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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugkomponente, zum Beispiel eine Werkzeughälfte, einen Werkzeugboden
oder dergleichen, eines einen Formraum aufweisenden Blasformwerkzeuges,
mit zumindest einer Kühlkammer,
welche von einem rückseitig der
Formraumwand verlaufenden Kühlkanal
gebildet wird, wobei der Kühlkanal
von mehreren Kanalabschnitten gebildet wird, die über Umlenkungen
miteinander verbunden sind und wobei in der dem Formraum abgewandten
Rückseite
der Werkzeugkomponente mehrere durch Stege getrennte Nuten angeordnet
sind, welche unter Bildung des Kühlkanals
mit mehreren Verschlussleisten verschlossen sind, die mit vorgegebener
Tiefe bzw. Eindringtiefe in die Nuten eingreifen.
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Werkzeugkomponente
meint im Rahmen der Erfindung z. B. eine Werkzeughälfte. Das
Blasformwerkzeug besteht folglich in der Regel aus zumindest zwei
Werkzeugkomponenten, welche unter Bildung des Formraums zusammengefügt werden.
Es kann sich bei der Werkzeugkomponente aber auch um einen Werkzeugboden
handeln. Ein solches Blasformwerkzeug dient insbesondere der Herstellung
von Hohlkörpern
aus thermoplastischem Kunststoff im Wege der Blasformgebung, zum
Beispiel der Herstellung von Behältern.
Bei einem Behälter
kann es sich zum Beispiel um einen Kanister, eine Flasche, ein Fass
oder dergleichen handeln.
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Im
Zuge der Herstellung derartiger Hohlkörper durch Blasformgebung erzeugt
zum Beispiel einen Extruder mit einem Blaskopf, einen schlauchförmigen Vorformling,
der dann in noch heißem
Zustand von dem Blasformwerkzeug umschlossen und durch mittels eines
Blasdorns eingebrachter Druckluft aufgeweitet wird, so dass der
betreffende Hohlkörper
die Innenkontur des Blaswerkzeuges bzw. des Formwerkzeuges erhält. Um den
Herstellungsprozess zu optimieren und zu beschleunigen, sind die
Werkzeuge mit einer Kühlung
ausgerüstet.
In der Praxis unterscheidet man u. a. zwischen einer sogenannten Bohrkühlung und
einer sogenannten Schalenkühlung.
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugkomponente mit Schalenkühlung. Die
Kühlkanäle sind
dabei nicht durch Bohrungen in das Werkzeug eingebracht, sondern
werden in der oben beschriebenen Weise von Nuten gebildet, welche
mittels Verschlussleisten verschlossen werden. Die Verschlussleisten
sind dabei an die Kontur und folglich an die Formraumwand angepasst,
so dass insgesamt eine konturnahe Kühlung realisiert wird. Dadurch
sind hohe Ausstoßraten erreichbar
und damit eine erhebliche Zykluseinsparung möglich.
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Um
die konturnahe Kühlung
mit Hilfe der durch Verschlussleisten ”verschlossenen” Nuten
zu realisieren, weisen die Verschlussleisten selbst in der Praxis
häufig
eine verhältnismäßig komplizierte
Form auf, welche an die Kontur des Formraums angepasst ist. In der
Praxis werden dazu eine Vielzahl einzelner Verschlussleisten gefertigt
und dann gemeinsam an einer Grundplatte aus zum Beispiel Metall
befestigt, und zwar in der Regel mittels Schrauben. Diese Technik
hat sich in der Praxis grundsätzlich
bewährt, sie
ist jedoch weiter entwicklungsfähig.
Hier setzt die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugkomponente, zum
Beispiel eine Werkzeughälfte
oder einen Boden, für
ein Blasformwerkzeug zu schaffen, welche bei einfachem und kostengünstigen
Aufbau eine einwandfreie Kühlung
des Formraums ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Werkzeugkomponente
der eingangs beschriebenen Art, dass mehrere Verschlussleisten zu
einer einstückig
gefertigten Verschlussplatte zusammengefasst sind, welche unter Bildung
des Kühlkanals
rückseitig
auf die Werkzeugkomponente aufgesetzt ist.
