EP1776222A1

EP1776222A1 - Spritzgiessmaschine

Info

Publication number: EP1776222A1
Application number: EP05774400A
Authority: EP
Inventors: Ralf Schwaighofer; Andreas Lang
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-04-25
Also published as: US7458794B2; US20070264378A1; CA2576378A1; WO2006015582A1; DE102004038852A1; DE102004038852B4

Abstract

Es wird eine Spritzgiessmaschine, insbesondere zum Spritzprägen grossflächiger Kunststoffformteile, vorgeschlagen, umfassend mindestens ein erstes, zwei Formhälften (15, 16) aufweisendes Spritzgiesswerkzeug (13), das eine erste Kavität (17) mit einer ersten projizierten Fläche bildet, und ein zweites, zwei Formhälften (18, 19) aufweisendes Spritzgiesswerkzeug (14), das eine zweite Kavität (20) mit einer zweiten projizierten Fläche bildet, wobei jeweils eine Formhälfte (15, 18) der beiden Spritzgiesswerkzeuge (13, 14) an einer gemeinsamen Trägereinheit (21) fixiert ist und für beide Spritzgiesswerkzeuge (13, 14) in Öffnungsrichtung wirkende Abstützeinrichtungen (22A bis 25A; 22B bis 25B) vorgesehen sind. Um die auf die jeweilige Kavität wirkende Kraft zu begrenzen, nehmen die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) in Abhängigkeit von der jeweiligen projizierten Fläche der jeweiligen Kavität (17, 20) eine Zuhaltekraft teilweise auf, so dass eine auf das in die jeweilige Kavität (17, 20) eingespritzte Material wirkende Nachdruckkraft eingestellt wird.

Description

Spritzgießmaschine

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine, insbesondere zum Spritzprägen großflächiger Kunststoffformteile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Spritzgießmaschine ist aus der DE 199 37 200 A1 bekannt und um- fasst zwei Spritzgießwerkzeuge, die jeweils im Bereich einer Trennebene eine von zwei Formhälften begrenzte Kavität aufweisen. Diese Spritzgießmaschine weist eine Dreheinrichtung auf, die eine Wendeplatte umfasst, an der jeweils eine Form¬ hälfte der beiden Spritzgießwerkzeuge befestigt ist. In den Trennebenen der bei- den Spritzgießwerkzeuge sind jeweils in symmetrischer Weise vier Hydraulikzylin¬ der angeordnet. Diese erzeugen bei einem Öffnen der Spritzgießwerkzeuge einen parallelen, gleichzeitigen, kurzen Hub als Unterstützung für ein paralleles Auffah¬ ren des jeweiligen Werkzeugs. Die Anordnung eignet sich aber nicht zum Spritz¬ prägen zweier Komponenten eines großflächigen Kunststoffformteils, welche mit- tels Kavitäten gefertigt werden, die unterschiedlich große projizierte Flächen auf¬ weisen. Beide Spritzgießwerkzeuge sollten nämlich im geschlossenen Zustand mit der gleichen Zuhaltekraft beaufschlagt sein. Diese kann aber für die Komponente mit der kleineren projizierten Fläche zu groß sein und die Güte des herzustellen¬ den Kunststoffformteils beeinträchtigen.

Aus der DE 43 40 258 C2 ist eine Spritzgießmaschine mit einem Etagenwerkzeug bekannt, die zwei jeweils zwei Formhälften aufweisende Spritzgießwerkzeuge auf¬ weist, die mittels eines hydraulischen Getriebes schließbar sind. Das hydraulische mensionierten Wirkflächen umfassen. Durch entsprechende Ansteuerung der Kol¬ ben können beim Schließen der Spritzgießwerkzeuge Kraftverläufe realisiert wer¬ den, die den beiden Spritzgießwerkzeugen jeweils angepasst ausgelegt sind.

