität vorzugsweise zumindest abschnittsweise.
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Unter einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine zumindest teilweise geschlossene Stellung verstanden, in welcher sich Dichtflächen der Formhälften des Formgebungswerkzeugs überlagern, so dass in die Spritzkavität oder in die Hinterspritzkavität eingespritztes Kunststoffmaterial nicht zwischen den Dichtflächen aus dem Formgebungswerkzeug austreten kann.
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Zum Ersetzen der zweiten Formhälfte durch die dritte Formhälfte wird das Formgebungswerkzeug vorzugsweise geöffnet. Insbesondere werden die erste Formhälfte und die zweite Formhälfte zum Ersetzen der zweiten Formhälfte in einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs auseinander bewegt.
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Anschließend wird die zweite Formhälfte beispielsweise durch Drehen einer Wendeplatte durch die dritte Formhälfte ersetzt.
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Vorzugsweise werden die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte anschließend parallel zu der Öffnungsrichtung aufeinander zu bewegt. Insbesondere wird das Formgebungswerkzeug dabei geschlossen.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente den ersten Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in einer senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden.
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Vorzugsweise wird dadurch, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente den ersten Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in der senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden, ein Schwinden des ersten Teilkörpers nach dem Herstellen desselben kontrolliert, beispielsweise symmetrisch eingestellt, und/oder zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, verhindert.
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Vorzugsweise wird der erste Teilkörper nach dem Herstellen desselben insbesondere relativ zu der ersten Formhälfte positioniert und/oder festgelegt. Insbesondere wird der zweite Teilkörper somit positionsgenau an den ersten Teilkörper angespritzt.
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Insbesondere wird ein Randbereich des ersten Teilkörpers, vorzugsweise ein ringförmig geschlossener Randbereich des ersten Teilkörpers, zwischen einem Grundteil der ersten Formhälfte und dem einen oder den mehreren Schieberelementen der ersten Formhälfte festgelegt.
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Günstig kann es sein, wenn der eine oder die mehreren Hinterschneidungsabschnitte den ersten Teilkörper an einem bezogen auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung verlaufende radiale Richtung radial äußeren Bereich und/oder radial inneren Bereich hinterschneiden.
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Vorzugsweise ist somit ein insbesondere dreidimensionales Bauteil, beispielsweise ein topfförmiges Bauteil, formgenau herstellbar, bei welchem der erste Teilkörper des Bauteils positionsgenau mit dem zweiten Teilkörper des Bauteils verbunden ist.
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Insbesondere ist das zweite Kunststoffmaterial formgenau mit dem ersten Kunststoffmaterial verbindbar, insbesondere an dieses anspritzbar.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der erste Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in die Spritzkavität mittels des einen oder der mehreren Schieberelemente in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung und/oder in einer quer zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung an der ersten Formhälfte festgelegt wird.
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Durch Festlegen des ersten Teilkörpers an der ersten Formhälfte mittels des einen oder der mehreren Schieberelemente wird vorzugsweise ein Herausfallen des ersten Teilkörpers aus der ersten Formhälfte beim Ersetzen der zweiten Formhälfte durch die dritte Formhälfte verhindert.
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Vorzugsweise wird durch Festlegen des ersten Teilkörpers an der ersten Formhälfte mittels des einen oder der mehreren Schieberelemente ein Schwinden des ersten Teilkörpers nach dem Herstellen desselben kontrolliert und/oder zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, verhindert.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Spritzkavität nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials verkleinert oder vergrößert wird und/oder dass die Hinterspritzkavität nach dem Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials verkleinert oder vergrößert wird.
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Vorzugsweise wird zum Verkleinern und/oder zum Vergrößern der Spritzkavität ein Abstand der ersten Formhälfte zu der zweiten Formhälfte verringert und/oder vergrößert.
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Vorzugsweise wird zum Verkleinern und/oder zum Vergrößern der Hinterspritzkavität ferner ein Abstand der ersten Formhälfte zu der dritten Formhälfte verringert und/oder vergrößert.
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Durch Verkleinern der Spritzkavität wird in die Spritzkavität eingespritztes erstes Kunststoffmaterial zum Herstellen des ersten Teilkörpers vorzugsweise komprimiert.
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Durch Vergrößern der Spritzkavität wird in die Spritzkavität eingespritztes erstes Kunststoffmaterial zum Herstellen des ersten Teilkörpers vorzugsweise expandiert.
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Durch Verkleinern und/oder Vergrößern der Spritzkavität wird das in die Spritzkavität eingespritzte erste Kunststoffmaterial vorzugsweise „spritzgeprägt“.
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Durch Verkleinern der Hinterspritzkavität wird in die Hinterspritzkavität eingespritztes zweites Kunststoffmaterial zum Herstellen des zweiten Teilkörpers vorzugsweise komprimiert.
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Durch Vergrößern der Hinterspritzkavität wird in die Hinterspritzkavität eingespritztes zweites Kunststoffmaterial zum Herstellen des zweiten Teilkörpers vorzugsweise expandiert.
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Durch Verkleinern und/oder Vergrößern der Hinterspritzkavität wird das in die Hinterspritzkavität eingespritzte zweite Kunststoffmaterial vorzugsweise „spritzgeprägt“ .
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Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Spritzkavität nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials nicht verkleinert und nicht vergrößert wird. Ein Volumen der Spritzkavität wird nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials dabei vorzugsweise nicht verändert.
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Es ist ferner denkbar, dass die Hinterspritzkavität nach dem Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials nicht verkleinert und nicht vergrößert wird. Ein Volumen der Hinterspritzkavität wird nach dem Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials dabei vorzugsweise nicht verändert.
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Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, dass die Spritzkavität nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials nicht verkleinert und nicht vergrößert wird, wobei jedoch die Hinterspritzkavität nach dem Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials verkleinert oder vergrößert wird.
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Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass die Spritzkavität nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials verkleinert oder vergrößert wird, wobei ein Volumen der Hinterspritzkavität nach dem Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials nicht verändert wird.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der erste Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in die Spritzkavität und/oder während dem Ersetzen der zweiten Formhälfte in der ersten Formhälfte im Wesentlichen formgebunden bleibt.