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Die
Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich zunächst einmal
der Aufbau eines Blasformwerkzeuges bzw. einer Werkzeughälfte eines
solchen Blasformwerkzeuges vereinfachen lässt, wenn zur Realisierung
der Schalenkühlung
nicht eine Vielzahl einzelner Verschlussleisten hergestellt und an
einer Grundplatte befestigt werden müssen, sondern wenn eine ”einheitliche” Verschlussplatte
hergestellt wird, welche rückseitig
auf die Werkzeugkomponente aufgesetzt und zugleich mehrere Kanalabschnitte
und vorzugsweise einen gesamten Kühlkanal abdeckt. In eine solche
Verschlussplatte sind eine Vielzahl von Verschlussleisten integriert,
so dass eine Kühlkammer,
welche einen Kühlkanal
mit einer Vielzahl von Kanalabschnitten aufweist, nicht mehr mit
mehreren Einzelbauteilen verschlossen wird, sondern mit einer einheitlichen
einstückigen
Verschlussplatte, welche mehrere Verschlussleisten einstückig zusammenfasst.
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Nach
bevorzugter Ausführungsform
sind sämtliche
Verschlusselemente eines Kühlkanals bzw.
einer Kühlkammer
zu einer einzigen Verschlussplatte zusammengefasst. Eine Kühlkammer, welche
von einem Kühlkanal
(mit Zulauf und Ablauf) gebildet wird, wird folglich nach bevorzugter
Ausführungsform
von einer einzigen Verschlussplatte verschlossen, an welche eine
Vielzahl von Verschlussleisten angeformt sind. Die Erfindung umfasst
grundsätzlich
aber auch Ausführungsformen,
bei denen eine Kühlkammer
mit mehreren Verschlussplatten verschlossen wird, wobei stets eine
Verschlussplatte eine Vielzahl von Verschlussleisten zusammenfasst.
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In
der Praxis sind Ausführungsformen
bekannt, bei denen eine Werkzeughälfte mehrere Kühlkammern,
zum Beispiel zwei Kühlkammern
aufweist. Kühlkammer meint
hier eine Kammer mit einem einheitlichen bzw. ”zusammenhängenden” Kühlkanal mit Zulauf und Ablauf.
Bei solchen Ausführungsformen
mit mehreren Kühlkammern
schlägt
die Erfindung bevorzugt vor, dass jeder Kühlkammer eine eigene, einzige
Verschlussplatte zugeordnet ist. Grundsätzlich besteht aber auch die
Möglichkeit, mehrere
Kühlkammern
gemeinsam mit einer einzigen, einstückigen Verschlussplatte zu
verschließen.
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Während beim
Stand der Technik einzelne Verschlussleisten aus zum Beispiel Kunststoff
jeweils einzeln hergestellt und dann an einer gemeinsamen Grundplatte
aus Metall befestigt waren, schlägt
die Erfindung in bevorzugter Weiterbildung vor, dass die einstückige Verschlussplatte
eine die gesamte Kühlkammer überspannende
Grundplatte aufweist, an welche die Verschlussleisten als Vorsprünge einstückig angeformt
sind. Grundplatte und Verschlussleisten sind folglich einstückig miteinander
ausgebildet. Bevorzugt ist die Verschlussplatte einstückig aus Kunststoff
gefertigt. Grundsätzlich
umfasst die Erfindung aber auch Verschlussplatten auch anderen Materialien,
zum Beispiel aus Metall. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung,
dass die Verschlussplatte im Wege des Fräsens und folglich als Fräsbauteil
hergestellt wird. Grundsätzlich
sind hier auch andere Herstellungsverfahren denkbar.
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Insgesamt
lässt sich
der Fertigungsaufwand zur Herstellung des Formwerkzeuges erheblich
reduzieren. Während
beim Stand der Technik einzelne Verschlussleisten hergestellt und
anschließend
manuell an einer Grundplatte mittels Schrauben befestigt wurde,
schlägt
die Erfindung eine einstückige Bauweise
eines Verschlussbauteils aus zum Beispiel Kunststoff vor. Das Bauteil
lässt sich
automatisiert maschinell herstellen, zum Beispiel mit einer programmierbaren
Fräsmaschine,
so dass auch aufwendigste Konturen schnell und einfach maschinell erzeugt
werden können.
