DE202017004439U1 - Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung - Google Patents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Abstract
Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (1), bei dem durch bewegliche Werkzeugbereiche (5–10) im Spritzgussprozess vollautomatisch und rückstandslos prozessbedingte Kaltkanäle (2) mit Anbindungen und Anschnitte (4) von Anbindungsstegen und Zapfen (3) abgetrennt bzw. sichtbar vermieden werden.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Bauteil, bei dem im Spritzgussprozess vollautomatisch und rückstandslos prozessbedingte Kaltkanäle, Anbindungen und Anschnitte abgetrennt bzw. sichtbar vermieden werden.
- Kaltkanäle sind Materialleiter im formgebenden Spritzgusswerkzeug, in denen das im Spritzgusszylinder aufgeschmolzene thermoplastische Kunststoffmaterial an den Artikel heran transportiert wird. Diese können entweder fest am Artikel als Rippen, Stege oder Dome ausgebildet oder selbsttrennend, als sogenannte Tunnelangüsse, ausgeführt sein. Bei der Ausbildung als Tunnelanguss wird der Kaltkanal mit der Ausstoßbewegung des Bauteils per Schnitt vom Bauteil getrennt. Die übrig bleibenden festen Anbindungen in Form von Anbindungsstegen oder Zapfen werden im Normalfall in einem weiteren Arbeitsgang per Messer oder Zange vom Bauteil getrennt.
- Ein Nachteil des Tunnelangusses ist, dass er aufgrund seiner Geometrie schnell erkaltet und somit nur eine geringe Nachdruckzeit erlaubt. Beim Abtrennen des Tunnelangusses entstehen oft Flusen oder Späne, welche im Werkzeug verbleiben können und im nächsten Spritzgusszyklus in die Kavität eingespült werden, wo sie Oberflächenfehler und damit Ausschuss verursachen können.
- Der Nachteil der festen Anbindung ist, das seine Ausgestaltung nicht selten zu einer Oberflächenirritation wie Fließlinien, Glanzspots oder Einfallstellen führt und das hierfür sehr oft ein separater Schieber erforderlich ist, um eine Bauteilkante ohne sichtbaren Anguss gewährleisten zu können. Außerdem muss der Anguss in einem zweiten Arbeitsgang mechanisch per Messer oder Zangenschnitt vom Bauteil getrennt werden.
- Die vorliegende Erfindung eliminiert einerseits die Nachteile vom Tunnelanguss, also kurze Nachdruckzeit und das Risiko der Flusenbildung sowie die Nachteile der festen Anbindung, bei der ein Schieber zur Entformung erforderlich ist.
- Das Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung nutzt die Plastizität des Kunststoffes nach Ende der Nachdruckzeit aus. Zu diesem Zeitpunkt wird ein frei programmierbarer und beweglicher Werkzeugbereich, bevorzugt als Stift oder Kontureinsatz in den nahezu flüssigen und kompressiblen Bereich des Kaltkanals, des Anbindungssteg oder Zapfen eingefahren und trennt die Anbindung/den Anschnitt vom Kaltkanal zum Bauteil und verprägt weiter den Anbindungssteg bzw. den Zapfen zur Bauteilrückseite, indem das verdrängte Kunststoffmaterial in das Bauteil gedrückt wird: Hierbei kommt es zu keiner Oberflächenirretationen da die Oberfläche des Bauteils bereits größtenteils ausgebildet und ausgehärtet ist.
- Da die Bearbeitung des Anschnitt- und Angussbereiches durch den beweglichen Werkzeugeinsatzes in der plastischen Phase der Kunststoffschmelze durchgeführt wird, entstehen zudem keine störenden und ausschusserzeugenden Flusen oder Späne wie sie bei brechen oder schneiden entstehen würden.
- Zu weiteren Vorteilen der erfindungsgemäßen Technologie zählt die Einsparung kostenintensiver Nachbearbeitungsschritte sowie notwendiger Investitionen in Form von Abschneidvorrichtungen. Je nach Ausgestaltungen der werkzeuggebundenen und vollautomatischen Anbindungsbearbeitung können die Bereiche der Anbindung bis auf Bauteilniveau verprägt werden. Es entsteht somit kein Anbindungsüberstand, welcher beim konventionellen Abschneiden meist für nachfolgende Montageprozesse berücksichtigt werden muss.
