DE202017003726U1

DE202017003726U1 - Einteiliger Einsatz mit integriertem, selbstabtrennenden Angusssystem und Temperierkanal zur Verarbeitung vernetzender Formmassen im Spritzgießverfahren

Info

Publication number: DE202017003726U1
Application number: DE202017003726.2U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2017-12-22
Anticipated expiration: 2027-07-15

Abstract

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

Description

Hauptanspruch: Die Erfindung betrifft einen einteiligen Einsatz mit einem integrierten, selbstabtrennenden Angusssystem zur Verwendung in Spritzgießwerkzeugen für die Verarbeitung vernetzender Formmassen. Der Einsatz weist mindestens einen integrierten Kanal auf, der zur Temperierung des Einsatzes mit einem Fluid verwendet wird.
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kunststoffverarbeitung, insbesondere die Technologie des Spritzgießens von vernetzenden Formmassen. Unter vernetzenden Formmassen sind Elastomere und Duroplaste zu verstehen. Ganz besonders betrifft sie die Spritzgießwerkzeuge. Diese Spritzgießwerkzeuge werden nach dem Stand der Technik aus Werkzeug-Normalien aufgebaut, die von verschiedenen Herstellern angeboten werden. Die Erfindung selbst betrifft ausschließlich Normalien für das Angusssystem, insbesondere für den Anschnitt des Angusssystems.
Es ist bekannt, dass im Spritzgießverfahren sowohl thermoplastische als auch vernetzende Formmassen verarbeitet werden können. Technologisch unter-scheiden sich die beiden polymeren Formmassen u. a. dadurch voneinander, dass die thermoplastischen Formmassen im Massezylinder der Spritzgießmaschine erwärmt und aufgeschmolzen werden und beim Formgebungsprozess im Spritzgießwerkzeug durch Abkühlen zum Erstarren gebracht werden. Thermoplastische Formmassen sind immer wieder schmelzbar.
Vernetzende Formmassen hingegen werden erst im Spritzgießwerkzeug stark erwärmt um die Vernetzungsreaktion auszulösen, die zum Erstarren der Formmasse im Spritzgießwerkzeug führt. Einmal vernetzte Formmassen sind nicht mehr schmelzbar. Im Massezylinder werden vernetzende Formmassen deshalb so temperiert, dass ein vorzeitiges Vernetzen unterbunden wird. Erst bei der Formgebung wird den vernetzenden Formmassen im Spritzgießwerkzeug die für die Vernetzung notwendige Wärmeenergie zugeführt.
Bei der Formgebung thermoplastischer Formmassen hingegen muss Wärmeenergie aus dem Spritzgieß-werkzeug abgeführt werden. Hierzu wird üblicherweise der formgebende Teil des Spritzgießwerkzeuges aktiv mit einem flüssigen Medium gekühlt. Der Anschnitt des Angusssystems wird in der Regel nicht aktiv gekühlt, weil er eine Engstelle darstellt, an der die thermoplastische Formmasse aufgrund des geringsten Querschnitts immer zuerst erstarrt.
Aus der einschlägigen Fachliteratur wie z. B. Menges, Michaeli, Mohren „Anleitung zum Bau von Spritzgießwerkzeugen" ISBN 3-446-21253-2 sind dem Fachmann selbstabtrennende Angusssysteme bekannt. Bei den Zweiplattenwerkzeugen handelt es sich in der Regel um Tunnelangüsse verschiedenster Ausführungs-Varianten mit verschiedenen Anschnittarten wie z. B. Kegelstumpf-, Spitzkegel- oder Bogentunnel, sowie mit und ohne Stauboden.
Bei den Dreiplattenwerkzeugen wird der Abreißpunktanguss mit Angusskegel als selbstabstrennendes Angusssystem eingesetzt, der auch für Mehrfachanspritzungen geeignet ist.
Eine Sonderform eines selbstabtrennenden Anguss-systems bei den Zweiplattenwerkzeugen mit nur einer Kavität ist der Abreißpunktanguss mit Angusskegel, der zur Maschinendüse hin ausgeworfen wird. Solche Systeme sind als Pneumatik-Düsen im Handel (z. B. HASCO Z515...) erhältlich und in den Schriften DE3237505C2 , DE10013871A1 und DE 10 2009 023 212 A1 offenbart.
Gemein ist allen selbstabtrennenden Angusssystemen, dass sich der Angusskanal zum Anschnitt hin verjüngt und am Übergang zum Formteil eine scharfkantige Engstelle entsteht. Diese Engstelle ist zugleich eine Sollbruchstelle, die dazu genutzt wird, dass beim Entformen Zugspannungen unter Kerbwirkung genau dort zum Bruch der erstarrten Formmasse führen. An dieser Bruchstelle wird das Formteil vom Anguss getrennt.