Das auf diese Weise kostengünstig
herstellbare Verschlussteil lässt
sich dann schnell und einfach montieren. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass sich das erfindungsgemäße Verschlussbauteil in Form
einer einheitlichen Verschlussplatte mit einer Vielzahl einstückig angeformter
Verschlussleisten durch hohe Fertigungsgenauigkeit und folglich
geringe Fertigungstoleranzen auszeichnet. Da die einzelnen Verschlussleisten
nicht mehr manuell an einer Grundplatte mittels Schrauben befestigt
und folglich zuvor positioniert werden müssen, sondern einstückig gefertigt
werden, lässt sich
die gesamte Verschlussplatte mit hoher Genauigkeit herstellen. Dieses
führt dazu,
dass ein Blasformwerkzeug mit hoher Qualität zur Verfügung gestellt wird, weil insbesondere
Kühlkanäle mit fest
definiertem Querschnitt und zum Beispiel konstantem Querschnitt über die
gesamte Kühlkanallänge zur Verfügung gestellt
werden. Die in der Praxis bei mehrteilig zusammengesetzten Verschlussplatten beobachteten
Querschnittsunterschiede der Kühlkanäle, zum
Beispiel Verengungen oder dergleichen, lassen sich einfach vermeiden.
Auf diese Weise wird gewährleistet,
dass der Druck der Kühlflüssigkeit während des
Betriebes einheitlich über
die gesamte Kanallänge
ist und dass keine Druckdifferenzen aufgrund von Verengungen oder
Kanalquerschnittsvariationen auftreten. Insgesamt wird eine einwandfreie Kühlung im
Zuge des Betriebes gewährleistet,
so dass auch die Qualität
der mit diesem Formwerkzeug hergestellten Produkte, nämlich Behälter oder
dergleichen aus Kunststoff, verbessert wird. Die ohnehin mit Hilfe
einer Schalenkühlung
erreichbaren Vorteile werden erfindungsgemäß weiter optimiert, und zwar bei
gleichzeitig weiterer Vereinfachung des Werkzeugaufbaus.
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So
schlägt
die Erfindung in bevorzugter Weiterbildung vor, dass die Verschlussleisten
in ihrer Eindringtiefe in die Nuten an die Kontur des Formraums derart
angepasst sind, dass die Kühlkanäle über ihre Länge eine
konstante Höhe
(und/oder Breite) und vorzugsweise einen konstanten Querschnitt
aufweisen. Das bedeutet, dass die Stirnflächen der Verschlussleisten
derart geformt sind, dass sie parallel zu der Formraumwand verlaufen.
Grundsätzlich
umfasst die Erfindung aber auch Ausführungsformen, bei denen die
Verschlussleisten nicht in Ihrem Verlauf an die Formraumwand angepasst
sind, insbesondere wenn aus fertigungstechnischen Gründen unterschiedliche
Kühlleistungen
in bestimmten Bereichen des Werkzeuges gewünscht sind. Dann kann es zweckmäßig sein,
ganz bewusst Querschnittsvariationen über die Länge des Kühlkanals in Kauf zu nehmen.
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Es
versteht sich, dass die Verschlussplatte, in welche die einzelnen
Verschlussleisten integriert sind, an der Werkzeugkomponente bzw.
Werkzeughälfte
befestigt werden muss. Grundsätzlich
besteht die Möglichkeit,
die Verschlussplatte direkt an der Werkzeugkomponenten zu befestigen,
zum Beispiel mittels Schrauben. Nach bevorzugter Ausführungsform
wird auch eine direkte Schraubverbindung jedoch verzichtet. Die
Erfindung schlägt
vorzugsweise vor, die Verschlussplatte in bzw. an der Werkzeugkomponente
mittels einer rückseitigen
Halteplatte zu fixieren, wobei diese Halteplatte vorzugsweise mit der
Werkzeugkomponente verschraubt wird. Die Verschlussplatte selbst
wird folglich von der verschraubten Halteplatte in Position gehalten,
so dass die Verschlussplatte selbst nicht verschraubt werden muss. Es
erfolgt gleichsam eine indirekte Fixierung über die rückseitige Halteplatte, welche
zum Beispiel aus Metall gefertigt ist.
