DE10233679A1

DE10233679A1 - Vorrichtung zum Ausgleichen von beim Spritzprägen auftretenden Kippkräften und Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Formteilen

Info

Publication number: DE10233679A1
Application number: DE10233679A
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Summerer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: DE10233679B4; AU2003250789A1; WO2004016411A1; DE10393492D2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Ausgleichen von beim Spritzprägen von großflächigen Kunststoff-Formteilen mit randseitiger Einspritzstelle (16) infolge des Einspritzvorgangs und/oder des Prägeablaufs an den Druckplatten einer Spritzgießmaschine angreifenden Kippkräften umfasst eine Krafterzeugungseinrichtung (A, B) zur Erzeugung einer Ausgleichskraft, welche diesen Kippkräften entgegenwirkt.

Description

Vorrichtung zum Ausgleichen von beim Spritzprägen auftretenden Kippkräften und Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Formteilen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen von beim Spritzprägen an den Druckplatten einer Spritzgießmaschine angreifenden Kippkräften, ein Spritzgießwerkzeug, welches mit einer solchen Vorrichtung ausgestattet ist sowie ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Formteilen.

Großflächige optische Formteile, wie z.B. Verscheibungen für Kraftfahrzeuge, wurden bisher in der Regel aus Glas hergestellt. Aufgrund des geringeren Gewichts, der höheren Schlagzähigkeit und vor allem aufgrund der erhöhten Design-Variabilität wird jedoch angestrebt, derartige Formteile in Zukunft aus Kunststoff zu fertigen.

zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen werden in der Kunststoffverarbeitung die bekannten Spritzgieß- und Prägeverfahren eingesetzt. Insbesondere bei der Herstellung von großflächigen optischen Formteilen ergeben sich bei den bekannten Verfahren jedoch erhebliche Schwierigkeiten.

Da bei optischen Formteilen zumeist nur randseitige Anspritzpunkte möglich sind, treten zwangsläufig lange Fließwege auf, was zur Folge hat, dass ein hoher Spritzdruck aufgewandt werden muss. Der hohe Spritzdruck führt beim üblichen Spritzgießverfahren zu Spannungen und somit zu Verzug in dem Formteil. Großflächige optische Formteile lassen sich daher mit dem konventionellen Spritzgießverfahren nicht in der erforderlichen Qualität fertigen.

Das ebenfalls bekannte Spritzprägeverfahren unterscheidet sich vom Spritzgießen dadurch, dass während oder nach der Füllung der Werkzeugkavität noch eine Prägephase mittels ei ner aktiven Bewegung von Werkzeugteilen durchgeführt wird. Beim Spritzprägeverfahren werden aufgrund der durch das Prägen bewirkten Nachdruckphase deutlich weniger Spannungen in dem Formteil induziert.

Aktives Prägen setzt jedoch voraus, dass die Werkzeugbewegungen mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit vorgenommen werden. Dies ist bei der Herstellung von flächigen optischen Formteilen bisher nicht zu gewährleisten. Bei zum Einspritzpunkt unsymmetrischen Formteilkonturen, insbesondere also bei Vorhandensein eines randseitigen Einspritzpunktes, treten aufgrund der bereits genannten Bedingungen (hoher Spritzdruck, lange Fließwege) in der Einspritz- und Prägephase eine sich zeitlich und örtlich ändernde Druckverteilung in der Kavität zwischen den Werkzeughälften auf, wodurch hohe Kippkräfte auf das Werkzeug einwirken können. Diese Kippkräfte können so groß werden, dass die Spritzgießmaschine nicht mehr in der Lage ist, diese Kräfte aufzunehmen. Dies hat dann zur Folge, dass die Druckplatten (sogenannte Aufspannplatten) der Spritzgießmaschine ausweichen, d.h. ihre Parallelität verlieren, wodurch dann auch die beiden Formplatten des Werkzeugs ihre Lagedefiniertheit einbüßen. Der gesamte Herstellungsprozess ist nicht mehr ausreichend zu kontrollieren und die Reproduzierbarkeit der Teilefertigung wird stark beeinträchtigt. Darüber hinaus tritt ein erhöhter Verschleiß an der Maschine auf, der im Extremfall in kurzer Zeit zu Maschinenschäden (Lecks der Hydrauliksysteme) führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus Kunststoff zu schaffen, die bzw. das eine Fertigung von großflächigen Kunststoff-Formteilen mit bei einwandfreier und gleichbleibender Qualität ermöglicht. Insbesondere soll ein unerwünschtes Verkippen der Druckplatten der Spritzgießmaschine beim Spritzprägen vermieden werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Nach Anspruch 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleichen von Kippkräften, die beim Spritzprägen von großflächigen Kunststoff-Formteilen infolge des Einspritzvorgangs und/oder des Prägeablaufs auftreten und an den Druckplatten einer Spritzgießmaschine angreifen, eine Krafterzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer Ausgleichskraft, welche diesen Kippkräften entgegenwirkt, auf. Durch die Krafterzeugungseinrichtung wird also eine Kompensation der aufgrund der inhomogenen Druckverteilung im Werkzeug entstehenden Kippkräfte bewirkt. Folglich wird eine Auslenkung der Druckplatten der Spritzgießmaschine aufgrund dieser Kippkräfte vermieden, wodurch sichergestellt wird, dass die Formplatten des Spritzgießwerkzeuges über die gesamte Schließbewegung des Werkzeuges kontrolliert entlang eines definierten Bewegungsweges einander angenähert werden. Ferner wird die Spritzgießmaschine gegen Schäden geschützt, die bei der Fertigung von großflächigen Formteilen (z.B. einer Kfz-Rückfensterscheibe einer Länge von typischerweise über 1 m) andernfalls durch die an der Hydraulik der Maschine angreifenden hohen Kippkräfte auftreten würden.

