DE9012186U1 - Werkzeug zur Herstellung von Formteilen - Google Patents
Werkzeug zur Herstellung von FormteilenInfo
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Description
Fehr, Ernst, Staudenäckerstrafie 49, CH-9403 Goldach
Klotz, Dietmar, Biebricher Allee 31, 6200 Wiesbaden
Die Erfindung bezieht sich a?*f ein Werkzeug zur Herstellung
vo»> Fonnteilen, insbesc.iv.erC' /as thermoplastischem Kuns=*-.i?tof f,
besfcsl'end aus minaestens eil Werkz-suchälfte, die jeweils aus
einer di ~en, duxoh einen Spritzvorg» g erzeugten, metall Iisehen
Formschsle und einer vosci ;:?!. »eise zumindest teilweise
von eine-M Gehäuse umschlossenen Hinterfällung aus einem aushärtbaren
Geu.isch zumindest aus einem Bindemittel und Eisenpulver
gebildet iet.
..L der EP-PS 0 117 985 ist eine Vorrichtung zum Spritzgießen
von Formteilen aus Kunststoff bekannt, die aus zwei r»3.ativ
f gegeneinander bewegbaren Formhälften besteht, in denen sich der Formhohlraum bzw. das Formnest befindet. Dabei wird die
eigentliche Formfläche jeder Formhälfte durch eine dünne metallische Formschale gebildet, die durch einen Spritzvorgang
'■' erzeugt wird. Das Spritzen der Formschale erfolgt dab' I auf
einem sogenannten Primärformkern, der aus Holz, Kunststoff,
f Gips oder ähnlichen Werkstoffen bestehen kann. Vor dem Spritzvorgang
für die Formschale wird auf dem Primärformkern zumindest
eine besondere Schicht aufgetragen, die normalerweise eine Stärke von etwa 15 - 30 besitzt. Diese, beispielsweise
durch einen Spritzvorgang aufgebrachte Schicht hat die Aufgabe, sicherzustellen, daß einerseits das anschließend aufgespritzte
Metall, beispielsweise Edelstahl, zunächst ausreichend haftet, sich aber andererseits später gut von dem Primär-
formkern lösen läßt- Die Dicke der aufgespritzten Metallschicht beträgt normalerweise 0,1 - 0,5 mm. Nach dem Abkühlen der auf
des Primärformkern durch einen Sf- uvorgang erzeugten, metallischen
Fontschale wird vorzugsweise um jede Formschale ein nach oben und un^n offenes Gehäuse errichtet, welches dann
mit einer sogenannten Hinterfüllung ausgefüllt bzw. ausgegossen wird. Diese Hinterfüllung besteht hauptsächlich aus einer
ausgehärteten Mischung aus Epoxidharz und Quarzrand. Bedarfsweise kann der Quarzsand durch Eisenpulver, Glaspulver oder
Glaskügelchen ersetzt werden. Dieses Hinterfüllmaterial hat
eine Dauertemperaturbeständigkeit von etwa 1400C, so daß eine
solche Vorrichtung nur zum Spritzgießen von Formteilen geeignet ist, die diese Temperatur beim Spritzvorgang nicht überschreiten.
Formteile mit höherer Spritztemperatur und höherem Spritzdruck können mit einer solchen Vorrichtung nicht hergestellt
werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ain Werkzeug zur Herstellung von Formteilen, insbesondere aus thermoplastischem
Kunststoff, der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß dasselbe eine erheblich höhere Daueroemperaturbeständigkeit
besitzt. Zusätzlich soll die Vorrichtung so ausgestaltet sein, daß erforderliche Arbeitstemperaturen in
Kürze erreicht und verhältnismäßig genau eingehalten we
Zur Lösung der zuerst genannten Aufgabe wird bei einem Werkzeug
der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, äa/i die Hinterfülluricj aus einem homogenisierten und ausgehärteten Gemisch
aus etwa drei Gewichtsteilen Bindemittel aus Geopolymite und vier Gewichtsteilen pulverigem und körnigem Eisen besteht.
Ein derartiges Werkzeug besitzt eine Dauertemperaturbeständigkeit
von mindestens IDO'C. Zusatzlich wird die MindesL-druckfestigkeit
erheblich erhöht. Aufgrund dieser Werte ist
ein solches Werkzeug als Formeinrichtung fur Modelle und Kernkasten
fur das Croningverfahren mit mit Kunstharz umhüllten
Snnd sowohl in Vollform als auch im Maskenformverfahren sowie
zur Herstellung von Hohl- und Vollkernpn je^ignet. Es isc fur
Hot-Mox-Systeme der Gießereiindustrie einsetzbar. Darüber hinaus
ist ein solches Werkzeug für den Kokillenguß zur Herstel-I ng von Gußstücken aus insbesondere Nichteisenmetallen irorwendbar.