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Die
erfindungsgemäß eingerichteten
Kühlkammern
mit den erfindungsgemäßen Verschlussplatten
wurden beispielhaft insbesondere für die Werkzeughälften eines
Blasformwerkzeuges beschrieben. Daher besteht die Möglichkeit,
dass eine solche Werkzeughälfte
wiederum selbst unterteilt und aus mehreren Komponenten zusammengesetzt ist.
Es versteht sich, dass auch bei einer solchen Ausführungsform
die erfindungsgemäßen Verschlussplatten
vorgesehen sein können,
und zwar vorzugsweise für
jede einzelne Komponente zumindest eine Verschlussplatte. Im Übrigen kann
ein solches Blasformwerkzeug ergänzend
zu den Werkzeughälften
auch einen Werkzeugboden aufweisen. Auch ein solcher Werkzeugboden
kann eine Kühlkammer
aufweisen, die in der erfindungsgemäßen Weise mit den beschriebenen
Verschlussplatten versehen ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Werkzeughälfte
eines Blasformwerkzeuges in einerperspektivischen Darstellung,
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2 den
Gegenstand nach 1 in einer anderen Ansicht und
einem anderen Montagezustand,
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In
den Figuren ist ein Blasformwerkzeug 1 dargestellt, welches
sich im Wesentlichen aus zwei Werkzeughälften 2 und folglich
zwei Werkzeugkomponenten 2 zusammensetzt. In 1 ist
die Werkzeughälfte ”liegend” dargestellt.
Auf der in 1 vorne angedeuteten Unterseite
des Werkzeuges kann ein den Formraum verschließender Boden angeordnet sein,
der in den Figuren nicht dargestellt ist. Mit einem solchen Blasformwerkzeug 1 werden
Hohlkörper,
zum Beispiel Behälter
im Wege der Blasformgebung hergestellt. Das Blasformwerkzeug 1 weist
einen Formraum 3 auf, der von den in die Werkzeughälften 2 eingeformten
Formraumwänden 4 gebildet wird.
Im Zuge der Herstellung von Hohlkörpern durch Blasformgebung
wird mittels eines Blaskopfes ein schlauchförmiger Vorformling im heißen Zustand
in den Formraum des Blasformwerkzeuges eingebracht. Mittels Druckluft,
die über
den Blaskopf bzw. in den Blasdorn eingebracht wird, wird der Vorformling
aufgeweitet, so dass der betreffende Hohlkörper die Innenkontur des Blasformwerkzeuges
erhält.
Einzelheiten sind nicht dargestellt.
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Während des
Fertigungsprozesses wird das Blasformwerkzeug gekühlt. Dazu
weist jede Werkzeughälfte 2 sowie
gegebenenfalls auch der nicht dargestellte Boden eine oder mehrere
Kühlkammern 5 auf,
wobei jede Kühlkammer 5 von
einem Kühlkanal 6 gebildet
wird. Dieser Kühlkanal 6 verläuft rückseitig
der Formraumwand 4 der Werkzeughälfte 2. Das erfindungsgemäße Blasformwerkzeug
ist mit einer sogenannten Schalenkühlung ausgerüstet. Dabei
werden die einzelnen Kühlkanäle 6 jeweils
von mehreren Kanalabschnitten 7 gebildet, die über Umlenkungen
miteinander verbunden sind. Die Figuren zeigen dabei, dass die Kühlflüssigkeit
(z. B. Wasser) durch diese Kühlkanäle gleichsam ”zickzackförmig” geführt wird
und dadurch die Formraumwand 4 rückseitig gekühlt wird.