Vorzugsweise umfasst die Krafterzeugungseinrichtung eine erste Krafterzeugungsanordnung, die eine im einspritzfernen Bereich des Formteils wirkende erste Ausgleichskraft erzeugt. Da beim Einspritzvorgang zunächst ein hoher lokaler Druckaufbau im Bereich der Einspritzstelle auftritt und erst mit zunehmender Füllung der Kavität eine allmähliche Druckausbreitung in derselben stattfindet, kann durch die erste Krafterzeugungsanordnungen im einspritzfernen Bereich der Kavität eine geeignete Gegenwirkung zu den dadurch bewirkten Kippkräften erreicht werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, dass die Krafterzeu gungseinrichtung ferner eine zweite Krafterzeugungsanordnung aufweist, die eine im einspritznahen Bereich des Formteils wirkende zweite Ausgleichskraft erzeugt. Insbesondere bei einem Spritzprägeablauf mit über den gesamten Bewegungsweg parallel gehaltenen Formplatten ("Parallelprägen") kann durch eine Entspannung der zweiten Krafterzeugungsanordnung im einspritznahen Bereich eine Kompensation des dort erfolgenden Druckaufbaus im Werkzeug durch aktive Entlastung erreicht werden.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner eine Messwerte-Aufnehmereinrichtung auf, welche eine für den Prozessfortschritt des Einspritzvorgangs und/oder des Prägeablaufs charakteristische Messgröße aufnimmt und ein Messsignal zur Ansteuerung der Krafterzeugungseinrichtung ausgibt. Auf diese Weise ist es möglich, die von der Krafterzeugungseinrichtung ausgeübte Ausgleichskraft nach einer bestimmten Charakteristik zu steuern.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, dass die Messwerte-Aufnehmereinrichtung zur Erfassung von Drücken innerhalb einer von Formplatten eines Spritzgießwerkzeuges gebildeten Kavität ausgebildet ist. Durch die direkte Messung von Druckkräften in der Kavität wird eine besonders feinfühlige Steuerung der erfindungsgemäßen Krafterzeugungseinrichtung möglich. Eine konstruktiv einfachere, ebenfalls zweckmäßige Möglichkeit zur Steuerung der Krafterzeugungseinrichtung kennzeichnet sich dadurch, dass die Messwerte-Aufnehmereinrichtung zur Erfassung eines Bewegungsweges der Formplatten eines zwischen den Druckplatten der Spritzgießmaschine vorgesehenen Werkzeugs ausgebildet ist. Sie kann dabei direkt an den Formplatten angeordnet sein oder auch an einer geeigneten anderen Stelle, z.B. an beweglichen Teilen der Spritzgießmaschine, vorgesehen sein.

Für die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Krafterzeugungseinrichtung außerhalb eines zwischen den Druckplatten der Spritzgießmaschine vorgesehenen Werkzeugs angeordnet. Die Kraftzerzeugungseinrichtung ist dann werkzeugunabhängig und kann z.B. als baulich fester Bestandteil oder zuschaltbare Ausstattungskomponente der Spritzgießmaschine realisiert sein. Die Krafterzeugungseinrichtung greift dann vorzugsweise direkt an den Druckplatten der Spritzgießmaschine an.

Ein alternatives, ebenfalls vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, dass die Krafterzeugungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung integral in dem Werkzeug ausgebildet ist. Die Spritzgießmaschine benötigt in diesem Fall keine besondere Ausrüstung, die gesamte Ausgleichsmechanik ist in das Werkzeug verlagert.

In diesem Fall kennzeichnet sich eine erste vorteilhafte Variante dadurch, dass das Werkzeug zwei Formplatten umfasst, und dass die Krafterzeugungseinrichtung in dem Werkzeug so ausgeführt ist, dass eine erste Ausgleichskraft und eine zweite Ausgleichskraft zwischen den beiden Formplatten des Werkzeuges ausgeübt werden. Diese Anordnung ermöglicht ein Schließen der Formplatten in exakter Parallelstellung ("Parallelprägen"), wobei die Krafterzeugungsanordnungen, z.B. in Form von Zylinder-Kolbenanordnungen, in den Formplatten selber ausgebildet sein können. Die Bewegung der Formplatten beim Prägeschritt wird dabei durch die sich aufeinander zu bewegenden Druckplatten der Spritzgießmaschine herbeigeführt.

Alternativ hierzu kann das Werkzeug gemäß einer zweiten Variante zusätzlich zu den zwei Formplatten eine rückseitig einer der Formplatten angeordnete Basisplatte umfassen. Vorzugsweise ist die Krafterzeugungseinrichtung in diesem Fall in dem Werkzeug so ausgeführt, dass die erste Ausgleichskraft und die zweite Ausgleichskraft zwischen der Basisplatte und der basisplattenfernen Formplatte ausgeübt werden. Die Krafterzeugungsanordnungen können integral in der Basisplatte ausgeführt sein. Diese bildet einen modularen Bestandteil des Werkzeuges, welcher für verschiedene Formplatten eingesetzt werden kann. Wie die erste Variante ermöglicht auch diese Anordnung das Parallelprägen.

Eine dritte vorteilhafte Variante des Werkzeugs kennzeichnet sich dadurch, dass das Werkzeug zwei Formplatten und eine rückseitig einer der Formplatten angeordnete Basisplatte umfasst, dass die Krafterzeugungseinrichtung in dem Werkzeug so ausgeführt ist, dass die erste Ausgleichskraft zwischen der Basisplatte und der basisplattenfernen Formplatte ausgeübt wird, und dass eine Anstellkraft-Erzeugungsanordnung in dem Werkzeug vorgesehen ist, welche eine im einspritznahen Bereich zwischen der Basisplatte und der basisplattennahen Formplatte wirkende Anstellkraft ausübt. Diese dritte Variante ermöglicht einen im Folgenden als Kipp- oder Klappprägen bezeichneten Verfahrensablauf, bei welchem beim Zusammenfahren der Druckplatten der Spritzgießmaschine die basisplattennahe Formplatte beim Schließen des Werkzeugs entlang einer definierten Schwenkbewegung auf die basisplattenferne Formplatte zugeführt wird. Die zweite, im einspritznahen Bereich wirkende Ausgleichskraft wird beim Klappprägen nicht benötigt.