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Der erste Teilkörper bleibt nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in die Spritzkavität und/oder während dem Ersetzen der zweiten Formhälfte in der ersten Formhälfte vorzugsweise vollständig formgebunden.
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Insbesondere wird der erste Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in die Spritzkavität und/oder während dem Ersetzen der zweiten Formhälfte nicht aus einem Wandungsabschnitt eines Grundteils der ersten Formhälfte und aus einem Wandungsabschnitt des einen oder der mehreren Schieberelemente der ersten Formhälfte entformt.
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Insbesondere wird der erste Teilkörper nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials in die Spritzkavität und/oder während dem Ersetzen der zweiten Formhälfte nicht aus der ersten Formhälfte entformt.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das erste Kunststoffmaterial und/oder das zweite Kunststoffmaterial identisch oder voneinander verschieden sind.
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Das erste Kunststoffmaterial und/oder das zweite Kunststoffmaterial sind vorzugsweise spritzbare Kunststoffmaterialien.
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Das Verfahren ist insbesondere ein Mehrkomponentenverfahren, beispielsweise ein Zweikomponentenverfahren. Das erste Kunststoffmaterial bildet insbesondere eine erste Komponente. Das zweite Kunststoffmaterial bildet insbesondere eine zweite Komponente.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass das erste Kunststoffmaterial Polycarbonat (PC) umfasst oder durch dieses gebildet wird.
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Das erste Kunststoffmaterial ist beispielsweise ein transparentes Kunststoffmaterial.
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Beispielsweise ist es ferner denkbar, dass das zweite Kunststoffmaterial ein Blend aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymeren und Polycarbonat (PC) umfasst oder durch dieses gebildet wird.
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Vorzugsweise sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils beliebige Kunststoffmaterialien zum Herstellen des ersten Teilkörpers und/oder zum Herstellen des zweiten Teilkörpers verwendbar.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass das erste Kunststoffmaterial oder das zweite Kunststoffmaterial ein expandierbares und/oder ein schäumbares Kunststoffmaterial, beispielsweise ein Schaummaterial, sind.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente zum Entformen des Bauteils in einer quer, insbesondere schräg oder senkrecht, zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Verlagerungsrichtung aus der Spritzposition in die Auswurfposition verlagert werden.
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Durch Bewegen des einen oder der mehreren Schieberelemente von der Spritzposition in die Auswurfposition wird ein Hinterschneidungsabschnitt, insbesondere eine Hinterschneidungsfläche des Hinterschneidungsabschnitts, eines jeweiligen Schieberelements vorzugsweise von einer Oberfläche des ersten Teilkörpers des Bauteils entfernt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Bauteil, insbesondere ein Mehrkomponentenbauteil, welches insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
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Das Bauteil, insbesondere das Mehrkomponentenbauteil, umfasst vorzugsweise Folgendes:
- einen ersten Teilkörper aus einem ersten Kunststoffmaterial und einen zweiten Teilkörper aus einem zweiten Kunststoffmaterial, welcher an den ersten Teilkörper angespritzt ist,
- wobei der erste Teilkörper an einem Randbereich, insbesondere an einem ringförmig geschlossenen Randbereich, zumindest bereichsweise über den zweiten Teilkörper weg ragt.
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Günstig kann es sein, wenn der erste Teilkörper an einem ringförmig geschlossenen Randbereich vollständig über den zweiten Teilkörper weg ragt.
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Vorzugsweise ragt der erste Teilkörper in einer Umfangsrichtung über den zweiten Teilkörper weg, insbesondere in einer quer zu einer Verbindungsrichtung des ersten Teilkörpers und des zweiten Teilkörpers verlaufenden Richtung.
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Vorzugsweise umfasst der erste Teilkörper an dem Randbereich, insbesondere an dem ringförmig geschlossenen Randbereich, an welchem der erste Teilkörper zumindest bereichsweise über den zweiten Teilkörper weg ragt, eine Einschnürung.
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Vorzugsweise weist der erste Teilkörper an dem Randbereich, insbesondere an dem ringförmig geschlossenen Randbereich, an welchem der erste Teilkörper zumindest bereichsweise über den zweiten Teilkörper weg ragt, ein lokales Abstandsminimum auf, an welchem ein Abstand zweier einander gegenüberliegender Oberflächen des ersten Teilkörpers minimal ist.
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Das erfindungsgemäße Bauteil weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Bauteils weist vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Formgebungswerkzeug zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines erfindungsgemäßen Bauteils, vorzugsweise zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrunde, ein Formgebungswerkzeug zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines erfindungsgemäßen Bauteils, bereitzustellen, mittels welchem ein Bauteil, insbesondere ein erfindungsgemäßes Bauteil, einfach, kostengünstig und vorzugsweise formgenau und/oder positionsgenau herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Formgebungswerkzeug zum Herstellen eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
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Das Formgebungswerkzeug zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bauteils, umfasst vorzugsweise Folgendes:
- eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte, wobei die erste und die zweite Formhälfte in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs eine Spritzkavität begrenzen, in welche ein erstes Kunststoffmaterial zum Herstellen eines ersten Teilkörpers des Bauteils einspritzbar ist;
- wobei das Formgebungswerkzeug ferner eine dritte Formhälfte umfasst, durch welche die zweite Formhälfte ersetzbar ist, so dass die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs gemeinsam mit dem ersten Teilkörper eine Hinterspritzkavität begrenzen, in welche ein zweites Kunststoffmaterial zum Herstellen eines an den ersten Teilkörper angespritzten zweiten Teilkörpers des Bauteils einspritzbar ist;
- wobei die erste Formhälfte ein oder mehrere Schieberelemente umfasst, welche zwischen einer Spritzposition und einer Auswurfposition verlagerbar sind,
- wobei das eine oder die mehreren Schieberelemente derart angeordnet und ausgebildet sind, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente den
- ersten Teilkörper in der Spritzposition in einer parallel zu einer Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden.
