DE202005016752U1

DE202005016752U1 - Spritzgießwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Materialien

Info

Publication number: DE202005016752U1
Application number: DE202005016752U
Authority: DE
Original assignee: Exaflow & Co KG GmbH
Current assignee: Exaflow & Co KG GmbH
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: DE102005051230A1

Abstract

Spritzgießwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug aus mindestens zwei Formeinsätzen besteht, die durch einen oder mehrere Zwischenkonturplatten formschlüssig voneinander getrennt sind, wobei die Zwischenkonturplatten nach erfolgtem Einspritzprozess entfernt und die Formeinsätze kraftschlüssig miteinander verbunden werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Materialien, wobei das Spritzwerkzeug aus mindestens zwei Formeinsätze und/oder Formplatten besteht, die durch einen oder mehrere Zwischenkonturplatten formschlüssig voneinander getrennt sind, wobei die Zwischenkonturplatten nach erfolgtem Einspritzprozess entfernt und die Formeinsätze kraftschlüssig miteinander verbunden werden können.
Das Spritzgießen wird seit längerer Zeit zum technischen Herstellen von Kunststoffformteilen eingesetzt. So beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 103 56 931 ein Spritzgießwerkzeug mit wenigstens einer oberen Werkzeughälfte and wenigstens einer unteren Werkzeughälfte. In dem Kanal ist eine in Längsrichtung bewegbare Verschlussnadel angeordnet, mittels der eine Düse verschließbar ist. Die beiden Werkzeughälften sind derart zueinander beweglich ausgeführt, dass ein Spritzgussteil in geöffnetem Zustand der Spritzgussform mit einem Auswerfer aus der Spritzgussform entfernt werden kann.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 102 34 059 A1 beschreibt demgegenüber ein Spritzgießwerkzeug mit einer festen Formhälfte und einer relativ dazu gesteuert bewegbaren Formhälfte; das hier beschriebene Spritzgießwerkzeug weist außerdem einen Schieber auf, der in einem Schieberkanal des Werkzeuges untergebracht ist, wobei zum Spritzgießen der Schieber in eine dafür vorgesehene Stellung verlagert wird.
Aus der Literatur sind zudem Angussvorrichtungen für Spritzgießwerkzeuge mit einem im Werkzeug geführten Angusskanal bekannt. So beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 198 51 320 eine Angussvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge, die als vorgefertigte Einsätze ausgebildet sind und in vorgesehene Aussparungen der Werkzeugplatte eingesetzt werden. Die Angussvorrichtung enthält hierbei mindestens einen horizontal verlaufenden Angusskanal, an dessen Ende eine nach oben gerichtete Austrittsöffnung vorgesehen ist.
Auch die deutsche Patentschrift DE 102 53 080 beschreibt eine Angussvorrichtung für ein Spritzgießwerkzeug mit einem vorgefertigten Einsatzkörper, der einen Angusskanal enthält, wobei dieser Einsatzkörper in eine Aussparung des Spritzgießwerkzeugs einsetzbar ist. Die Herstellung solcher Angussvorrichtungen nach dem Pulverspritzverfahren ist in der Literatur ausführlich beschrieben. So beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 101 18 254 ein Pulverspritzverfahren von keramischen und/oder metallischen Pulvern zur Herstellung von Bauteilen nahezu beliebig komplexer Geometrie.
Beim Spritzgießen werden Kunststoffteile aus plastischen Formmassen hergestellt, indem durch eine Spritzgießmaschine mit hohem Druck die plastische Masse in den Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges eingespritzt wird. Eine Spritzgießmaschine besteht typischerweise aus einer Spritzgießeinheit, die einen beheizten Zylinder, Kolben, Vorratsbehälter und Antriebsaggregat umfasst, in denen die plastische Formmasse dosiert, aufgeschmolzen und in das geschlossene Werkzeug unter Druck eingespritzt wird. Außerdem umfasst eine Spritzgießmaschine typischerweise eine Schließeinheit, die anschließend das Werkzeug schließt und wieder öffnet.
Problematisch bei der Verwendung von konventionellen Spritzgießmaschinen ist hierbei jedoch, stets eine gute und homogene Verteilung des geschmolzenen Kunststoffs im Werkzeug sicherzustellen; besonders in Bereichen, in denen die Spritzgießform nur eine geringe räumliche Dimensionierung aufweist. Nachteilig ist zudem, dass eine Verarbeitung von zwei unterschiedlichen thermoplastischen Materialien in einem Werkstück meist mit erheblichem Mehraufwand verbunden ist.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, ein Spritzgießwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Materialien bereit zu stellen, wobei das Spritzgießwerkzeug eine homogene und vollstän dige Verteilung der plastischen Formmasse in der Spritzgießform sicherstellen soll. Zudem soll das Spritzgießwerkzeug die Möglichkeit bieten, unterschiedliche plastische Materialien mit jeweils unterschiedlichen physikalischen, thermischen oder optischen Eigenschaften in einem einzigen Spritzgießprozess miteinander zu verarbeiten.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Spritzgießwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Formmassen gelöst, das aus mindestens zwei Formeinsätzen besteht, die durch einen oder mehrere Zwischenkonturplatten formschlüssig voneinander getrennt sind, wobei die Zwischenkonturplatten nach erfolgtem Einspritzprozess entfernbar sind und die Formeinsätze kraftschlüssig miteinander verbunden werden können.