Beim Klappprägen kennzeichnet sich eine vorteilhafte Realisierung des Werkzeuges dadurch, dass die basisplattennahe Formplatte verschwenkbar (z.B. über entlang einer Kulisse) oder drehbar gelagert ist, wobei bei einer Drehlagerung die Drehachse insbesondere im einspritznahen Bereich der basisplattennahen Formplatte festgelegt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von großflächigen Kunststoff-Formteilen in einer Spritzgießmaschine werden die folgenden Schritte ausgeführt: Einspritzen von Kunststoff in eine sich zwischen zwei Formplatten eines Spritzgießwerkzeuges ausbildende Kavität an einem Randbereich derselben, Prägen des eingespritzten Kunststoffes durch Annähern der Formplatten während und/oder nach dem Einspritzvorgang, und Anwenden einer Ausgleichskraft, welche den infolge des Einspritzvorgangs und/oder des Prägeablaufs an den Druckplatten der Spritzgießmaschine angreifenden Kippkräften entgegenwirkt. Durch die Ausgleichskraft werden in der bereits beschriebenen Weise die Kippkräfte abgefangen und eine Kippauslenkung der Druckplatten der Spritzgießmaschine verhindert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:
1 eine schematische, im Bereich des Werkzeugs teilweise geschnittene Seitenansicht einer Spritzgießmaschine mit eingespanntem Werkzeug;
2 eine Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung;
3 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Werkzeugs für das Parallelprägen im geöffneten Zustand;
4 eine schematische Teilschnittdarstellung des in 3 gezeigten Werkzeugs im geschlossenen Zustand;
5 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Werkzeugs für das Klappprägen im geöffneten Zustand;
6 eine schematische Teilschnittdarstellung des in 5 gezeigten Werkzeugs, wenn sich die beiden Formplatten gerade berühren;
7 eine schematische Teilschnittdarstellung des in den 5 und 6 gezeigten Werkzeugs in vollständig geschlossenem Zustand; und
8 eine schematische Teilschnittdarstellung eines zwischen den Aufspannplatten einer Spritzgießmaschine gehalterten Werkzeugs für das Klappprägen, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung außerhalb des Werkzeugs angeordnet ist.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine an sich bekannte Spritzgießmaschine 1 im Aufriss. Die Maschine 1 weist zwei relativ zueinander bewegliche Aufspannplatten 2, 3 auf, welche das Werkzeug haltern. In dem hier dargestellten Beispiel ist die Aufspannplatte 3 feststehend, also unbeweglich, ausgeführt, während die Aufspannplatte 2 über z.B. vier Zylinder-Kolbenanordnungen 4, 5 (in 1 sind nur zwei dieser vier Zylinder-Kolbenanordnungen sichtbar) in Normalrichtung zu den Aufspannplatten 2, 3 verschiebbar ist. Die vier Zylinder-Kolbenanordnungen 4, 5 sind in der Regel so angeordnet, dass sie die Aufspannplatte 2 in den Eckbereichen abstützen.
Zwischen den Aufspannplatten 2, 3 befindet sich das Werkzeug. In dem hier dargestellten Beispiel weist das Werkzeug eine erste Formplatte 6 und eine zweite Formplatte 7 auf. Die erste Formplatte 6 ist als Matrizenformplatte ausgeführt, während die zweite Formplatte 7 als Formkernplatte realisiert ist. In der ersten Formplatte 6 ist eine Aussparung 8 mit einer vorgegebenen, dem herzustellenden Artikel angepassten dreidimensionalen Form vorgesehen. Die zweite Formplatte 7 weist an ihrem vorderen Ende einen sogenannten Formkern 9 auf, dessen äußere Formgebung an die Kontur der Aussparung 8 angepasst ist. In der zweiten Formplatte 7 ist eine Kunst stoffzuführungseinheit 10 vorgesehen. Die Kunststoffzuführungseinheit 10 ist beispielsweise in Form eines Heißkanals realisiert und mündet in einen Randbereich des vorspringenden Formkerns 9. Zustromseitig wird die im Werkzeug verlaufende Kunststoffzuführungseinheit 10 über einen Durchgang 11 in der unbeweglichen Aufspannplatte 3 gespeist. Die fließfähige Kunststoffmasse wird von einem in 1 nicht dargestellten Plastifiziersystem geliefert, welches üblicherweise vom Schneckentyp ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die mit dem Plastifiziersystem in Verbindung stehende Aufspannplatte 3 auch als bewegliche Komponente ausgeführt sein kann. In diesem Fall ist die Aufspannplatte 3 mit der daran gehalterten zweiten Formplatte 7 über eine Zylinder-Kolbenanordnung ähnlich 4, 5 verschiebbar, während die Aufspannplatte 2 feststehend ausgeführt ist.
Für die im Folgenden noch näher zu beschreibende Herstellung eines Formteils werden die beiden Formplatten 6 und 7 einander angenähert, wobei der Formkern 9 der zweiten Formplatte 7 in die Aussparung 8 der ersten Formplatte 6 eintaucht. Der dabei zwischen den beiden Formplatten entstehende Raum wird als Kavität bezeichnet. Beim Spritzprägen wird das Kunststoffmaterial zumindest teilweise noch vor Beendigung des Schließvorgangs des Werkzeugs in die Kavität eingebracht und im Rahmen der weiteren Schließbewegung (Prägephase) einer flächigen Druckbeaufschlagung unterzogen. Aufgrund der dünnwandigen Formgebung des herzustellenden Formteils und der weiten Fließwege tritt dabei in der Kavität ein Druckradient auf, d.h. der Druck im einspritznahen Bereich innerhalb der Kavität ist höher als der Druck im einspritzfernen Bereich der Kavität. Infolge des außermittigen oder allgemeiner gesagt zu der statischen Zentrallinie 12 der Spritzgießmaschine asymmetrischen Druckaufbaus im Werkzeug entstehen Kippkräfte, die auf die Zylinder-Kolbenanordnungen 4, 5 einwirken. Die Kippkräfte bewirken, dass die Plattenparallelität sowohl der Aufspannplatten 2, 3 sowie zwangsläufig dann auch der Form platten 6 und 7 beeinträchtigt wird. Hierdurch wird insbesondere in der Prägephase die Prozessführung stark beeinträchtigt.