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Vorzugsweise kann dadurch, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente den ersten Teilkörper in der Spritzposition in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden, erreicht werden, dass der erste Teilkörper beim Ersetzen der zweiten Formhälfte durch die dritte Formhälfte nicht aus der ersten Formhälfte entformt wird und/oder nicht aus der ersten Formhälfte herausfällt.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente umfassen vorzugsweise jeweils einen Hinterschneidungsabschnitt, welcher quer zu der Hauptentformungsrichtung ragt.
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Vorzugsweise umfasst die erste Formhälfte einen Grundteil und das eine oder die mehreren Schieberelemente.
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Ein Hinterschneidungsabschnitt eines jeweiligen Schieberelements umgreift den Grundteil der ersten Formhälfte in der Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente vorzugsweise in einer quer zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung.
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Der Grundteil der ersten Formhälfte und das eine oder die mehreren Schieberelemente bilden vorzugsweise ein Matrizenelement des Formgebungswerkzeugs.
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Günstig kann es sein, wenn die zweite Formhälfte und die dritte Formhälfte jeweils Stempelelemente des Formgebungswerkzeugs bilden. Insbesondere bildet die zweite Formhälfte ein erstes Stempelelement. Vorzugsweise bildet die dritte Formhälfte ein zweites Stempelelement.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente der ersten Formhälfte umfassen vorzugsweise jeweils einen Hinterschneidungsabschnitt, welcher eine Hinterschneidungsfläche umfasst, die einen Teil einer die Spritzkavität umgebenden Werkzeugwandung der ersten Formhälfte bildet.
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Vorzugsweise weist die erste Formhälfte in einer Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente im Bereich eines Hinterschneidungsabschnitts eines jeweiligen Schieberelements in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung und/oder Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs verlaufenden Richtung ein lokales Abstandsminimum auf.
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Vorzugsweise weist die erste Formhälfte in der Spritzposition des einen oder den mehreren Schieberelemente das lokale Abstandsminimum in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung und/oder Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs verlaufenden Richtung zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wandungsabschnitten der ersten Formhälfte auf.
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Die Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente ist beispielsweise eine eingefahrene Position des einen oder der mehreren Schieberelemente.
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Die Auswurfposition des einen oder den mehreren Schieberelemente ist beispielsweise eine ausgefahrene Position des einen oder der mehreren Schieberelemente.
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Vorzugsweise liegt ein jeweiliger Hinterschneidungsabschnitt des einen oder der mehreren Schieberelemente in der Spritzposition derselben zumindest bereichsweise an dem Grundteil der ersten Formhälfte an.
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In der Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente ist eine Projektion eines jeweiligen Hinterschneidungsabschnitts eines Schieberelements in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene vorzugsweise zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, innerhalb einer Projektion eines Randbereichs eines die Spritzkavität umgebenden Wandungsabschnitts des Grundteils der ersten Formhälfte in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene angeordnet.
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In der Auswurfposition des einen oder der mehreren Schieberelemente ist eine Projektion eines jeweiligen Hinterschneidungsabschnitts eines Schieberelements in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene vorzugsweise im Wesentlichen vollständig außerhalb einer Projektion eines Randbereichs eines die Spritzkavität umgebenden Wandungsabschnitts des Grundteils der ersten Formhälfte in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene angeordnet.
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Bei einer Ausgestaltung des Formgebungswerkzeugs ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente derart angeordnet und ausgebildet sind, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente den ersten Teilkörper in der Spritzposition in einer senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden.
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Vorzugsweise kann dadurch, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente den ersten Teilkörper in der Spritzposition in einer senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung hinterschneiden, erreicht werden, dass der erste Teilkörper relativ zu der ersten Formhälfte festlegbar ist.
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Durch Festlegen des ersten Teilkörpers relativ zu der ersten Formhälfte ist insbesondere ein Schwinden des ersten Teilkörpers nach dem Herstellen desselben kontrollierbar, beispielsweise symmetrisch einstellbar, und/oder zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, verhinderbar.
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Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Schieberelemente jeweils einen Hinterschneidungsabschnitt umfassen, welcher eine Hinterschneidungsfläche umfasst, die in einer Ebene angeordnet ist, welche mit der Hauptentformungsrichtung einen spitzen Winkel einschließt.
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Vorzugsweise ist die Hinterschneidungsfläche in einer Ebene angeordnet, welche mit der Hauptentformungsrichtung einen Winkel im Bereich von ungefähr 60° bis ungefähr 85° einschließt, beispielsweise einen Winkel von ungefähr 80°.
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Vorzugsweise umfassen das eine oder die mehreren Schieberelemente einen Hinterschneidungsabschnitt, wobei ein Wandungsabschnitt eines Grundteils der ersten Formhälfte und ein Wandungsabschnitt eines jeweiligen Schieberelements im Bereich des Hinterschneidungsabschnitts in der Hauptentformungsrichtung und/oder in einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs ein lokales Abstandsminimum aufweisen.
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Insbesondere weisen der Wandungsabschnitt des Grundteils und der Wandungsabschnitt des jeweiligen Schieberelements im Bereich des Hinterschneidungsabschnitts in der Hauptentformungsrichtung und/oder in einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs einen Abstand auf, welcher sich in einer Umfangsrichtung vergrößert, insbesondere ausgehend von einer Dichtfläche der ersten Formhälfte.
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Bei einer Ausgestaltung des Formgebungswerkzeugs ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente in einer quer, insbesondere schräg oder senkrecht, zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Verlagerungsrichtung zwischen der Spritzposition und der Auswurfposition verlagerbar sind.
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Die Schieberelemente sind vorzugsweise „schräglaufende“ Schieberelemente.
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Vorzugsweise sind das eine oder die mehreren Schieberelemente in einer quer, insbesondere schräg oder senkrecht, zu einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs verlaufenden Verlagerungsrichtung zwischen der Spritzposition und der Auswurfposition verlagerbar, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Schieberelementantriebe.