Insbesondere im Bereich der Fahrzeugverscheibung besteht ein Bestreben, Glas- Scheiben durch aus transparentem Kunststoff gefertigte Spritzgussteile zu erset¬ zen. Als Werkstoff kann hierfür insbesondere ein Polycarbonat eingesetzt werden. Dieser Werkstoff, der als hochviskoser, amorpher Stoff in eine Kavität eingespritzt wird, muss zur Fertigung einer Scheibe möglichst spannungsarm verarbeitet wer¬ den, um insbesondere bei einer Freibewitterung eine Dauerhaftigkeit zu gewähr- leisten. Spannungen im Bauteil könnten zu einer Beeinträchtigung einer auf das ausgehärtete Polycarbonatmaterial aufzubringenden Lackschutzschicht führen.

Zum Spritzgießen dünnwandiger, großflächiger Bauteile können unterschiedliche Verfahren, wie das so genannte Expansionspräge-Verfahren oder das so genannte Parallelpräge-Verfahren, eingesetzt werden. Hierbei wird ein flüssiges Ausgangs¬ material in eine Kavität einer ein so genanntes Tauchkantenwerkzeug umfassen¬ den Spritzgießmaschine eingespritzt. Beim Abkühlen erfährt das Material einen Verarbeitungsschwund. Daher wird bei all diesen Verfahren die Kavität um das Schwindungsvolumen überfüllt. Das eingespritzte Material wird anschließend unter einem Druck von beispielsweise etwa 200 bar abgekühlt. Die damit verbundene Volumenverringerung wird dadurch ausgeglichen, dass eine der Formhälfte nach¬ geführt wird, bis das herzustellende Bauteil bei der Entformungstemperatur sein Nennmaß angenommen hat.

Aus konstruktiven und ökonomischen Überlegungen kann es bei der Fertigung ei¬ nes aus zwei Komponenten gebildeten Kunststoffformteils von Vorteil sein, beide Komponenten in einer Spritzgießmaschine zu fertigen, wobei die erste Komponen¬ te, die scheibenförmig ausgebildet sein kann, in einer ersten Kavität und die zweite Komponente, die beispielsweise einen Rahmen der Scheibe bildet, als Hintersprit- zung der ersten Komponente in einer zweiten Kavität ausgeformt wird. Aus Grün¬ den der Materialverträglichkeit und um eine sichere Verbindung zwischen den bei¬ den Komponenten zu gewährleisten, sollte das Material der zweiten Komponente im Wesentlichen dem Material der ersten Komponente entsprechen, so dass bei Einsatz von Polycarbonat oder einem Polycarbonat-Blend auch die Hinterspritzung nach einem Prägeverfahren ausgeführt werden sollte. Auch bei der Ausformung der zweiten Komponente besteht die Problematik, dass die Verarbeitung möglichst spannungsarm erfolgen soll.

Bei einer Ausbildung der ersten Komponente als Scheibenkörper und der zweiten Komponente als rahmenartige Hinterspritzung des Scheibenkörpers ist die Grund¬ fläche der zweiten Komponente kleiner als diejenige des Scheibenkörpers. Ein Prägen der zweiten Komponente mit der für das Prägen der ersten Komponente eingesetzten Zuhaltekraft ist nicht ohne Weiteres möglich, da die für das Prägen der ersten Komponenten gewählte Zuhaltekraft zu einem zu großen Innendruck in der Kavität für die zweite Komponente führen würde. Der Innendruck ergibt sich aus dem Produkt aus der Zuhaltekraft und der in Schließrichtung projizierten Flä¬ che der Kavität.