2 verdeutlicht das Grundprinzip der Erfindung. Die von den Zylinder-Kolbenanordnungen 4, 5 der Spritzgießmaschine 1 ausgeübten Druckkräfte werden mit D1 und D2 bezeichnet und sind beispielsweise von identischer Größe. Die Kraft K stellt die resultierende Kraft dar, welche durch Vorgänge im Zusammenhang mit dem Einspritz- und/oder Prägeschritt innerhalb des Werkzeugs auftreten. Diese resultierende Kraft K, im folgenden als Kippkraft bezeichnet, greift (z.B. aufgrund einer außermittigen Einspritzstelle oder einer zur Einspritzstelle unsymmetrischen Formteilkontur) außerhalb der statischen Zentrallinie 12 der durch die Hydraulik 4, 5 gehalterten Rufspannplatte 2 an und bewirkt somit ein Drehmoment um einen konstruktiv bedingten Punkt P auf der statischen Zentrallinie 12. Ferner verändern sich im Laufe des Einspritz- und Prägevorgangs aufgrund der inhomogenen und zeitlich veränderlichen Druckverteilung im Werkzeug der Betrag und Angriffspunkt dieser Kippkraft. Erfindungsgemäß wird eine Ausgleichskraft AK angewendet, die der Kippkraft K entgegenwirkt. Der Betrag der anzuwendenden Ausgleichskraft AK ist gemäß dem Hebelgesetz abhängig von dem Angriffspunkt der Kraft und nimmt mit wachsender Entfernung von P ab, siehe AK'. Es wird deutlich, dass grundsätzlich eine einzige Krafterzeugungsanordnung zur Bereitstellung der Ausgleichskraft AK (oder AK') ausreicht.
Es wird darauf hingewiesen, dass Kippkräfte K nur solange auftreten können, wie das Werkzeug 6, 7 noch nicht vollständig geschlossen ist. Bei einem vollständig geschlossenen Werkzeug 6, 7 treten auch bei ungleichmäßiger Druckverteilung in der Kavität aufgrund der beidseitigen Anlage der Werkzeughälften keine Kippkräfte mehr auf.
Erfindungsgemäß können die Kippkräfte außerhalb des Werkzeugs oder im Werkzeug selber abgefangen werden. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Kippkräfte im Werkzeug selber abgefangen werden. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist in teilweise geschnittener Darstellung dargestellt. Dieselben oder ähnliche Teile wie in 1 werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die erste Formplatte 6' unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Formplatte 6 dadurch, dass sie in Bereichen seitlich außerhalb der Aussparung 8 zwei senkrecht zu der Formplatte 6' orientierte Durchgangsbohrungen 13, 14 aufweist. Die in 3 oben dargestellte Durchgangsbohrung 14 ist so angeordnet, dass sie bei geschlossenem Werkzeug einer Anschlagfläche 15 der zweiten Formplatte 7 gegenüber liegt, welche der Austrittsöffnung 16 der Kunststoffzuführung 10 direkt benachbart ist. Die andere Durchgangsbohrung 13 befindet sich an der gegenüberliegenden Seite der Aussparung 8, d.h. sie ist auf eine im einspritzfernen Bereich der zweiten Formplatte 7 liegende Anschlagfläche 17 gerichtet. Zusätzlich umfasst das Werkzeug eine (in Seitenansicht dargestellte) Basisplatte 18, welche rückseitig der ersten Formplatte 6' angeordnet ist und diese abstützt. Im eingebauten Zustand befindet sich die Basisplatte 18 also zwischen der Aufspannplatte 2 und der ersten Formplatte 6'. In der Basisplatte 18 sind bei 19 und 20 Zylinder-Kolbenanordnungen ausgebildet. Dabei erstrecken sich die Kolben 21 bzw. 22 der Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20 durch die Durchgangsbohrungen 13 bzw. 14 in der ersten Formplatte 6'.
Beim Paralellprägen werden nun die erste Formplatte 6' zusammen mit der Basisplatte 18 und die zweite Formplatte 7 einander angenähert. Der Formkern 9 taucht in die Aussparung 8 ein. Spätestens wenn die Formplatten 6', 7 eine für den Einspritzvorgang geeignete Stellung erreicht haben, werden die freien Enden der Kolben 13 und 14 in Anlage mit den Anschlagflächen 17 bzw. 15 an der zweiten Formplatte 7 gebracht. Die Bewegung der Platten 18, 6' und 7 erfolgt bis dahin automatisch in exakt paralleler Plattenstellung, da keine Kippkräfte vorhanden sind.
Im Folgenden wird angenommen, dass das Werkzeug so zwischen den Aufspannplatten 2, 3 angeordnet ist, dass die Zylinder-Kolbenanordnungen 19 und 20 einen identischen Abstand zu der Zentrallinie 12 aufweisen. Die Zylinder-Kolbenanordnungen 19 und 20 werden nun mit identischen Drücken betrieben. Folglich entstehen identische Andruckkräfte zwischen dem Kolben 14 und der Anschlagfläche 15 und dem Kolben 13 und der Anschlagfläche 17. Die Werkzeug-Parallelität bleibt daher erhalten.
Anschließend wird über die Kunststoffzuführungseinheit 10 die Kunststoffmasse in die bereits ausgebildete Kavität eingespritzt. Das Einspritzen erfolgt mit hohem Druck und unter Ausbildung eines Druckradienten entlang des Fließweges in der Kavität. Um das dadurch entstehende Ungleichgewicht der zwischen den Werkzeughälften wirkenden Druckkräfte zu kompensieren, wird der Druck in der einspritznahen Zylinder-Kolbenanordnung 20 erniedrigt. Die Druckanpassung muss theoretisch ab Eintritt der Kunststoffmasse in die Kavität vorgenommen werden.
In der anschließenden Prägephase wird das Werkzeug durch eine Weiterbewegung der Aufspannplatte 2 vollständig geschlossen. Dabei wird in Abhängigkeit von der Druckverteilung in der Kavität der Druck in den beiden Zylinder-Kolbenanordnungen 19 und 20 gesteuert. Dies kann durch eine Druckreduzierung in der einspritzfernen Zylinder-Kolbenanordnung 19 oder durch einen zumindest teilweisen Wiederaufbau des Druckes in der einspritznahen Zylinder-Kolbenanordnung 20 erfolgen. Die Steuerung sollte Idealerweise so vorgenommen werden, dass ein Kräftegleichgewicht Ober- und unterhalb der Zentrallinie 12 aufrechterhalten wird, so dass kein Drehmoment um eine die Zentrallinie 12 schneidende Kippachse (siehe Punkt P, 2) entsteht.
Durch das erfindungsgemäße Abfangen von Kippkräften während des Schließvorgangs mittels der Zylinder-Kolbenanordnungen 19 und 20 wird gewährleistet, dass auch die Prägephase bei exakt paralleler Plattenstellung der Aufspannplatten 2, 3 und damit auch der Formplatten 6', 7 erfolgt.
Die Steuerung der Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20 kann entweder durch Druckaufnehmer (nicht dargestellt) erfolgen, welche die Druckverteilung in der Kavität 8 messen, oder es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung in Abhängigkeit von einer Erfassung des Verschiebeweges beim Schließen des Werkzeugs in der Prägephase vorgenommen wird. Eine Steuerung über die Schnecke eines Plastifiziersystems oder gegebenenfalls auch eine einfache zeitliche Steuerung sind ebenfalls möglich.