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Insbesondere ist es denkbar, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente jeweils in einer Verlagerungsrichtung zwischen der Spritzposition und der Auswurfposition verlagerbar sind, welche mit der Hauptentformungsrichtung und/oder mit einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs einen spitzen Winkel einschließt.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass die Verlagerungsrichtung mit der Hauptentformungsrichtung und/oder mit der Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs einen Winkel im Bereich von ungefähr 60° bis ungefähr 85° einschließt, beispielsweise einen Winkel von ungefähr 80°.
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Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Verlagerungsrichtung mit der Hauptentformungsrichtung und/oder mit der Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs einen Winkel im Bereich von ungefähr 5° bis ungefähr 40° einschließt, beispielsweise einen Winkel von ungefähr 15°.
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Bei einer Ausgestaltung des Formgebungswerkzeugs ist vorgesehen, dass eine Hinterschneidungsfläche eines Hinterschneidungsabschnitts eines jeweiligen Schieberelements schräg zu einer Verlagerungsrichtung des jeweiligen Schieberelements angeordnet ist, und/oder dass eine Hinterschneidungsfläche eines Hinterschneidungsabschnitts eines jeweiligen Schieberelements parallel zu einer Verlagerungsrichtung des jeweiligen Schieberelements angeordnet ist.
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Wenn die Hinterschneidungsfläche eines Hinterschneidungsabschnitts eines jeweiligen Schieberelements schräg zu der Verlagerungsrichtung des jeweiligen Schieberelements angeordnet ist, kann es günstig sein, wenn die Verlagerungsrichtung eines jeweiligen Schieberelements mit der Hauptentformungsrichtung oder mit einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs einen Winkel einschließt, welcher kleiner ist als ein Winkel, den die Hinterschneidungsfläche des jeweiligen Schieberelements mit der Hauptentformungsrichtung oder mit einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs einschließt.
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Bei einer Ausgestaltung des Formgebungswerkzeugs ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente jeweils eine parallel zu der Hauptentformungsrichtung und/oder parallel zu einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs angeordnete Dichtfläche umfassen.
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Das Formgebungswerkzeug ist insbesondere ein Tauchkantenwerkzeug.
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Unter einem Tauchkantenwerkzeug wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein Formgebungswerkzeug verstanden, welches mehrere Dichtflächen umfasst, die parallel zu der Hauptentformungsrichtung und/oder parallel zu einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind Formhälften des Formgebungswerkzeugs im Bereich der Dichtfläche zylindrisch ausgebildet.
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Günstig kann es dabei sein, wenn die Formhälften des Formgebungswerkzeugs miteinander korrespondierende Dichtfläche umfassen, welche sich vorzugsweise bereits bei einem zumindest teilweise geschlossenen Formgebungswerkzeug derart überdecken, dass Kunststoffmaterial nicht zwischen den Dichtfläche der Formhälften aus dem Formgebungswerkzeug entweichen kann.
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Ein als Tauchkantenwerkzeug ausgebildetes Formgebungswerkzeug eignet sich daher vorzugsweise für Prozesse, bei welchen die Formhälften während und/oder nach dem Einspritzen eines Kunststoffmaterials in eine Kavität des Formgebungswerkzeugs bewegt werden, insbesondere zum Vergrößern und/oder zum Verkleinern der Kavität.
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Die Dichtfläche des einen oder den mehreren Schieberelemente bildet vorzugsweise einen Teil einer die Hinterspritzkavität umgebenden Werkzeugwandung der ersten Formhälfte.
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Insbesondere umfasst die erste Formhälfte einen ringförmig geschlossenen Dichtbereich, welcher parallel zu der Hauptentformungsrichtung und/oder parallel zu der Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs angeordnet ist.
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Günstig kann es sein, wenn die Dichtfläche des einen oder der mehreren Schieberelemente zumindest einen Teil eines ringförmig geschlossenen Dichtbereichs der ersten Formhälfte bilden.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass das Formgebungswerkzeug ein Tauchkantenwerkzeug mit vorauseilender Tauchkante ist.
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Bei einer Ausgestaltung des Formgebungswerkzeugs ist vorgesehen, dass ein Abstand der ersten Formhälfte zu der zweiten Formhälfte zum Verkleinern und/oder zum Vergrößern der Spritzkavität verringerbar und/oder vergrößerbar ist, und/oder dass ein Abstand der ersten Formhälfte zu der dritten Formhälfte zum Verkleinern und/oder zum Vergrößern der Hinterspritzkavität verringerbar und/oder vergrößerbar ist.
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Durch Verkleinern der Spritzkavität ist in die Spritzkavität eingespritztes erstes Kunststoffmaterial zum Herstellen des ersten Teilkörpers vorzugsweise komprimierbar.
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Durch Vergrößern der Spritzkavität ist in die Spritzkavität eingespritztes erstes Kunststoffmaterial zum Herstellen des ersten Teilkörpers vorzugsweise expandierbar.
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Durch Verkleinern und/oder Vergrößern der Spritzkavität ist das in die Spritzkavität eingespritzte erste Kunststoffmaterial vorzugsweise „spritzprägbar“.
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Durch Verkleinern der Hinterspritzkavität ist in die Hinterspritzkavität eingespritztes zweites Kunststoffmaterial zum Herstellen des zweiten Teilkörpers vorzugsweise komprimierbar.
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Durch Vergrößern der Hinterspritzkavität ist in die Hinterspritzkavität eingespritztes zweites Kunststoffmaterial zum Herstellen des zweiten Teilkörpers vorzugsweise expandierbar.
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Durch Verkleinern und/oder Vergrößern der Hinterspritzkavität ist das in die Hinterspritzkavität eingespritzte zweite Kunststoffmaterial vorzugsweise „spritzprägbar“ .
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Bei einer Ausgestaltung des Formgebungswerkzeugs ist vorgesehen, dass das Formgebungswerkzeug ferner eine Wendeplatte umfasst, wobei die zweite Formhälfte und die dritte Formhälfte an einander abgewandten Seiten der Wendeplatte angeordnet sind.