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass es durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spritzgießwerkzeugs möglich ist, eine homogene und vollständige Verteilung der Formmasse in der Spritzgießform sicherzustellen. Durch das Entfernen der Zwischenkonturplatten ist es möglich, die Formeinsätze kraftschlüssig miteinander zu verbinden und so die Bildung von Hohlräumen innerhalb des Formhohlraums auszuschließen. Weiter ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, die Formhohlräume mit unterschiedlichen plastischen Materialien zu befüllen, die unterschiedliche physikalische, thermische oder optische Eigenschaften aufweisen und nach Entfernen der Zwischenkonturplatten durch kraftschlüssiges Verbinden der Formhohlräume die unterschiedlichen plastischen Materialien direkt miteinander zu verbinden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 und folgenden angegeben. Eine Weiterentwicklung nach Schutzanspruch 2 gestattet es, dass das Spritzgießwerkzeug eine Angussvorrichtung umfasst, die in eine Aussparung des Spritzgießwerkzeugs eingesetzt werden kann. Schutzanspruch 3 zeigt, dass die Angussvorrichtung eine zylinderförmige oder mehreckige äußere Form aufweisen kann. Weiter kann nach Schutzanspruch 4 die Angussvorrichtung einen oder mehrere Angusskanäle aufweisen. Eine Weiter entwicklung nach Schutzanspruch 5 gestattet es, dass die Angussvorrichtung runde und/oder eckige Tunnelangusskanäle aufweisen kann. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Schutzanspruch 6 ist es zudem möglich, dass die Angussvorrichtung einen oder mehrere bananenförmige Angusskanäle aufweist. Nach Schutzanspruch 7 kann die Angussvorrichtung einen oder mehrere bananenförmige Angusskanäle tragen, die an der oberen Angusskante der Angussvorrichtung beginnen und an der gegenüberliegenden Außenkante im Bereich des Formhohlraums enden. Nach Schutzanspruch 8 ist es außerdem vorteilhaft, wenn der Angusskanal der Angussvorrichtung im Bereich der Innenseite des Formkörpers endet. Eine Weiterentwicklung nach Schutzanspruch 9 gestattet es zudem, dass die Formplatten des Spritzgießwerkzeugs ungleichmäßige Oberflächen, vorzugsweise ein Wellen-, Zacken-, Punkt- und/oder Hohlraumprofil aufweisen. Eine Ausgestaltung nach Schutzanspruch 10 zeigt, dass der Abstand der Wellen Zacken und/oder Punkte 0,001 bis 5 mm und die Höhe der Wellen, Zacken und/oder Punkte 0,001 bis 5 mm beträgt. Nach Schutzanspruch 11 ist es zudem möglich, dass die Wellen-, Zacken-, Punktund/oder Hohlraumprofile mechanisch, chemisch und/oder durch den Einsatz eines Lasers erzeugt werden. Gemäß Anspruch 12 ist es weiter möglich, dass die Wellen-, Zacken-, Punkt- und/oder Hohlraumprofile in einem Winkel von 0 bis 90°, vorzugsweise in einem Winkel von 90°, zueinander versetzt angeordnet sind. Schutzanspruch 13 ermöglicht es, dass die Angussvorrichtung und/oder das Spritzgießwerkzeug pulvermetallurgisch oder pulverkeramisch hergestellt werden. Eine Weiterentwicklung nach Schutzanspruch 14 gestattet es, dass die Angussvorrichtung und/oder das Spritzgießwerkzeug mittels Metal Injection Molding (MIM), Ceramic Injection Molding (CIM) oder Power Injection Moulding (PIM) hergesellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 die schematische Darstellung des Spritzgießwerkzeugs mit Zwischenkonturplatten,
2 die schematische Darstellung des Spritzgießwerkzeugs ohne Zwischenkonturplatten,
3 die schematische Darstellung des Formkörpers vor dem kraftschlüssigen Verbinden.
1 zeigt die schematische Darstellung des Spritzgießwerkzeugs mit Zwischenkonturplatten. Die Formplatten 1 werden durch die Zwischenkonturplatten 2 räumlich voneinander getrennt, wobei die Formplatten 1 die jeweiligen Formeinsätze 3 beinhalten. Die Formeinsätze 3 weisen einen jeweiligen Formhohlraum 4 auf, der der Hälfte des zu bildenden Formkörpers entspricht. Die Formplatten 1 sind durch Aufspannplatten 5 fixiert. Nach erfolgtem Einspritzprozess in die Formhohlräume 4 werden die Zwischenkonturplatten 2 mechanisch aus der Vorrichtung entfernt und die beiden Formplatten mit integrierten Formeinsätzen kraftschlüssig miteinander in Verbindung gebracht, sodass der Formhohlkörper gebildet wird. Eventuelle Volumendefizite beim Einspritzprozess können durch eine Aussparung an den Zwischenkonturplatten 2 kompensiert werden, sodass in die jeweiligen Formhohlräume 4 plastisches Material in einem gewissen Überschuss eingespritzt werden kann. Durch das kraftschlüssige Verbinden der Formplatten 1 wird so sichergestellt, dass überschüssiges aufgeschmolzenes plastisches Material die nicht befüllten Zonen der Formhohlräume ausfüllt. Um eine möglichst gute Verbindung der beiden gebildeten Formhalbkörper sicherzustellen, ist es weiter möglich, dass die Zwischenkonturplatten 2 eine ungleichmäßige Oberfläche, vorzugsweise ein Wellen-, Zacken- oder Hohlraumprofil aufweisen.
2 zeigt in schematischer Darstellung das Spritzgießwerkzeug ohne Zwischenkonturplatten. Durch kraftschlüssiges Verbinden der beiden Formplatten 1 werden die Formhalbkörper, die sich im Formhohlraum 4 gebildet haben, miteinander in Verbindung gebracht. Nach erfolgter Abkühlphase kann der gebildete Formgesamtkörper dem Formhohlraum 4 entnommen werden.
3 zeigt die schematische Darstellung der Formhalbkörper vor der kraftschlüssigen Verbindung. An der Verbindungsfläche der Formhalbkörper 7 können unterschiedlich ausgestaltete Oberflächenprofile 6 vorhanden sein, die bei kraftschlüssiger Verbindung der Formhalbkörper 7 einen festen Verbindungsschluss der beiden Formhalbkörper verursachen. Die Oberflächenprofile 6 können hierbei als Wellenprofil oder auch als Zackenprofil ausgestaltet sein.