Zur Herstellung einer rahmenartigen Hinterspritzung einer Scheibe wird bisher ein konventionelles Spritzgießverfahren eingesetzt, bei dem gegebenenfalls ein Heiß¬ kanalsystem mit Nadelverschlussdüsen genutzt wird und mittels einer Spritzeinheit über mehrere, über die Kavität verteilte Anspritzpunkte ein Nachdruck aufgebracht wird. Bei diesem Verfahren besteht der Nachteil, dass die Forminnendrücke sehr hoch sind und in der Kavität eine ungleichmäßige Druckverteilung in Abhängigkeit von der Entfernung zu den Anspritzpunkten vorliegt. Auch kann der beim Abkühlen des eingespritzten Materials erfolgende Materialschwund nur bis zum so genann- ten, bei beispielsweise etwa 190⁰C liegenden Siegelpunkt ausgeglichen werden, bei dem die Angusskanäle einfrieren bzw. die Materialseele einfriert.

Alternativ wird eine rahmenartige Hinterspritzung einer Scheibe bisher so gefertigt, dass die für die Hinterspritzung erforderliche zweite Komponente über einen Heiz- kanalverteiler in eine Kavität eingebracht wird, wobei die Kavität um das Schwin- dungsvolumen überfüllt wird. Beim Abkühlen wird das eingespritzte Material mittels Stempeln ausgeprägt, die aktiv mittels einer speziellen Hydraulik mit einer festge¬ legten Kraft in die Schmelze gedrückt werden. Da die Kraft für die Prägestempel aktiv aufgebracht werden muss und großflächige Bauteile mitunter Grundflächen von 0,5 m² oder mehr aufweisen können, steigt die erforderliche Kraft bei einem gewünschten Innendruck von etwa 200 bar auf 10.000 kN bzw. 1.000 to an. Dies führt einerseits dazu, dass sehr massive Zylinder, Kraftübersetzungssysteme oder dergleichen für die Prägestempel eingesetzt werden müssen. Andererseits muss die für die Hydraulik erforderliche Leistung von der jeweils eingesetzten Spritz- gießmaschine selbst abgezogen oder mittels eines zusätzlichen Aggregats erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der einleitend genannten Gattung ausgeführte Spritzgießmaschine zu schaffen, mittels der auf einfache Weise Formbauteile nach einem Spritzprägeverfahren hergestellt werden können, die aus zwei Komponenten mit unterschiedlichen projizierten Grundflächen gebil¬ det sind und eine hohe Güte aufweisen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Spritzgießmaschine mit den Merk- malen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Kern der Erfindung liegt mithin darin, dass in den Kavitäten beider Spritzgieß¬ werkzeuge mittels der in der jeweiligen Trennebene wirkenden Abstützeinrichtun- gen ein für ein Spritzprägeverfahren erforderlicher Nachdruck bzw. Innendruck in Abhängigkeit von der projizierten Fläche der jeweiligen Kavität separat eingestellt werden kann. Damit kann eine auf beide Spritzgießwerkzeuge wirkende Zuhal¬ tekraft, die aus konstruktiven Gründen zweckmäßigerweise für beide Spritzgieß¬ werkzeuge gleich sein kann und die vorzugsweise der Zuhaltekraft entspricht, die zur Erzeugung des gewünschten Nachdrucks in der Kavität mit der größeren proji¬ zierten Fläche benötigt wird, an dem Spritzgießwerkzeug mit der Kavität, die eine kleinere projizierte Fläche hat, teilweise abgefangen werden, so dass auch der in dieser Kavität herrschende Innendruck bzw. Nachdruck die Güte des herzustellen¬ den Formteils nicht beeinträchtigt.