Zusätzlich ist das Werkzeug für Spritzgußteile aus Kunststoff, das Heißpreßverfahren zur Herstellung von Kompositteilen, als SMC-Werkzeug, Schaumwerkzeug, Blaswerkfceuq und
dgl. geeignet.
Weitere Merkmale eines Werkzeuges gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-12 offenbart.
IJ ie Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zsioh;;ur;y
dargestellten Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert.
Von einem Werkzeug, das beispielsweise zum Spritzen eines Formteiles aus thermoplastischem Kunststoff dient, ist in der
Zeichnung nur eine Werkzeughälfte 1 gezeigt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel eine sogenannte obere Werkzeughälfte
bildet. Unterhalb der strichpunktierten Linie 2 ist dann eine nicht dargestellte untere Werkzeughälfte vorgesehen,
die in gleicher Weise wie die obere Werkzeughälfte 1 ausgebildet sein kann und deren Darstellung deshalb zur Vereinfachung
der Zeichnung weggelassen wurde.
I ·
In der oberen Werkzeuyhälfte l befindet sich ein Teil des sogenannten
Formnestes 3, dessen anderer Teil in der unteren Werkzeughä!fte vorgesehen ist. Die Form und Größe des vollständigen
FormnefH Les J entsprechen genau dem fertigen Formteil.
Zur Herstellung der Wei. Kzeughälf te 1 wird zunächst von dem
gewünschten Formteil ein sogenannter Primärformkern aus Gips, Holz, Kunetstof.L oder ähnlichem Werkstoff hergestellt, dessen
süßere Kontur genau der Kontur des Formnestes 3 entspricht.
Dieser Primärformkern wird auf einer geeigneten Unterlage derart
aufgelpqt, daß nur der Bereich über die Unterlage hinausragt,
der genau dem Formnest 3 in der Werkzeughälfte 1 entspricht. Auf die obere, freie Fläche des Primärformkerns 3
wird nun beispielsweise mittels einer Farbspritzpistole eine Haft- /Trennschicht aus einem geeigneten Werkstoff aufgespritzt,
die eine Dicke von etwa 15 - 30&mgr; hat. Diese Haft- /
Trennschicht ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Nach dem Austrocknen der Haft- /Trennschicht wird auf dieselbe mittels
einer Metallspritzpistole pulveriges öder drantförrr.iges Ms
tall, beispielsweise Edelstahl, Bronze, Messing oder Kupfer, im Flamm- oder Lichtbogenverfahren aufgespritzt. Die fertige
Metallschicht wird durch mehrere aufeinanderfolgende Spritz vorgänge erreicht, so daß sich die fertige Metallschicht aus
mehreren Einzelschichten zusammensetzt. Diese Metallschicht, die eine Stärke zwischen 0,5 und 3,0 mm haben kann, bildet die
sogenannte Formschale 4 für die obere Werkzeughälfte i.
Nach dem Abkühlen der aufgespritzten, metallischen Formschale 4 wird um dieselbe ein beispielsweise rahmenartiges Gehäuse
angeordnet, welches bedarfsweise mit einem nicht dargestellten Deckel versehen sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
wird nun auf die dünne Forroschale 4 eine Widerstandshei-
Aung 6, beispielsweise durch Klebung, aufgebracht, die aus
einem mäanderförmig auf der Werkzeugschale 4 ausgelegten und
durch das Gehäuse 5 nach außen geführten, metallischen, isolierten Leiter besteht. Dieser Leiter ist in an sich bekannter,
nicht dargestellter Weise an eine Strom- bzw. Spannungs
quelle angeschlossen. Im Bereich dieser Widerstandsheizung G ist mindestens ein Temperaturfühler 7 vorgesehen, der auch aus
dem Gehäuse 5 nach außen ragt und mit einer an sich bekannten Meßleitung verbunden ist. Die Meßleituny führt zu einem an
sich bekannten Temperaturregelgerät für die Widerstandsheizung.