Nach Beendigung der Prägephase liegen die Anschlagflächen 15 und 17 der zweiten Formplatte 7 auf Gegenanschlagflächen 23 bzw. 24 der ersten Formplatte 6' auf (4). Um eine maximale Effizienz der Maschinenzuhaltung zu gewährleisten, sollten die Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20 spätestens nach dem vollständigen Schließen des Werkzeuges vollständig entlastet werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Zylinder-Kolbenanordnungen 19 und 20 auch vollständig in der ersten Formplatte 6' oder in der zweiten Formplatte 7 ausgebildet sein können, wobei dann die Basisplatte 18 entfällt. Aus Gründen der Kompatibilität und Modularität des Werkzeugaufbaus ist es in vielen Fällen jedoch vorteilhafter, die Hydraulik in der speziell hierfür vorgesehenen zusätzlichen Basisplatte 18 unterzubringen.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs, welches für das Klappprägen vorgesehen ist. Wiederum werden ähnliche oder identische Teile mit denselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet.
Die erste Formplatte 6" ist im geöffneten Zustand, der in 5 dargestellt ist, gegenüber der zweiten Formplatte um einen Winkel, z.B. im Bereich von 0° bis 30°, geneigt. Diese Neigung wird beispielsweise dadurch ermöglicht, dass die erste Formplatte 6" an zwei Trägern, welche fest mit der Basisplatte 18' verbunden sind, drehbar gelagert ist. In 5 ist der hintere Träger 25 dargestellt. Die drehbare Lagerung erfolgt über einen in 5 durch die erste Formplatte 6" verdeckten Achsfortsatz, welcher sich durch ein Langloch 26 in dem Träger 25 erstreckt. Der in 4 nicht dargestellte parallel zu dem Träger 25 verlaufende vordere Träger liegt in Blickrichtung vor der ersten Formplatte 6", wobei diese ebenfalls über einen (nicht dargestellten) Achsfortsatz an diesen vorderen Träger angelenkt ist. Die Lage der Drehachse ist mit dem Bezugszeichen 27 angedeutet.
Die Neigung der ersten Formplatte 6" relativ zu der zweiten Formplatte 7 ergibt sich dadurch, dass die erste Formplatte 6" in ihrem oberen, trägernahen Bereich über eine in der Basisplatte 18' angeordnete Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' von der Basisplatte 18' weggedrückt wird, und andererseits im unteren, achsfernen Bereich an der Basisplatte 18' anliegt. Sofern das Werkzeug, wie in den 1 und 5 dargestellt, in Horizontalrichtung verfahren wird, muss die Anlage an der Basisplatte 18' durch eine mechanische Verbindung zwischen der Basisplatte 18' und der ersten Formplatte 6" erzwungen werden. Bei einer in Vertikalrichtung arbeitenden Spritzgießmaschine 1 wird die Anlage durch die Schwerkraft gewährleistet.
Im Unterschied zu der ersten Formplatte 6' weist die erste Formplatte 6" im einspritznahen oberen Bereich keine Bohrung für den Kolben 22' der Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' auf. D.h., dass der Kolben 22' der Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' unmittelbar die Rückseite der ersten Formplatte 6" beaufschlagt, während der Kolben 21' der einspritzfernen Zylinder-Kolbenanordnung 19' genauso wie in 3 mittels einer Durchgangsbohrung 13' durch die erste Formplatte 6" hindurch geführt ist. Die Begriffe einspritznah und einspritzfern beziehen sich stets auf die Entfernung zu der Austrittsöffnung 16 der Kunststoffzuführungseinheit 10.
Die Anfangsneigung der ersten Formplatte 6" kann somit durch den Hub des Kolbens 22' gezielt vorgegeben werden. Die erste Formplatte 6" ist im geöffneten Zustand des Werkzeugs gegenüber der zweiten Formplatte 7 derart geneigt, dass der Abstand zwischen den Formplatten 6" und 7 in demjenigen Randbereich des Formkerns 9 bzw. der Aussparung 8, in dem die Austrittsöffnung 16 der Kunststoffzuführungseinheit 10 angeordnet ist, am geringsten ist. Die zweite Formplatte 7 und die Basisplatte 18' sollen sich während des gesamten Herstellungsprozesses exakt parallel gegenüber stehen.
Die Formplatten 6" und 7 werden nun durch ein Verfahren der Rufspannplatten 2, 3 einander angenähert. In 6 ist das Werkzeug in einem Verfahrensstadium gezeigt, in dem die Anschlagfläche 15, die unmittelbar an den Formkern 9 der zweiten Formplatte 7 angrenzt, mit einer Anschlagfläche 28 der ersten Formplatte 6", die unmittelbar an die Aussparung 8 der ersten Formplatte 6" angrenzt, in Berührung gelangt ist.
Ein weiteres durch die Bewegung der Aufspannplatte 2 bewirktes Verfahren der Basisplatte 18' in Richtung der zweiten Formplatte 7 führt zu einer Klappbewegung der ersten Formplatte 6" um die Drehachse 27.
Um während der Klappbewegung die an sich punktuell auftretenden Druckkräfte auf Flächen zu verteilen und um Seitenkräfte zu vermeiden, sind vorzugsweise in den druckbeaufschlagten Bereichen der ersten Formplatte 6" Ausgleichselemente 30 vorgesehen. Beispielsweise sind diese Ausgleichselemente 30 als Kugelabschnitte ausgebildet, die drehbar in komplementär geformten Aussparungen der ersten Formplatte 6" gelagert sind. Die Kugelabschnitte bleiben bei der Klappbewegung unbewegt, so dass an sämtlichen druckbeaufschlagten Bereichen der ersten Formplatte 6" eine neigungsunabhängige Geometrie vorliegt.
In der in 6 gezeigten Stellung vor dem Beginn des Einspritzvorgangs werden die Zylinder-Kolbenanordnungen 19' und 20' mit nahezu identischen Drücken beaufschlagt. Durch die Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' wird an den Anschlagflächen 15 und 28 eine Schließkraft im Werkzeug erzeugt. Die gleiche Kraft wird von dem Kolben 21' auf die Anschlagfläche 17 ausgeübt. Wie bereits beim ersten Ausführungsbeispiel erläutert, herrscht somit eine Kräftegleichgewicht im Werkzeug bezüglich einer Verkippung um einen Drehpunkt P (siehe 2) .