- Einen weiteren Vorteil der im Werkzeug ablaufenden Bearbeitung des Anschnitt- und Angussbereiches bietet das einprägen von Löchern und Sicken in Laschen und Stegen, welche, gerade für anschließend zu galvanisierende Bauteile, für die Aufnahme an Galvanikgestellen und zur Kontaktierung herangezogen werden können.
- Es gibt bereits Ansätze von Technologien, bei denen versucht wird im Spritzgussprozess Kaltkanäle und Anbindungen an Bauteilen abzutrennen bzw. zu vermeiden. In der europäischen Anmeldung
EP 1 069 978 B1 (PCT/EP99/01457 WO99/44802 - In der
EP 1 188 538 A2 (ausDE 10045966 sowieDE 10059958 ) wird ebenfalls ein Verfahren zur Angussvermeidung beschrieben, bei der durch schneiden durch einen werkzeuggebundenes Messerelement die Anbindung in einer konturformenden Kerbe entfernt wird. - Keine dieser Verfahren hat sich in der Praxis bewährt und auch bei der in der
EP 1 188 538 A2 beschriebenen Technik ist eine Bildung von Spänen und Fuseln im Werkzeug durch den Schneidprozess nicht auszuschließen. Gerade für nachträglich zu veredelnde Oberflächen wie zum Beispiel zu galvanisierende oder lackierte Bauteile sind Verschmutzungen im Werkzeug welche zu Oberflächenfehler führen vorzubeugen und zu vermeiden. - Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß einem Verfahren nach Anspruch 1 und folgenden aufgeführten technischen Beschreibung gelöst, bei der die Plastizität des Kunststoffes nach Ende der Nachdruckzeit derart ausgenutzt wird, das ein frei programmierbarer und beweglicher Werkzeugbereich (
5 –10 ) in den noch plastischen und kompressiblen Bereich des Kaltkanals (2 ) und des Anbindungssteg oder Zapfen (3 ) eingefahren wird und gleichzeitig die Anbindung/den Anschnitt (4 ) vom Kaltkanal (2 ) zum Bauteil (1 ) trennt und den Anbindungssteg oder Zapfen (3 ) zur Bauteilunterseite verprägt. Das verdrängte Kunststoffmaterial des Anbindungssteg oder Zapfen (3 ) wird somit in das Bauteil (1 ) gedrückt, bei dem die Oberfläche des Bauteils bereits größtenteils ausgebildet und ausgehärtet ist. - Da die Bearbeitung des Angussbereiches durch den beweglichen Werkzeugeinsatzes in der plastischen Phase der Kunststoffschmelze durchgeführt wird, entstehen keine störenden und ausschusserzeugenden Flusen oder Späne.
- Weiter zeichnet sich ein mit dem Verfahren hergestelltes Bauteil insbesondere dadurch aus, dass es völlig nacharbeitsfrei den nachfolgenden Prozessen wie Veredelung und Montage zugeführt werden kann.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, wobei:
-
1 in schematischen Darstellungen den Ablauf einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor dem einfahren des frei programmierbaren und beweglichen Werkzeugbereiches in den Anbindungssteg oder Zapfen. -
2 in schematischen Darstellungen den Ablauf einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem einfahren des frei programmierbaren und beweglichen Werkzeugbereiches mit Trennung der Anbindung/Anschnittes des Kaltkanals zum Anbindungssteg oder Zapfen und gleichzeitigen Verprägung zur Bauteilrückseite. -
3 in schematischen Darstellungen den Ablauf einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor dem einfahren des frei programmierbaren und beweglichen Werkzeugbereiches in den Kaltkanal. -
4 in schematischen Darstellungen den Ablauf einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem einfahren des frei programmierbaren und beweglichen Werkzeugbereiches in den Kaltkanal mit Trennung der Anbindung/des Anschnittes des Kaltkanals zum Anbindungssteg oder Zapfen -
5 in schematischen Darstellungen den Ablauf einer weiteren - Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Einfahren des Schiebers und des beseitigten Anguss
-
6 in schematischen Darstellungen den Ablauf einer weiteren - Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Einfahren des Schiebers und des beseitigten Angusses