1: Formplatte
2: Zwischenkonturenplatte
3: Formeinsatz
4: Formhohlraum
5: Aufspannplatte
6: Oberflächenprofil
7: Formhalbkörper

Claims

Spritzgießwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug aus mindestens zwei Formeinsätzen besteht, die durch einen oder mehrere Zwischenkonturplatten formschlüssig voneinander getrennt sind, wobei die Zwischenkonturplatten nach erfolgtem Einspritzprozess entfernt und die Formeinsätze kraftschlüssig miteinander verbunden werden können.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Angussvorrichtung umfasst, die in eine Aussparung des Spritzgießwerkzeugs eingesetzt werden kann.
Spritzgießwerkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Angussvorrichtung eine zylinderförmige oder mehreckige äußere Form aufweist.
Spritzgießwerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Angussvorrichtung einen oder mehrere Angusskanäle aufweist.
Spritzgießwerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Angussvorrichtung runde und/oder rechteckige Tunnelangusskanäle aufweist.
Spritzgießwerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Angussvorrichtung einen oder mehrere bananenförmigen Angusskanäle aufweist,
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Angussvorrichtung einen oder mehrere bananenförmige Angusskanäle auf weist, diese an der oberen Angusskante beginnen und an der gegenüberliegenden Außenkante im Bereich des Formhohlraums enden.
Spritzgießwerkzeug nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Angusskanal der Angussvorrichtung im Bereich der Innenseite des Formkörpers endet.
Spritzgießwerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinsätze eine ungleichmäßige Oberfläche, vorzugsweise ein Wellen-, Zacken-, Punkt- und/oder Hohlraumprofil, aufweisen.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Wellen, Zacken, Punkte und/oder Hohlräume 0,001 bis 5 mm und die Höhe der Zacken, Wellen und/oder Punkte 0,001 bis 5 mm beträgt.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen-, Zacken-, Punkt- und/oder Hohlraumprofile mechanisch, chemisch und/oder durch den Einsatz eines Lasers erzeugt werden.
Spritzgießwerkzeug nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen-, Zacken-, Punkt- und/oder Hohlraumprofile in einem Winkel von 0 bis 90°, vorzugsweise 90°, zueinander versetzt angeordnet sein können.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Angussvorrichtung und/oder das Spritzgießwerkzeug pulvermetallurgisch oder pulverkeramisch hergestellt werden.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die die Angussvorrichtung und/oder das Spritzgießwerkzeug mittels Metal Injection Moulding (MIM), Ceramic Injection Moulding (CIM) oder Powder Injection Moulding (PIM) hergestellt werden.