In diesem Zustand wird über die Kunststoffzuführungseinheit 10 die Kunststoffmasse in die sich zwischen der Aussparung 8 und dem Formkern 9 bildende Kavität 29 eingespritzt. Während die Kunststoffmasse in die Kavität 29 eintritt oder daran anschließend wird die Basisplatte 18' zusammen mit der ersten Formplatte 6" weiter in Richtung der zweiten Formplatte 7 verfahren. Beim zweiten Ausführungsbeispiel bewirkt das Verfahren der Basisplatte 18' zusammen mit der ersten Formplatte 6" eine Klappbewegung der ersten Formplatte 6" gegenüber der zweiten Formplatte 7, wobei die Neigung der ersten Formplatte 6" gegenüber der zweiten Formplatte 7 mit zunehmendem Schließgrad des Werkzeugs kontinuierlich abnimmt. Unterstützt durch die Klappbewegung der ersten Formplatte 6" verteilt sich die Kunststoffmasse vom Bereich der Austrittsöffnung 16 der Kunststoffzuführungseinheit 10 in Richtung des einspritzfernen Randbereichs der sich ausbildenden Kavität 29.
Während des Einspritzvorgangs und der Klappbewegung werden die Zylinder-Kolbenanordnungen 19' und 20' folgendermaßen betrieben: Wie bereits erläutert tritt am Anfang der Einspritzphase ein hoher Einspritzdruck (z.B. über 300 bar) im Bereich der Austrittsöffnung 16 auf. Die von der Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' bewirkte Schließkraft muss größer als die durch den Einspritzdruck erzeugte Öffnungskraft sein, damit die beiden Formplatten 6" und 7 im einspritznahen Anlagebereich 15, 28 in Kontakt bleiben. Solange diese Bedingung erfüllt ist, wovon im Folgenden ausgegangen wird, wird die durch den Einspritzdruck bewirkte Öffnungskraft im einspritznahen Bereich unabhängig von der Größe der Öffnungskraft vollständig von der Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' aufgenommen. D.h., dass beim zweiten Ausführungsbeispiel, bei welchem der Kolben 22' die erste Formplatte 6" abstützt und nicht gegen die zweite Formplatte 7 drückt, die zwischen den beiden Formplatten 6" und 7 durch den Einspritzvorgang hervorgerufene Öffnungskraft im einspritznahen Bereich keinen Einfluss auf die Parallelität der Basisplatte 18' und der zweiten Formplatte 7 hat.
Im weiteren Verlauf gelangt die Kunststoffmasse unterstützt durch die Kippbewegung immer weiter in den einspritzfernen Bereich der Kavität 29. Dabei kommt es zu einem Druckaufbau entlang der Fließstrecke des Kunststoffmasse, wobei dieser Druck zunehmend über das in 6 unten dargestellte Ausgleichselement 30 außermittig auf die Basisplatte 18' einwirkt. Die hier auf die Basisplatte 18' ausgeübte Andruckkraft (Kippkraft) addiert sich zu der über die Zylinder-Kolbenanordnung 19' ausgeübten Andruckkraft (Ausgleichskraft). Um sicherzustellen, dass die Summe dieser beiden Kräfte im wesentlichen gleich der von der Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' ausgeübten Schließkraft bleibt, muss die Andruckkraft der in der 5 unten dargestellten Zylinder-Kolbenanordnung 19' während des Schließvorgangs (und theoretisch bereits ab Eintritt der Kunststoffmasse in die Kavität 29) sukzessive verringert werden. Würde eine Verringerung der von der Zylinder-Kolbenanordnung 19' ausgeübten Ausgleichskraft nicht vorgenommen, würden die Basisplatte 18' und die zweite Formplatte 7 im einspritzfernen Bereich auseinandergehen (d.h. die bewegliche Aufspannplatte 2 würde sich gegenüber der unbeweglichen Aufspannplatte 3 aus der Parallelstellung herausbewegen), wodurch die Schließbewegung undefiniert wird, und es wäre der Spritzgießmaschine (siehe 1) im extremsten Fall nicht möglich, die Kavität 29 im einspritzfernen Bereich zu schließen.
Um zu gewährleisten, dass während der Schließbewegung die von der oberen Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' ausgeübte Andruckkraft trotz Hubänderung konstant bleibt, ist die Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' mit einem Überdruckventil oder Servoventil ausgerüstet, welches einen konstanten Zylinderinnendruck gewährleistet.
Die Steuerung der Druckerniedrigung der Zylinder-Kolbenanordnung 19' kann wie bei dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel über eine Druckmessung innerhalb der Kavität 29 oder über eine Wegmessung erfolgen. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, die Zylinder-Kolbenanordnung 19' mit einer Parallelanordnung zuschaltbarer Überdruckventile mit unterschiedlichen Auslösedrücken auszustatten. In Abhängigkeit von dem Grad der Schließbewegung, welcher z.B. von einem am Werkzeug angebrachten Abstandssensor 31 ermittelt wird, werden der Reihe nach Überdruckventile mit abnehmendem Auslösedruck zugeschaltet, wodurch ein für die Praxis ausreichender stufenweiser Druckabbau in der Zylinder-Kolbenanordnung 19' stattfindet. Der Auslösedruck des Überdruckventils mit dem höchsten Auslösedruck ist identisch mit dem Auslösedruck des Überdruckventils, welches der Anstell-Zylinder-Kolbenanordnung 20' zugeordnet ist. Anstelle der mehreren Überdruckventile kann auch ein einstellbares Servoventil verwendet werden. Bei den anderen Ausführungsbeispielen kann entsprechend vorgegangen werden.
Die 7 zeigt das Werkzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel im vollkommen geschlossenen Zustand. Die Form der Kavität 29 bestimmt nun die Form des herzustellenden Endprodukts. Die Zylinder-Kolbenanordnungen 19', 20' werden entspannt, um die maximale Maschinenzuhaltung zu ermöglichen.
Im Werkzeug bleibt nach dem Schließen und Beendigung der Prägephase der Spritzdruck für eine vorgegebene Zeitspanne aufrechterhalten, so dass im einspritznahen Bereich ein Einfall vermieden wird. Je weiter man sich vom Einspritzpunkt entfernt, desto stärker trägt das Klappprägen zum Vermeiden von Einfall bei. Deshalb ist das Klappprägen für die Herstellung großflächiger, transparenter Formteile besonders geeignet. Nach einer gewissen Verfestigung der Kunststoffmasse werden die Aufspannplatten 2, 3 der Spritzgießmaschine auseinander gefahren, das Werkzeug 18', 6", 7 geöffnet und das fertige Formteil mittels einer nicht gezeigten Auswurfeinrichtung aus dem Werkzeug entfernt.