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Günstig kann es sein, wenn die zweite Formhälfte und die dritte Formhälfte durch Wenden der Wendeplatte relativ zu der ersten Formhälfte positionierbar sind.
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Alternativ zu einer Wendeplatte ist es denkbar, dass das Formgebungswerkzeug einen Schiebetisch oder einen Drehteller umfasst, wobei die zweite Formhälfte mittels des Schiebetischs oder mittels des Drehtellers durch die dritte Formhälfte ersetzbar, insbesondere relativ zu der ersten Formhälfte positionierbar, ist.
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Vorzugsweise sind die erste Formhälfte und die zweite Formhälfte parallel zu einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs relativ zueinander bewegbar.
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Günstig kann es ferner sein, wenn die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte parallel zu einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs relativ zueinander bewegbar sind.
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Zum Ersetzen der zweiten Formhälfte durch die dritte Formhälfte sind die erste Formhälfte und die Wendeplatte zum Öffnen des Formgebungswerkzeugs vorzugsweise parallel zu der Hauptentformungsrichtung und/oder parallel zu einer Öffnungsrichtung des Formgebungswerkzeugs relativ zueinander verlagerbar, insbesondere auseinander bewegbar.
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Anschließend ist die zweite Formhälfte vorzugsweise durch Wenden der Wendeplatte durch die dritte Formhälfte ersetzbar.
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Die erste Formhälfte und die Wendeplatte sind dann zum Schließen des Formgebungswerkzeugs vorzugsweise parallel zu der Hauptentformungsrichtung relativ zueinander verlagerbar, insbesondere aufeinander zu bewegbar.
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Bei einer Ausgestaltung des Formgebungswerkzeugs ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente der ersten Formhälfte in der Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente einen ringförmig geschlossenen Haltering oder Teile eines ringförmig geschlossenen Halterings bilden.
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Mittels des ringförmig geschlossenen Halterings ist der erste Teilkörper des Bauteils vorzugsweise an der ersten Formhälfte festlegbar und/oder relativ zu dieser positionierbar.
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Insbesondere ist es denkbar, dass die Schieberelemente Segmente eines ringförmig geschlossenen Halterings bilden.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass die erste Formhälfte zwei, drei oder mehr als drei Schieberelemente umfasst, die in der Spritzposition den ringförmig geschlossenen Haltering bilden.
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Dichtflächen des einen oder der mehreren Schieberelemente bilden in der Spritzposition beispielsweise einen ringförmig geschlossenen Dichtbereich der ersten Formhälfte oder Teile eines ringförmig geschlossenen Dichtbereichs der ersten Formhälfte.
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Der ringförmig geschlossene Dichtbereich der ersten Formhälfte ist insbesondere ein hohlzylindrischer Dichtbereich der ersten Formhälfte.
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Vorzugsweise umfassen die zweite Formhälfte und die dritte Formhälfte jeweils einen ringförmig geschlossenen Dichtbereich, welcher insbesondere jeweils zylindrisch ausgebildet ist.
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Günstig kann es sein, wenn die Dichtbereiche der zweiten Formhälfte oder der dritten Formhälfte in den Dichtbereich der ersten Formhälfte einführbar sind, insbesondere zum Abdichten der Spritzkavität und/oder zum Abdichten der Hinterspritzkavität.
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In der Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente ist eine Projektion einer jeweiligen Dichtfläche eines Schieberelements in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene vorzugsweise zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, innerhalb einer Projektion eines Randbereichs eines die Spritzkavität umgebenden Wandungsabschnitts des Grundteils der ersten Formhälfte in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene angeordnet.
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In der Auswurfposition des einen oder den mehreren Schieberelemente ist eine Projektion einer jeweiligen Dichtfläche eines Schieberelements in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene vorzugsweise im Wesentlichen vollständig außerhalb einer Projektion eines Randbereichs eines die Spritzkavität umgebenden Wandungsabschnitts des Grundteils der ersten Formhälfte in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene angeordnet.
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Vorzugsweise ist ein Entformen und/oder Auswerfen des Mehrkop
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Das erfindungsgemäße Formgebungswerkzeug zum Herstellen eines Bauteils weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils und/oder dem erfindungsgemäßen Bauteil beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Bauteils und/oder das erfindungsgemäße Bauteil weisen vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Formgebungswerkzeug zum Herstellen eines Bauteils beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
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Weitere Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Formgebungswerkzeugs, welches eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte umfasst, wobei das Formgebungswerkzeug in einer geöffneten Stellung dargestellt ist;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1, wobei die erste und die zweite Formhälfte des Formgebungswerkzeugs in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs eine Spritzkavität begrenzen;
- 3 eine schematische Darstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 2 anschließenden Verfahrensschritt, wobei ein erstes zum Herstellen eines ersten Teilkörpers eines Bauteils Kunststoffmaterial in die Spritzkavität eingespritzt wird;
- 4 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 3 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die Spritzkavität verkleinert wird und das erste Kunststoffmaterial komprimiert wird;
- 5 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1, welches ferner eine dritte Formhälfte umfasst ;
- 6 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 5 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die zweite Formhälfte durch die dritte Formhälfte ersetzt ist;
- 7 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 6 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs gemeinsam mit dem ersten Teilkörper eine Hinterspritzkavität begrenzen;
- 8 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 7 anschließenden Verfahrensschritt, wobei ein zweites Kunststoffmaterial zum Herstellen eines an den ersten Teilkörper angespritzten zweiten Teilkörpers des Bauteils in die Hinterspritzkavität eingespritzt wird;
- 9 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 8 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die Hinterspritzkavität verkleinert wird und das zweite Kunststoffmaterial komprimiert wird;
- 10 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 9 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte des Formgebungswerkzeugs auseinander bewegt sind;
- 11 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 10 anschließenden Verfahrensschritt, wobei das Bauteil aus dem Formgebungswerkzeug entformt ist;