Sobald dieser Aufbau abgeschlossen ist, wird der oberhalb der Formschale 4 innerhalb des Gehäuses 5 befindliche Raum mit einem
aushärtbaren, breiigen bzw. pastösen Gemisch ausgefüllt, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus drei Gewichtsteilen Bindemittel aus Geopolymite, einem Gewichtsteil Eisenpulver,
einem Gewicht.steil Eise.ikörner mit einer Körnung von
0,2 - o,4 mm, einem Gewichtsteil Eiser.körner mit einer Körnung
von 0,4 - 0,8 mm und einem Gewichtsteil Eisenkörner mit sinsr
Körnung von 0,8 - 1,2 mm besteht. Das Geopolymite ist ein Produkt der Cordi-Geopolymere S.A., Saint Quenten, mit der Bezeichnung
HTFl, HTF2 oder HTF3 und besteht aus ainem Fluoro·- poly (sialate-disiloxo). Dieses Gemisch bildet die sogenannte
HinterfÜllun9 8 der Werkzeughälfte bzw. der Formschale 4. Die
se, durch einen Gießvorgang eingebrachte Hinterfüllung 8 kann, wie ir. der Zeichnung dargestellt, den gesamten freien Raum im
Gehäuse 5 oberhalb der Formschale 4 einnehmen.
Es ist jedoch auch möglich, die Hinterfüllung 8 als eine Schicht aus einer Laminierung nur bis zur strichlierten Linie
9 aufzubringen, wobei in vorteilhafter Weise ein Gewebe aus
I I · · I
Glasfasfin oder dg]. verwendet wird, ngbei muß diese, aus
einem verhältnismäßig teuren Werkstoff bestehende Hinter füllung
8 lpdiglich eine solche DJcke aufweisen, daß einp-rs^itp
die Formschale 4 ausreichend atagestutzt wird und andererseits
keine zu hohen Temperaturen an der Ruckseite der Hinterfüllunq
8 vorhanden sind. Bei einer solchen,- nur sciiiohtartigsn liin
terfullung 8 kann der dann noch im Gehäuse r->
verbleibende Freiraum mit einer anderen Füllmasse ausgefüllt v/erden.
Um sicherzustellen, daß die Formschale 4 stets eine gleichbleibende
ObecfLächentemperatur aufweist, die Temperaturen in
der Schicht dei/ Hinterfüllung 8 keine vorgegebenen Werte überschreiten
und somit gegebenenfalls ein Überhitzen der hinter
der eigentli-hen Schicht der Hinterfüllung 8 befindlichen
Füllmasse ausgeschlossen ist, können entweder in der Schicht der Hinterfüllung 3 oder in der dahinter befindlichen Füllr.'.ar-se
Kühl- bzw. Temporierrohre 10 angeordnet sein, die mit Abstand
oberhalb der Formschale 4 mäanderförmig /erlaufen und
mit öl und/oder Wasser beaufschlagt sind. Sobald die Hinherfüllung
8 und gegebenenfalls noch eine zusätzliche Füllmasse
eingebracht ist, wird der gesamte, aus Hinterfüllung 8 und gegebenenfalls Füllmasse bestehende Hinterbau bei einer Temperatur
zwischen 60° und 80° ausgehärtet. Nach der Aushärtung wird der noch in dieser Kerkzeughälfte &Iacgr; ■ "!indliche
Primärformkern entfernt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen,
daß Wasser zwischen dem Primärformkern und der Formschale 4 aus Metall eingeleitet wird.
Äucix die zweite bzw. untere, nicht dargestellte Werkzeughälfte wird in der gleichen Weise hergestellt. Dabei wird in die
untere oder obere Werkzeughälfte 1 eine an sich bekannte, nicht dargestellte Angußbohrung eingearbeitet, über die der
das Formteil bildende Kunststoff in das Formnest 3 eingespritzt
wird. Während dieses Formvorganges ist es erf orderlieh,
daß die beiden Werkzeughälften 1 fest zusammengehalten werden. Dabei sind den Werkzeughälften 1 an sich bekannte
Führungen mit Befestigungen und gegebenenfalls eine Ausstoßvorrichtung zugeordnet. Für eine Ausstoßvorrichtung müssen
Führungsbuchsen in die Hinterfüllung 8 und gegebenenfalls in die zusätzliche Füllmasse eingesetzt werden.
In Ergänzung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich,
auf der oberen, also nicht das Formnest 3 begrenzenden Oberfläche eine Primerschicht aufzubringen, die sich mit der
sehr rauhen Oberfläche der Formschale 4 verkrallt und eine gute Verbindung zwischen der Hinterfüllung 8 und der Formschale
4 sicherstellt. Diese Primerschicht besteht in vorteilhafter Weise aus demjenigen Geopolymite, welches auch Bestandteil
des Geraisches der Hinterfüllung 8 ist. Bedarfsweise ist es
möglich, zwischen der Hinterfüllung 8 und gegebenenfalls der Füllmasse und dam Gehäuse 5 eine Isolierschicht vorzusehen.