-
7 +8 in schematischen Darstellungen den Ablauf einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Bananenanguss vor und nach dem Einfahren des Schiebers und des beseitigten Angusses - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Bauteil
- 2
- Kaltkanal
- 3
- Anbindungssteg oder Zapfen
- 4
- Anschnitt/Anbindung
- 5
- Beweglicher Werkzeugbereich/Konturstift in Spritzstellung
- 6
- Beweglicher Werkzeugbereich/Konturstift nach Prägung in Ausstoßstellung
- 7
- Beweglicher Werkzeugbereich/Absperrstift in Spritzstellung
- 8
- Beweglicher Werkzeugbereich/Absperrstift nach Prägung in Ausstoßstellung
- 9
- Beweglicher Werkzeugbereich/Prägestift in Spritzstellung
- 10
- Beweglicher Werkzeugbereich/Prägestift nach Prägung in Ausstoßstellung
- 11
- Beweglicher Werkzeugbereich/Prägestift mit Bananenanguss in Spritzstellung
- 12
- Beweglicher Werkzeugbereich/Prägestift mit Bananenanguss nach Prägung in Ausstoßstellung
- 13
- Als Bananenanguss ausgebildeter Kaltkanal
- 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
-
- EP 1069978 B1 [0010]
- EP 99/01457 [0010]
- WO 99/44802 [0010]
- EP 1188538 A2 [0011, 0012]
- DE 10045966 [0011]
- DE 10059958 [0011]
Claims (7)
- Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (
1 ), bei dem durch bewegliche Werkzeugbereiche (5 –10 ) im Spritzgussprozess vollautomatisch und rückstandslos prozessbedingte Kaltkanäle (2 ) mit Anbindungen und Anschnitte (4 ) von Anbindungsstegen und Zapfen (3 ) abgetrennt bzw. sichtbar vermieden werden. - Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Werkzeugbereich als Konturstempel (5 und6 ) ausgebildet sein kann und das dieser nach dem Einfahren in den Anbindungssteg und Zapfen (3 ) und dem gleichzeitigen abscheren der Anbindung und des Anschnittes (4 ) eine konturführende Bauteilrückseite mit ausformt. - Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (
1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiteren Ausführungsform die beweglichen Werkzeugbereiche (7 und8 ) in einen dafür vorgesehenen Bereich des Kaltkanals (2 ) einfahren und den Anbindung und Anschnittbereich (4 ) dabei abscheren und absperren. - Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (
1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Werkzeugbereich als Prägestempel (9 und10 ) ausgebildet sein kann und das dieser nach dem Einfahren in den Anbindungssteg und Zapfen (3 ) und dem gleichzeitigen abscheren der Anbindung und des Anschnittes (4 ) eine Verprägung bevorzugt auf Niveau der Bauteilrückseite durchführt. - Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (
1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verwendung eines als Bananenangusses ausgebildeten Kaltkanals (13 ) eine unter dem Bauteil (1 ) tiefer liegende Anbindung oder Anschnitt (4 ) an ein Anbindungssteg und Zapfen (3 ) möglich ist und das der bewegliche Werkzeugbereich als Prägestempel (11 und12 ) ausgebildet sein kann und das der Prägestempel (12 ) nach dem Einfahren die Anbindung oder den Anschnitt (4 ) abschert und den Anbindungssteg und Zapfen (3 ) bevorzugt auf Niveau der Bauteilrückseite abprägt. - Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (
1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Werkzeugbereiche (5 –10 ) je nach Art und Ausgestaltung des formgebenden Werkzeuges pneumatisch, bevorzugt elektrisch oder mechanisch und besonders bevorzugt als hydraulisch angetriebene und bewegte Kernzüge durch die Maschinensteuerung angesteuert werden - Bauteil mit werkzeuggebundener Kaltkanaltrennung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Werkzeugbereiche (5 –10 ) bevorzugt nach Ende der Nachdruckphase bewegt werden.
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