Die beiden Ausführungsbeispiele sind insoweit funktionell vergleichbar, dass während des Spritzprägevorgangs entstehende Kippkräfte stets durch eine in dem Werkzeug (bzw. in einer hier zum Werkzeug gerechneten zusätzlichen Basisplatte) vorgesehenen Krafterzeugungseinrichtung abgefangen werden, so dass sie nicht auf die Aufspannplatten 2, 3 der Spritzgießmaschine 1 einwirken. Die für den Kippkraftausgleich eingesetzten Krafterzeugungsanordnungen sind in den Figuren mit A (Klappprägen) und A, B (Parallelprägen) verdeutlicht. Die gleiche Wirkung lässt sich auch durch eine Werkzeug-externe Krafterzeugungseinrichtung A oder A, B realisieren. Beispielsweise ist es ohne weiteres möglich, die Krafterzeugungseinrichtung A bzw. A, B nicht in der Basisplatte 18, 18' sondern in einer oder in beiden Aufspannplatten 2, 3 oder in einer zusätzlichen Einrichtung zwischen den beiden Aufspannplatten 2, 3 im Außenbereich des Werkzeuges anzubringen.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem eine Klappprägung mit einer außerhalb des Werk zeugs angeordneten Krafterzeugungseinrichtung A durchgeführt wird.
Das Werkzeug unterscheidet sich von dem in den 5, 6 und 7 dargestellten Werkzeug lediglich dadurch, dass die die Ausgleichskraft bereitstellende Zylinder-Kolbenanordnung 19", welche funktionell der werkzeug-internen Zylinder-Kolbenanordnung 19' entspricht, außerhalb des Werkzeugs ausgeführt ist. Beim Klappprägen wird, wie bereits erläutert, nur eine Zylinder-Kolbenanordnung 19' bzw. 19" (A) zur Erzeugung einer Ausgleichskraft benötigt.
Auch das anhand der 3 und 4 beschriebene Parallelprägen kann mit einer außerhalb des Werkzeugs angeordneten Krafterzeugungseinrichtung durchgeführt werden. Das Werkzeug ist dann ohne die beiden Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20 ausgestattet. Funktionell gleichwirkende Zylinder-Kolbenanordnungen sind durch 19" (A) und den gestrichelten Kraftpfeil bei B dargestellt.
Die zu einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebenen Maßnahmen und Verfahrensabläufe, insbesondere hinsichtlich der Steuerung der Krafterzeugungsanordnungen A bzw. A, B, gelten sinngemäß auch für die anderen Ausführungsbeispiele. Ferner wird darauf hingewiesen, dass in allen Ausführungsbeispielen die Ausnehmung 8 und der Formkern 9 auch vertauscht angeordnet sein können und dass die Aufspannplatten 2, 3 der Spritzgießmaschine z.B. auch einstöckig mit den Formplatten ausgeführt sein können.
Im Allgemeinen können getrennte Hydrauliksysteme für die Spritzgießmaschine (Hydraulik 4,5) und die Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20 (3, 4) bzw. 19', 20' (5 bis 7) bzw. 19", 20' (8) vorgesehen sein. Da die genannten Systeme jedoch Kräfte von vergleichbarer Größe erzeugen, können die Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20, 19', 20', 19" an die Hydraulikversorgung der Spritzgießmaschine 1 angeschlossen werden. Spritzgießmaschinen 1 arbeiten derzeit aufgrund sicherheitstechnischer Vorgaben typischerweise mit einem Maximaldruck von 150 bar. Um die genannten Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20, 19', 20', 19" mit geringerem Durchmesser als die Hydrauliken 4, 5 der Spritzgießmaschine 1 gestalten zu können, sind jedoch höhere Hydraulikdrücke erforderlich. Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20, 19', 20', 19" daher jeweils mit vorgeschalteten Druckverstärkern ausgerüstet. Diese Druckverstärker (nicht dargestellt) erhöhen den Systemdruck der Spritzgießmaschine 1 (oder auch eines separaten Hydraulikfluidspeichers) von z.B. 150 bar auf den 1,5-fachen bis 5-fachen Wert, z.B. 500 bar. Durch Verwendung der Druckverstärker wird erreicht, dass die Durchmesser der Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 19', 20, 20', 19" um den Faktor 1,5 bis 5 kleiner als die Durchmesser der Hydrauliken 4, 5 der Spritzgießmaschine 1 sein können, und dennoch die Hydraulikversorgung der Spritzgießmaschine 1 für die Hydraulikversorgung der Zylinder-Kolbenanordnungen 19, 20, 19', 20', 19" mitverwendet werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Ausgleichen von beim Spritzprägen von großflächigen Kunststoff-Formteilen infolge des Einspritzvorgangs und/oder des Prägeablaufs an den Druckplatten (2, 3) einer Spritzgießmaschine (1) angreifenden Kippkräften (K), mit einer Krafterzeugungseinrichtung (A, B) zur Erzeugung einer Ausgleichskraft (AK, AK'), welche diesen Kippkräften (K) entgegenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafterzeugungseinrichtung eine erste Krafterzeugungsanordnung (A) aufweist, die eine im einspritzfernen Bereich des Formteils den Kippkräften (K) entgegenwirkende erste Ausgleichskraft erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafterzeugungseinrichtung ferner eine zweite Krafterzeugungsanordnung (B) aufweist, die eine im einspritznahen Bereich des Formteils den Kippkräften (K) entgegenwirkende zweite Ausgleichskraft erzeugt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner eine Messwerte-Aufnehmereinrichtung (31) umfasst, welche eine für den Prozessfortschritt des Einspritzvorgangs und/oder des Prägeablaufs charakteristische Messgröße aufnimmt und ein Messsignal zur Ansteuerung der Krafterzeugungseinrichtung (A, B) ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte-Aufnehmereinrichtung (31) zur Erfassung eines Bewegungsweges von Formplatten (6, 6', 6", 6"'; 7) eines zwischen den Druckplatten (2, 3) der Spritzgießmaschine (1) vorgesehenen Werkzeugs ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte-Aufnehmereinrichtung zur Erfassung von Drücken innerhalb einer Kavität (29) ausgebildet ist, welche von Formplatten (6, 6', 6", 6"'; 7) eines zwischen den Druckplatten der Spritzgießmaschine (1) vorgesehenen Spritzgießwerkzeuges gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte-Aufnehmereinrichtung zur Erfassung eines Drehweges einer Schnecke in einem Schnecken-Plastifizierungssystem der Spritzgießmaschine (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafterzeugungseinrichtung (A, B) außerhalb eines zwischen den Druckplatten (2, 3) der Spritzgießmaschine (1) vorgesehenen Werkzeugs angeordnet ist.