- 12 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Formgebungswerkzeugs, welches eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte umfasst, wobei das Formgebungswerkzeug in einer geöffneten Stellung dargestellt ist;
- 13 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12, wobei die erste und die zweite Formhälfte des Formgebungswerkzeugs in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs eine Spritzkavität begrenzen;
- 14 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12 in einem an den Verfahrensschritt aus 13 anschließenden Verfahrensschritt, wobei ein erstes Kunststoffmaterial zum Herstellen eines ersten Teilkörpers eines Bauteils in die Spritzkavität eingespritztes wird;
- 15 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12 in einem an den Verfahrensschritt aus 14 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die Hinterspritzkavität verkleinert wird und das erste Kunststoffmaterial komprimiert wird;
- 16 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12, welches ferner eine dritte Formhälfte umfasst;
- 17 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12 in einem an den Verfahrensschritt aus 16 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die zweite Formhälfte durch die dritte Formhälfte ersetzt ist;
- 18 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12 in einem an den Verfahrensschritt aus 17 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte in einer geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs gemeinsam mit dem ersten Teilkörper eine Hinterspritzkavität begrenzen;
- 19 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12 in einem an den Verfahrensschritt aus 18 anschließenden Verfahrensschritt, wobei ein zweites Kunststoffmaterial zum Herstellen eines an den ersten Teilkörper angespritzten zweiten Teilkörpers des Bauteils in die Hinterspritzkavität eingespritzt wird;
- 20 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 1 in einem an den Verfahrensschritt aus 19 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die Hinterspritzkavität verkleinert wird und das zweite Kunststoffmaterial komprimiert wird;
- 21 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12 in einem an den Verfahrensschritt aus 20 anschließenden Verfahrensschritt, wobei die erste Formhälfte und die dritte Formhälfte des Formgebungswerkzeugs auseinander bewegt sind; und
- 22 eine schematische Schnittdarstellung des Formgebungswerkzeugs aus 12 in einem an den Verfahrensschritt aus 21 anschließenden Verfahrensschritt, wobei das Bauteil aus dem Formgebungswerkzeug entformt ist.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 11 zeigen ein Ausführungsbeispiels eines als Ganzes mit 100 bezeichneten Formgebungswerkzeugs.
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Das Formgebungswerkzeug 100 umfasst vorzugsweise eine erste Formhälfte 102, eine zweite Formhälfte 104 sowie eine dritte Formhälfte 106.
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Die erste Formhälfte 102 umfasst vorzugsweise einen Grundteil 108 und ein oder mehrere Schieberelemente 110.
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Das Formgebungswerkzeug 100 dient insbesondere zum Herstellen eines in den 10 und 11 dargestellten Bauteils 112, insbesondere eines Mehrkomponentenbauteils 114.
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Das Formgebungswerkzeug 100 ist vorzugsweise ein Tauchkantenwerkzeug 116.
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Das Formgebungswerkzeug 100 umfasst vorzugsweise eine Wendeplatte 118.
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Günstig kann es sein, wenn die zweite Formhälfte 104 und die dritte Formhälfte 106 an einander abgewandten Seiten der Wendeplatte 118 angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind die zweite Formhälfte 104 und die dritte Formhälfte 106 durch Wenden der Wendeplatte 118 relativ zu der ersten Formhälfte 102 positionierbar.
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Vorzugsweise sind die erste Formhälfte 102 und die zweite Formhälfte 104 parallel zu einer Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 relativ zueinander bewegbar.
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Vorzugsweise sind ferner die erste Formhälfte 102 und die dritte Formhälfte 106 parallel zu der Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 relativ zueinander bewegbar.
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Insbesondere sind die erste Formhälfte 102 und die Wendeplatte 118, an welcher die zweite Formhälfte 104 und die dritte Formhälfte 106 angeordnet sind, parallel zu der Öffnungsrichtung 120 relativ zueinander verlagerbar, insbesondere aufeinander zu bewegbar oder auseinander bewegbar.
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Zum Schließen des Formgebungswerkzeugs 100 sind die erste Formhälfte 102 und die Wendeplatte 118 vorzugsweise aufeinander zu bewegbar wohingegen die erste Formhälfte 102 und die Wendeplatte 118 zum Öffnen des Formgebungswerkzeugs 100 vorzugsweise auseinander bewegbar sind.
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Der Grundteil 108 der ersten Formhälfte 102 und das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 bilden vorzugsweise ein Matrizenelement 119 des Formgebungswerkzeugs 100.
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Günstig kann es sein, wenn die zweite Formhälfte 104 ein erstes Stempelelement 121a bildet und wenn die dritte Formhälfte 106 ein zweites Stempelelement 121b bildet.
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Die Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 entspricht vorzugsweise einer Hauptentformungsrichtung 122 des Bauteils 112.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 der ersten Formhälfte 102 umfassen vorzugsweise jeweils eine parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 und/oder parallel zu der Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 angeordnete Dichtfläche 124 der ersten Formhälfte 102.
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Die zweite Formhälfte 104 und die dritte Formhälfte 106 umfassen vorzugsweise jeweils einen ringförmig geschlossenen Dichtbereich 126, welcher insbesondere zylindrisch ausgebildet ist.
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Die Dichtbereiche 126 der zweiten Formhälfte 104 und der dritten Formhälfte 106 umfassen vorzugsweise jeweils Dichtflächen 128, welche sich mit den Dichtflächen 124 der ersten Formhälfte 102 in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand des Formgebungswerkzeugs 100 derart überdecken, dass Kunststoffmaterial nicht zwischen den Dichtfläche 124, 128 der Formhälften 102, 104, 106 aus dem Formgebungswerkzeug entweichen kann.
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Die Dichtflächen 128 der zweiten Formhälfte 104 und der dritten Formhälfte 106 sind vorzugsweise parallel zu der Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 und/oder parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 angeordnet.
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Die Schieberelemente 110 der ersten Formhälfte 102 sind vorzugsweise zwischen einer in den 1 bis 10 dargestellten Spritzposition und einer in 11 dargestellten Auswurfposition verlagerbar, insbesondere entlang einer Verlagerungsrichtung 130.
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Die Verlagerungsrichtung 130 ist vorzugsweise schräg zu der Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 und/oder schräg zu der Hauptentformungsrichtung 122 angeordnet.