Bei dieser Schalenkühlung
sind in der dem Formraum 3 abgewandten Rückseite
der Werkzeughälfte 2 mehrere
durch Stege 8 getrennte Nuten 9 angeordnet. Eine
vergleichende Betrachtung der 1 und 2 zeigt,
dass diese durch Stege 8 getrennte Nuten 9 unter
Bildung des Kühlkanals 6 mit mehreren
Verschlussleisten 10 verschlossen sind, die mit vorgegebener
Eindringtiefe in die Nuten 9 eingreifen. Im Gegensatz zu
einer Bohrkühlung,
bei der Kühlkanalbohrungen
in das Werkzeug eingebracht sind, werden die Kühlkanäle 6 bei der erfindungsgemäßen Schalenkühlung durch
das Zusammenwirken der Nuten 9, Stege 8 und der
eingebrachten Verschlussleisten 10 gebildet.
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Erfindungsgemäß werden
nun nicht einzelne Verschlussleisten in die Nuten 9 eingesetzt,
sondern mehrere Verschlussleisten 10 sind zu einer einstückig gefertigten
Verschlussplatte 11 zusammengefasst. Diese einstückig gefertigte
Verschlussplatte 11 mit den Verschlussleisten 10 wird
dann unter Bildung des Kühlkanals 6 rückseitig
auf die Werkzeughälfte 2 aufgesetzt.
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Bei
dieser Verschlussplatte 11 handelt es sich im Ausführungsbeispiel
um ein einstückig
hergestelltes Bauteil aus Kunststoff, welches zum Beispiel im Wege
des Fräsens
hergestellt ist. Die Verschlussplatte 11 setzt sich dabei
aus einer Grundplatte 12 sowie mehreren an die Grundplatte 12 einstückig angeformten
Verschlussleisten 10 zusammen, d. h. die Verschlussleisten
werden von einstückig
angeformten Vorsprüngen
gebildet. Im Ausführungsbeispiel
ist erkennbar, dass jede Werkzeughälfte 2 zwei Kühlkammern 5 aufweist.
Jede dieser Kühlkammern 5 weist
einen Kühlkanal 6 auf,
welcher in der beschriebenen Weise ausgestaltet ist. Bei diesen
Ausführungsbeispiel
ist nun jede Kühlkammer 5 mit
einer eigenen, einzigen Verschlussplatte 11 versehen. Diese Verschlussplatte 11 weist
folglich sämtliche
Verschlussleisten 10 für
die jeweilige Kühlkammer 5 auf.
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In
den Figuren ist dabei angedeutet, dass die Verschlussleisten 10 in
ihrer Eindringtiefe in die Nuten 9 an die Kontur des Formraums 3 und
folglich an die Kontur der Formraumwand 4 angepasst sind.
Das bedeutet, dass die Stirnflächen 13 der
Verschlussleisten 10 (in etwa) parallel zu der Formraumwand 4 verlaufen,
so dass im Zuge des Einsetzens der Verschlussplatte 11 Kühlkanäle 6 entstehen
welche über ihre
Länge einen
im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen. Da sämtliche
Kanalabschnitte 7 eines Kühlkanals 6 nun insgesamt
mit einem einzigen Bauteil verschlossen werden, werden Montagetoleranzen
minimiert, so dass sich ein Kühlkanal 6 mit
einem über
die gesamte Länge
konstanten Querschnitt ohne nennenswerte Abweichungen realisieren
lässt. Dieses
führt zu
einheitlichen Kühlleistungen
und damit zu einer optimierten Blasformgebung.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann
auf eine direkte Fixierung der Verschlussplatte 11 an bzw.
in den Nuten 9 oder Stegen 8 verzichtet werden.
Die Fixierung erfolgt indirekt über
eine nicht dargestellte Halteplatte, die rückseitig unter Zwischenschaltung
der Verschlussplatte 11 an der Werkzeughälfte 2 befestigt
wird, zum Beispiel mittels Schrauben. Diese Halteplatte drückt folglich
die Verschlussplatte 11 mit ihren Verschlussleisten 10 in
die Nuten 9, ohne dass eine direkte Fixierung der Verschlussplatte 11 erforderlich
ist.
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Die
beschriebenen Verschlussplatten 11 mit ihren Verschlussleisten 10 können im Übrigen auch im
Bereich eines Werkzeugbodens verwendet werden. Diese Möglichkeit
ist in den Figuren nicht dargestellt.