Die Spritzgießmaschine nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstel¬ lung von Kunststoffformteilen, die aus zwei Komponenten gebildet sind. Die erste Komponente ist beispielsweise von einer transparenten Polycarbonatscheibe gebildet, wohingegen die zweite Komponente ein ebenfalls aus einem Polycarbo- nat gefertigter Rahmen der Scheibe ist, der eine kleinere Grundfläche als die Scheibe selbst hat. Die Polycarbonatscheibe wird dann nach einem Prägeverfah¬ ren in dem ersten Spritzgießwerkzeug der Spritzgießmaschine und der Rahmen ebenfalls nach einem Prägeverfahren in dem zweiten Spitzwerkzeug der Spritz¬ gießmaschine ausgeformt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn während des Prägens in beiden Kavitäten der gleiche Nachdruck herrscht. Da die projizierte Fläche der Kavität zur Fertigung des Rahmens kleiner als die projizierte Fläche der Kavität zur Fertigung der Scheibe ist, muss die auf beide Spritzgießwerkzeuge wirkende Zuhaltekraft auf Seiten des Spritzgießwerkzeugs für den Rahmen abge¬ fangen werden. Dies erfolgt mittels der diesem Spritzgießwerkzeug zugeordneten Abstützeinrichtungen. Bei der Spritzgießmaschine nach der Erfindung wirken die Zuhaltekräfte für die beiden Spritzgießwerkzeuge in entgegengesetzter Richtung. Insbesondere stellt die Spritzgießmaschine ein so genanntes Etageπwerkzeug, ein Wendeplatten¬ werkzeug oder dergleichen dar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Spritzgießmaschine nach der Erfin¬ dung sind die Abstützeinrichtungen aus hydraulischen Zylindern gebildet. Diese Ausgleichszylinder darstellende Zylinder sind kostengünstige, passive Bauteile, die die Zuhaltekraft ohne zusätzliches Hydraulikaggregat teilweise aufnehmen können, so dass in der betreffenden Kavität der erforderliche Nachdruck herrscht.

Um die Spritzgießwerkzeuge bei einem Materialschwund in den Kavitäten jeweils nachführen zu können, sind die hydraulischen Zylinder jedes Spritzgießwerkzeugs vorzugsweise mit mindestens einem Ablaufventil versehen, über das bei einem Prägeprozess Hydrauliköl abströmt.

Die Abstützeinrichtungen, die in der jeweiligen Trennebene der Spritzgießwerk¬ zeuge wirken, können entweder direkt in das jeweilige Spritzgießwerkzeug integ¬ riert oder jeweils zwischen einer Montageplatte bzw. Werkzeugaufspannplatte für das jeweilige Spritzgießwerkzeug und der gemeinsamen Trägereinheit einge- spannt sein.

Zur Herstellung eines Formbauteils aus zwei Komponenten ist es vorteilhaft, wenn die Spritzgießmaschine eine Wendeeinrichtung umfasst, mittels der die erste Kom¬ ponenten nach ihrer Fertigung in der ersten Kavität zu dem zweiten Spritzgieß- Werkzeug überführt wird, so dass in diesem die zweite Komponenten angeformt werden kann. Die an der Trägereinheit fixierten Formhälften sind dann beiden Spritzgießwerkzeugen zuordenbar. Um die zweite Kavität abzudichten, können vorgespannte Dichtleisten und/oder Schieber vorgesehen sein, die die zweite Kavität begrenzen. Die Dichtleisten bzw. Schieber können mit einem einstellbaren Anpressdruck beaufschlagt sein.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen ent¬ nehmbar.

Drei Ausführungsbeispiele einer Spritzgießmaschine nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte

Spritzgießmaschine und mittels der Spritzgießmaschine her¬ gestellte Formteile;

Fig. 2 eine Stirnansicht einer Abstützzylinder aufweisenden Formhälf¬ te eines Spritzgießwerkzeugs der Spritzgießmaschine nach Fig. 1 ;

Fig. 3 die Wirkung der Abstützzylinder;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug einer zweiten Aus¬ führungsform einer Spritzgießmaschine nach der Erfindung, das zur Herstellung einer Hinterspritzung einer Scheibe dient; und

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer Spritzgießmaschine nach der Erfindung. In den Figuren 1 und 2 ist eine Spritzgießmaschine 10 dargestellt, die zur Ferti¬ gung einer beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug eingesetzten Scheibe 11 dient, welche mit einem Rahmen 12 versehen ist. Bei der mit dem Rahmen 12 versehe¬ nen Scheibe 11 handelt es sich beispielsweise um ein Deckelelement eines Fahr¬ zeugschiebedachs. Die Scheibe 11 und der Rahmen 12 werden mit der Spritz- gießmaschine 10 gemäß einem Spritzprägeverfahren hergestellt.