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Die Verlagerungsrichtung 130 schließt mit der Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 und/oder mit der Hauptentformungsrichtung 122 vorzugsweise einen spitzen Winkel 132 ein (vergl. insbesondere 1), beispielsweise einen Winkel 132 von ungefähr 15°.
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Günstig kann es sein, wenn das Formgebungswerkzeug 100 ein oder mehrere Schieberelementantriebe 134 umfasst, mittels welcher jeweils ein Schieberelement 110 zwischen der Spritzposition und der Auswurfposition verlagerbar ist.
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Die Schieberelementantriebe 134 sind in den 1 bis 11 lediglich schematisch dargestellt.
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Vorzugsweise bilden die Dichtflächen 124 des einen oder der mehreren Schieberelemente 110 in der Spritzposition einen ringförmig geschlossenen Dichtbereich 136 der ersten Formhälfte 102 oder zumindest einen Teil eines ringförmig geschlossenen Dichtbereichs 136 der ersten Formhälfte 102.
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Der ringförmig geschlossene Dichtbereich 136 der ersten Formhälfte 102 ist vorzugsweise ein hohlzylindrischer Dichtbereich 136.
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2 zeigt das Formgebungswerkzeug 100 in einer geschlossenen Stellung desselben, in welchem die erste Formhälfte 102 und die zweite Formhälfte 104 eine Spritzkavität 138 begrenzen.
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Die Spritzkavität 138 wird vorzugsweise insbesondere von einem Wandungsabschnitt 140 des Grundteils 108 der ersten Formhälfte 102, von einem Wandungsabschnitt 142 des einen oder der mehreren Schieberelemente 110 der ersten Formhälfte 102 und einem Wandungsabschnitt 144 der zweiten Formhälfte 104 begrenzt.
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Die Wandungsabschnitte 140, 142, 144 bilden insbesondere eine die Spritzkavität 138 umgebende Werkzeugwandung 146.
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In der Spritzposition des einen oder den mehreren Schieberelemente 110 ist eine Projektion der Dichtflächen 124 eines jeweiligen Schieberelements 110 in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung 122 angeordnete Projektionsebene vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere im Wesentlichen vollständig, innerhalb einer Projektion eines Randbereichs 148 der die Spritzkavität 138 umgebenden Werkzeugwandung 146, insbesondere des Wandungsabschnitts 140 des Grundteils 108 der ersten Formhälfte 102, in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung 122 angeordnete Projektionsebene angeordnet.
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In der in 11 dargestellten Auswurfposition des einen oder der mehreren Schieberelemente 110 ist eine Projektion der Dichtfläche 124 der Schieberelemente 110 in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung angeordnete Projektionsebene vorzugsweise im Wesentlichen vollständig außerhalb einer Projektion des Randbereichs der die Spritzkavität 138 umgebenden Werkzeugwandung 146, insbesondere des Wandungsabschnitts 140 des Grundteils 108 der ersten Formhälfte 102, in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung auf eine senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung 122 angeordnete Projektionsebene angeordnet.
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2 zeigt, dass der Dichtbereich 126 der zweiten Formhälfte 104 zum Abdichten der Spritzkavität 138 in den Dichtbereich 136 der ersten Formhälfte 102 einführbar ist.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 der ersten Formhälfte 102 bilden in der Spritzposition des einen oder der mehreren Schieberelemente 110 vorzugsweise einen ringförmig geschlossenen Haltering 150 oder zumindest Teile eines ringförmig geschlossenen Halterings 150.
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Die Schieberelemente 110 bilden dabei insbesondere Segmente des ringförmig geschlossenen Halterings 150.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass die erste Formhälfte 102 zwei, drei oder mehr als drei Schieberelemente 110 umfasst, die in der Spritzposition den ringförmig geschlossenen Haltering 150 bilden.
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Das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 umfassen vorzugsweise jeweils einen Hinterschneidungsabschnitt 152, welcher quer zu der Hauptentformungsrichtung 122 und/oder quer zu der Öffnungsrichtung 120 ragt.
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Der Hinterschneidungsabschnitt 152 umfasst beispielsweise eine Hinterschneidungsfläche 154, die einen Teil der die Spritzkavität 138 umgebenden Werkzeugwandung 146, insbesondere des Wandungsabschnitts des Schieberelements 110, bildet.
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Die Hinterschneidungsfläche 154 ist insbesondere in einer Ebene angeordnet, welche mit der Hauptentformungsrichtung 122 einen spitzen Winkel 156 einschließt (vergl. 1), beispielsweise einen Winkel von ungefähr 80°.
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Das in den 1 bis 11 dargestellte Formgebungswerkzeug 100 ist vorzugsweise zur Herstellung des in den 10 und 11 dargestellten Bauteils 112 wie folgt verwendbar.
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Vorzugsweise wird ein erstes Kunststoffmaterial 158 zum Herstellen eines ersten Teilkörpers 160 des Bauteils 112 in die Spritzkavität 138 eingespritzt (vergl. 3).
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Das in die Spritzkavität 138 eingespritzte erste Kunststoffmaterial 158 wird anschließend beispielsweise durch Verkleinern der Spritzkavität 138 komprimiert, insbesondere indem die erste Formhälfte 102 und die zweite Formhälfte 104 parallel zu der Öffnungsrichtung 120 aufeinander zu bewegt werden (vergl. 4).
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Das erste Kunststoffmaterial 158 wird dabei vorzugsweise „spritzgeprägt“.
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Anschließend werden die erste Formhälfte 102 und die zweite Formhälfte 104 vorzugsweise in der Öffnungsrichtung 120 und/oder in der Hauptentformungsrichtung 122 auseinander bewegt (vergl. 5).
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Anschließend wird die zweite Formhälfte 104 vorzugsweise durch Wenden der Wendeplatte 118 durch die dritte Formhälfte 106 ersetzt (vergl. 6).
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Vorzugsweise wird anschließend das Formgebungswerkzeug 100 wieder geschlossen, indem die erste Formhälfte 102 und die dritte Formhälfte 106 parallel zu der Öffnungsrichtung 120 aufeinander zu bewegt werden.