Seit Ende der 1990er Jahre sind vorgefertigte Einsätze mit integriertem Angusstunnel als sogenannte Angusseinsätze bekannt. Diese werden bevorzugt in Zweiplattenwerkzeugen eingesetzt. Vorgefertigte Angusseinsätze sind in den Schriften DE000019851320C2 , DE000029825264U1 , DE000010253080C1 , DE 10 2004 057 677 B4 und DE 10 2005 024 141 A1 offenbart. Sie sind entweder einbaufertig oder besitzen Nachbearbeitungsbereiche um Anpassungsarbeiten vornehmen zu können, um den Angusseinsatz den individuellen Erfordernissen des Verwendungszweckes anzupassen. Als Herstellungsverfahren für Angusseinsätze wird der Pulverspritzguss empfohlen. In den zuvor genannten Schriften wird u. a. beschrieben, dass die erhitzte Formmasse im Spritzgießwerkzeug erkaltet. Somit ist erklärt, warum Dokumentationen zu handelsüblichen Angusseinsätzen nur Anwendungsbeispiele für thermoplastische Formmassen beinhalten. Die offenbarten Angusseinsätze sind ausschließlich zur Verarbeitung von thermoplastischen Formmassen entwickelt worden. Für die Verarbeitung vernetzender Formmassen sind sie weder konzipiert noch geeignet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es selbstabtrennende Angusssysteme zu schaffen, die für die Verarbeitung vernetzender Formmassen geeignet sind. Dem selbstabtrennenden Angusssystem muss deshalb Wärmeenergie zugeführt werden können um auch am Anschnitt die Vernetzungsreaktion in Gang setzen zu können. Denn nur vernetzte Angüsse und Anschnitte können später entformt werden. Es ist daher nötig das selbstabtrennende Angusssystem gezielt beheizen zu können. Dies erfolgt mit einem Fluid wie z. B. Thermoöl. Dazu ist es nötig das Fluid möglichst nah am Anschnitt vorbeizuleiten, damit die Wärmeenergie optimal übertragen werden kann. Konturnahe Temperierkanäle sind dazu besonders geeignet.
Als Fertigungsverfahren für Einsätze mit konturnahen Temperierkanälen sind verschiedene Sonderverfahren des Pulverspritzgießens geeignet, die es ermöglichen komplexe Hohlkörper herzustellen. Dem Fachmann ist hierzu die Technik des verlorenen Kerns aus der Spritzgießtechnik bekannt, wie dies in den Schriften DE000019827618A1 und WO002010115837A1 für den Pulverspritzguss offenbart ist. Auch das Fügen von Grünlingen zu einem Hohlkörper ist machbar. Verschiedene Möglichkeiten des Fügens von Grünlingen offenbaren die Schriften DE000010118254A1 , DE 10 2011 082 484 A1 , US000006033788A und US000006551551B1 . Eine weitere Möglichkeit zur Fertigung komplexer Hohlkörper ist das Umspritzen von Grünlingen wie in WO002010124398A1 offenbart.
Mit der 3D-Drucktechnik, wie z. B. dem Lasersintern oder dem Elektronenstrahlschmelzen sind derartige Hohlkörper auch herstellbar.
Um die Oberflächenbeschaffenheit zu verbessern werden Hohlkörper, die im Pulverspritzgießverfahren oder in 3D-Drucktechnik hergestellt wurden je nach Bedarf nachträglich gestrahlt, poliert, geschliffen und/oder beschichtet.
Die Neuheit der Erfindung besteht darin, vorgefertigte Einsätze mit selbstabtrennenden Angusssystem mit konturnahen Temperierkänalen auszustatten um gezielt Wärmeenergie zur Vernetzung des Angusses und des Anschnitts an die Formmasse heranzuführen. Die Möglichkeit zur Temperierung von vorgefertigten selbstabtrennenden Angusssystemen eröffnet ihre Anwendung zur Verarbeitung von vernetzenden Formmassen für die sie bisher nicht vorgesehen waren. Bei runden und ovalen Einsätzen kann die Abdichtung der Temperierkanäle zum Spritzgießwerkzeug durch Dichtringe erfolgen. Dafür sind im Angusseinsatz Aussparungen vorzusehen, die die Dichtringe aufnehmen. Bei rechteckigen Einsätzen kann die Abdichtung der Temperierkanäle zum Spritzgießwerkzeug durch Dichtringe erfolgen, für die im Spritzgießwerkzeug entsprechende Aussparungen vorzusehen sind.

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

Bezugszeichenliste

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

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

DE 3237505 C2 [0008]
DE 10013871 A1 [0008]
DE 102009023212 A1 [0008]
DE 000019851320 C2 [0010]
DE 000029825264 U1 [0010]
DE 000010253080 C1 [0010]
DE 102004057677 B4 [0010]
DE 102005024141 A1 [0010]
DE 000019827618 A1 [0012]
WO 002010115837 A1 [0012]
DE 000010118254 A1 [0012]
DE 102011082484 A1 [0012]
US 000006033788 A [0012]
US 000006551551 B1 [0012]
WO 002010124398 A1 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Menges, Michaeli, Mohren „Anleitung zum Bau von Spritzgießwerkzeugen” ISBN 3-446-21253-2 [0006]

Claims

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