Bei der Herstellung einer Formmaske ist normalerweise nur eine Werkzeughälfte erforderlich, auf der die Formschale 4 mit der
Hinterfullung zunächst erzeugt wird.
Claims (1)
- • ■ · rF 124aFehr, Ernst, Staudenäckerstraße 49, CH-9403 Goldach Klotz, Dietmar, Biebricher Allee 31, 6200 WiesbadenSchutzansprüche1. Werkzeug zur Herstellung von Formteilen, insbesondere aus thermoplastischer Kunst"- ff, bestehend aus mindestens einer Werk?"-">ghälfte, die jeweils aus einer dünnen, durch einen Spritzvorgang erzeugten, metallischen Formschale und einer vorzugsweise zumindest teilweise von einem Gehäuse umschlossenen Hinterfüllung aus einem auehärtbaren Gemisch zumindest aus einem Bindemittel und Eisenpulver gebildet ist,dadurch gekennzeichnet,daß die Hinterfüllung (8) aus einem homogenisierten und ausgehärteten Gemisch aus etwa drei Gewichtsteilen Bindemittel aus Geopolimite und vier Gewichtsteilen pulverigem und körnigem Eisen besteht.2. V/erkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß das Gemisch ein Gewichtsteil pulveriges und drei Gewichtsteile körniges Eisen enthält.3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,daß das körnige Eisen auseinem Gewichtsteil Eisenkörner (Körnung 0,2 - 0,4 mm),einen Gewichtsteil Eisenkörner (Körnung 0,4 - 0,8 mm) und einem Gewichtsteil Eisenkörner (Körnung 0,8 - 1,2 mm) besteht.4. vorrichtung nach mindestens einesi der ÄRsprücfee 1-3, dadurch gekennzeichnet, dae das die Hinterfüllung (8) bilde; de Gemisch etwa 5-15 Gewichtsprozent Glasfasern bsw. Glasschnitzel enthält.5. Vorrichtung naa. Anspruch * uadurcH gekenn: ■ · ichnet, daß die Glasfasern bsw. GJasertni «·zel eine unterschiedliche Länge besitzen.6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, *aß die Glasfasern bzw. Glasschnitzel etwa zur Hälfte eine Länge etwa von 3 mm und von etwa 6 mm aufweisen.7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dae in der Hinterfüllung (8) nahe der Formschale (4) eine elektrische Widerstandsheizung (6) angeordnet ist, die sich zumindest weitgehend über die gesamte Fonaflache er^-reckt.8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizung (6) direkt an der Formschale (4) anliegt.-Mt-9, Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 8, iadurch gekennzeichnet,daß In die Hinteriülluiig (B) a-«?r - und Temperier-Rohre (10) eingesetzt sind.LO. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - S, dadurch gekennzeichnet,daß in die Hinterf-iillung (8) mindestens ein :nifc tines Regelgerät verbindfcarer Temperaturfühler (7) eingesetzt ist.11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,daß zumindest ein Temperaturfühler (7) nahe der Formschale (4) angeordnet ist.12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet,daß die Hinterfüllung (8) zumindest teilweise von einer Isolierung umschlossen ist.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010103471A3 (en) * | 2009-03-11 | 2010-11-25 | Roctool | Forming tool |
| DE102012103120A1 (de) * | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Günther Heisskanaltechnik Gmbh | Werkzeugeinsatz mit Schichtheizung, Formplatte mit einem solchen Werkzeugeinsatz und Verfahren zum Betrieb eines solchen Werkzeugeinsatzes |
-
1990
- 1990-08-24 DE DE9012186U patent/DE9012186U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010103471A3 (en) * | 2009-03-11 | 2010-11-25 | Roctool | Forming tool |
| US9061445B2 (en) | 2009-03-11 | 2015-06-23 | Roctool | Forming tool |
| DE102012103120A1 (de) * | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Günther Heisskanaltechnik Gmbh | Werkzeugeinsatz mit Schichtheizung, Formplatte mit einem solchen Werkzeugeinsatz und Verfahren zum Betrieb eines solchen Werkzeugeinsatzes |
| DE102012103120B4 (de) * | 2012-04-11 | 2025-04-30 | Günther Heisskanaltechnik Gmbh | Werkzeugeinsatz mit Schichtheizung, Formplatte mit einem solchen Werkzeugeinsatz und Verfahren zum Betrieb eines solchen Werkzeugeinsatzes |
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