Werkzeug für eine Spritzgießmaschine, wobei die Krafterzeugungseinrichtung (A, B) einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 integral in dem Werkzeug ausgebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zwei Formplatten umfasst, und dass die Krafterzeugungseinrichtung (A, B) in dem Werkzeug so ausgeführt ist, dass die erste Ausgleichskraft und die zweite Ausgleichskraft zwischen den beiden Formplatten des Werkzeuges ausgeübt werden.
Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zwei Formplatten '(6', 7) und eine rückseitig einer der Formplatten (6') angeordnete Basisplatte (18) umfasst, und dass die Krafterzeugungseinrichtung (A, B) in dem Werkzeug so ausgeführt ist, dass die erste Ausgleichskraft und die zweite Ausgleichskraft zwischen der Basisplatte (18) und der basisplattenfernen Formplatte (7) ausgeübt werden.
Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zwei Formplatten (6", 6"'; 7) und eine rückseitig einer der Formplatten (6", 6"') angeordnete Basisplatte (18', 18") umfasst, dass die Krafterzeugungseinrichtung (A) in dem Werkzeug so ausgeführt ist, dass die erste Ausgleichskraft zwischen der Basisplatte (18', 18") und der basisplattenfernen Formplatte (7) ausgeübt wird, und dass eine weitere Krafterzeugungsanordnung (20') in dem Werkzeug vorgesehen ist, welche eine im einspritznahen Bereich zwischen der Basisplatte (18', 18") und der basisplattennahen Formplatte (6", 6"') wirkende Anstellkraft ausübt.
Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die basisplattennahe Formplatte (6", 6"') verschwenkbar oder drehbar gelagert ist.
Vorrichtung oder Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafterzeugungsanordnungen (A, B) in Form von Zylinder-Kolbenanordnungen (19, 19', 19", 20) ausgeführt sind.
Vorrichtung oder Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolbenanordnung (19, 20', 19", 20) der Krafterzeugungsanordnung (A, B) von einer Hydraulikversorgung für die Spritzgießmaschine (1) gespeist wird.
Vorrichtung oder Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder-Kolbenanordnungen (19, 19', 19", 20) der Krafterzeugungsanordnung (A, B) ein Druckverstärker vorgeschaltet ist, welcher eine Druckverstärkung insbesondere um einen Faktor zwischen 1,5 und 5 bewirkt.
Vorrichtung oder Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil ein optisches Formteil, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Fensterscheibe, ist.
Verfahren zum Herstellen von großflächigen Kunststoff-Formteilen in einer Spritzgießmaschine (1), mit den Schritten: – Einspritzen von Kunststoff in eine sich zwischen zwei Formplatten (6, 6', 6", 6"'; 7) eines Spritzgießwerkzeuges ausbildende Kavität (29); – Prägen des eingespritzten Kunststoffes durch Annähern der Formplatten (6, 6', 6", 6"'; 7) während und/oder nach dem Einspritzvorgang; – Anwenden einer Ausgleichskraft (AK, AK'), welche den infolge des Einspritzvorgangs und/oder des Prägeablaufs an den Druckplatten (2, 3) der Spritzgießmaschine (1) angreifenden Kippkräften (K) entgegenwirkt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine im einspritzfernen Bereich der Kavität (29) den Kippkräften (K) entgegenwirkende erste Ausgleichskraft angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine im einspritznahen Bereich der Kavität (29) den Kippkräften (K) entgegenwirkende zweite Ausgleichskraft angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Formplatten (6, 6'; 7) beim Prägeschritt einander in Parallelstellung angenähert werden, und dass die zweite Ausgleichskraft beim Einspritz- und/oder beim Prägeschritt zunächst reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Formplatte (6", 6"') beim Prägeschritt in einer Klappbewegung der zweiten Formplatte (7) angenähert wird, und dass die erste Ausgleichskraft beim Einspritz- und/oder beim Prägeschritt reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer rückseitig der ersten Formplatte (6", 6"') angeordneten Basisplatte (18', 18") und der zweiten Formplatte (7) eine im einspritznahen Bereich der Kavität (29) wirkende Anstellkraft zwischen der Basisplatte (18', 18") und der ersten Formplatte (6", 6"') erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskraft (AK, AK') nach vollständigem Schließen der Formplatten (6, 6', 6", 6"'; 7) vollständig entlastet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine für den Prozessfortschritt des Einspritz- und/oder des Prägeschrittes charakteristische Messgröße (31) aufgenommen wird, und dass die Ausgleichskraft (AK, AK') in Abhängigkeit von der Messgröße gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße (31) ein Bewegungsweg von Formplatten (6, 6', 6", 6"'; 7) eines zwischen den Druckplatten (2, 3) der Spritzgießmaschine (1) vorgesehenen Werkzeugs ist.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße ein Druck oder eine Druckverteilung innerhalb einer von Formplatten (6, 6', 6", 6"'; 7) eines Spritzgießwerkzeuges gebildeten Kavität (29) ist.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße ein Drehweg einer Schnecke in einem Schnecken-Plastifizierungssystem der Spritzgießmaschine (1) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil ein optisches Formteil, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Fensterscheibe, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolbenanordnung (19, 20', 19", 20) der Krafterzeugungsanordnung (A, B) von einer Hydraulikversorgung für die Spritzgießmaschine (1) gespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Zylinder-Kolbenanordnung (19, 19', 19", 20) der Krafterzeugungsanordnung (A, B) vorgeschalteter Druckverstärker eine Druckverstärkung insbesondere um einen Faktor zwischen 1,5 und 5 bewirkt.