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Vorzugsweise begrenzen die erste Formhälfte 102 und die dritte Formhälfte 106 in der in 7 dargestellten geschlossenen Stellung des Formgebungswerkzeugs 100 gemeinsam mit dem ersten Teilkörper 160 eine Hinterspritzkavität 162.
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Die Dichtflächen 124 des einen oder der mehreren Schieberelemente 110 der ersten Formhälfte 102 begrenzen die Hinterspritzkavität 162 vorzugsweise zumindest bereichsweise, insbesondere gemeinsam mit dem ersten Teilkörper 160 und einem Wandungsabschnitt 163 der dritten Formhälfte 106.
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Vorzugsweise wird ein zweites Kunststoffmaterial 164 zum Herstellen eines an den ersten Teilkörper 160 angespritzten zweiten Teilkörpers 166 des Bauteils 112 in die Hinterspritzkavität 162 eingespritzt (vergl. 8).
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Es ist denkbar, dass das zweite Kunststoffmaterial 164 in der Hinterspritzkavität 162 anschließend durch Verkleinern der Hinterspritzkavität 162 komprimiert wird.
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Die Hinterspritzkavität 162 wird vorzugsweise verkleinert, indem die erste Formhälfte 102 und die dritte Formhälfte 106 aufeinander zu bewegt werden (vergl. 9).
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Vorzugsweise sind das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 der ersten Formhälfte 102 derart angeordnet und ausgebildet, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 den ersten Teilkörper 160 in der Spritzposition in einer parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung und/oder in einer senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung hinterschneiden.
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Mittels des ringförmig geschlossenen Halterings 150 ist der erste Teilkörper 160 des Bauteils 112 somit vorzugsweise an der ersten Formhälfte 102 festlegbar und/oder relativ zu dieser positionierbar.
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Insbesondere wird ein Randbereich 168 des ersten Teilkörpers 160, vorzugsweise ein ringförmig geschlossener Randbereich 168, zwischen dem Grundteil 108 der ersten Formhälfte 102 und dem einen oder den mehreren Schieberelementen 110 festgelegt.
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Vorzugsweise wird dadurch, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 den ersten Teilkörper 160 nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials 158 in der parallel zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung hinterschneiden, erreicht, dass der erste Teilkörper 160 beim Ersetzen der zweiten Formhälfte 104 durch die dritte Formhälfte 106 nicht aus der ersten Formhälfte 102 entformt wird und/oder nicht aus der ersten Formhälfte 102 heraus fällt.
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Vorzugsweise wird ferner dadurch, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 den ersten Teilkörper 160 nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmaterials 158 in der senkrecht zu der Hauptentformungsrichtung 122 verlaufenden Richtung hinterschneiden, ein Schwinden des ersten Teilkörpers 160 nach dem Herstellen desselben kontrolliert, beispielsweise symmetrisch eingestellt, und/oder zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, verhindert.
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Vorzugsweise ist somit ein insbesondere dreidimensionales Bauteil 112, beispielsweise ein topfförmiges Bauteil 112, formgenau herstellbar, bei welchem der erste Teilkörper 160 des Bauteils 112 positionsgenau mit dem zweiten Teilkörper 166 des Bauteils 112 verbindbar ist.
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Insbesondere ist das zweite Kunststoffmaterial 164 formgenau mit dem ersten Kunststoffmaterial 158 verbindbar, insbesondere an dieses anspritzbar.
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Nach dem Einbringen des zweiten Kunststoffmaterials 164 wird das Formgebungswerkzeug 100 vorzugsweise geöffnet, indem die erste Formhälfte 102 und die dritte Formhälfte 106 in der Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 auseinander bewegt werden.
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Anschließend wird das Bauteil 112 vorzugsweise aus dem Formgebungswerkzeug 100, insbesondere aus der ersten Werkzeughälfte 102 des Formgebungswerkzeugs 100, entformt (vergl. 11).
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Der erste Teilkörper 160 des Bauteils 112 ragt an dem Randbereich 168 vorzugsweise zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, über den zweiten Teilkörper 164 weg.
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Günstig kann es sein, wenn der erste Teilkörper 160 an dem Randbereich 168 eine Einschnürung 170 aufweist (vergl. 11).
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Vorzugsweise weist der erste Teilkörper 160 an dem Randbereich 168 ein lokales Abstandsminimum auf, an welchem ein Abstand 172 zweier einander gegenüberliegender Oberflächen 174 des ersten Teilkörpers 160 minimal ist.
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Ein in den 12 bis 22 dargestelltes Ausführungsbeispiel des Formgebungswerkzeugs 100 unterscheidet sich von dem in den 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel des Formgebungswerkzeugs 100 im Wesentlichen dadurch, dass das eine oder die mehreren Schieberelemente 110 zwischen der Spritzposition und der Auswurfposition in einer Verlagerungsrichtung 130 verlagerbar sind, welche mit der Hauptentformungsrichtung 122 und/oder mit der Öffnungsrichtung 120 des Formgebungswerkzeugs 100 einen Winkel einschließt, welcher dem Winkel 156 entspricht, insbesondere einem Winkel 156 von ungefähr 80°.
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Die Hinterschneidungsfläche 154 des Hinterschneidungsabschnitts 152 eines jeweiligen Schieberelements 110 ist somit vorzugsweise parallel zu der Verlagerungsrichtung 130 des einen oder der mehreren Schieberelemente 110 angeordnet.
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Im Übrigen stimmt das in den 12 bis 22 dargestellte Ausführungsbeispiel des Formgebungswerkzeugs 100 mit dem in den 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel des Formgebungswerkzeugs 100 überein, so das auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Insgesamt kann ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils 112, insbesondere eines Mehrkomponentenbauteils 114, bereitgestellt werden, mittels welchem ein Bauteil 112, insbesondere ein Mehrkomponentenbauteil 114, einfach, kostengünstig und vorzugsweise formgenau und/oder positionsgenau herstellbar ist.