Die Spritzgießmaschine 10 umfasst ein erstes Spritzgießwerkzeug 13 zur Her¬ stellung der Scheibe 11 und ein zweites Spritzgießwerkzeug 14 zur Hinterspritzung der Scheibe 11 mit dem Rahmen 12.

Das als Prägewerkzeug ausgebildete und ein Tauchkantenwerkzeug darstellende Spritzgießwerkzeug 13 umfasst eine als so genante Matrizenplatte ausgebildete erste Formhälfte 15 sowie eine als so genannte Formkernplatte ausgebildete, zweite Formhälfte 16. Die beiden Formhälften 15 und 16 begrenzen eine mit der Form der Scheibe 11 korrespondierende, erste Kavität 17. Wie bei einem Präge¬ verfahren üblich, sind die beiden Formhälften 15 und 16 bei der Herstellung der Scheibe 11 zum Ausgleich eines Materialschwunds, der mit der Abkühlung eines über einen hier nicht näher dargestellten Angusskanal zugeführten Polycarbonats einhergeht, gegeneinander verfahrbar. Im vorliegenden Fall ist die Formhälfte 15, die an einer als Wendeplatte dienenden Trägereinheit 21 fixiert ist, während des Prägens ortsfest und die Formhälfte 16, die an einer Werkzeugaufspannplatte 51 befestigt ist, mittels eines Antriebs in Richtung der Formhälfte 15 verfahrbar ist.

Das zweite zur Herstellung des Rahmens 12 dienende Spritzgießwerkzeug 14 um- fasst ebenfalls eine erste Formhälfte 18, die an der Wendeplatte 21 fixiert ist, so¬ wie eine zweite Formhälfte 19, die an einer Werkzeugaufspannplatte 52 befestigt ist. Die beiden Formhälften begrenzen eine zweite Kavität 20, die mit der Form des Rahmens 12 korrespondiert. Das Spritzgießwerkzeug 14 ist ebenfalls als Prägewerkzeug ausgebildet, so dass die Formhälfte 19 beim Abkühlen eines über mehrere, hier nicht näher dargestellte Angussstellen in die Kavität 20 eingebrachten Materials gemäß dem Volumen¬ schwund des Materials nachgeführt werden kann und ein im Wesentlichen kon¬ stanter Schließdruck auf das zur Ausbildung des Rahmens 12 in die Kavität 20 eingespritzte Material wirkt.

Alternativ kann die Spritzgießmaschine auch so ausgelegt sein, dass beim Prägen eine der beiden Formhälften 16 und 19 ortsfest ist und die andere der beiden Formhälften 16 und 19 und die Wendeplatte 21 nachgeführt werden.

Da die beiden Formhälften 15 und 18 an der Wendeplatte 21 fixiert sind, kann die Formhälfte 15 des Spritzgießwerkzeugs 13 durch Drehen der Wendeplatte um eine Achse A an die Stelle der Formhälfte 18 des Spritzgießwerkzeugs 14 gebracht und die mittels des Spritzgießwerkzeugs 13 hergestellte Scheibe ohne Entformung aus der Spritzgießmaschine 10 mit dem Rahmen 12 hinterspritzt werden kann.

Das zweite, ebenfalls ein Tauchkantenwerkzeug darstellende Spritzgießwerkzeug 14 umfasst des Weiteren im vorliegenden Fall vier als Hydraulikzylinder ausgebil¬ dete, im Rechteck angeordnete Abstützeinrichtungen 22A bis 25A, die an der Formhälfte 19 angeordnet sind, auf die Formhälfte 18 wirken und die der Zuhal¬ tekraft entgegenwirken, die über die Formhälfte 19 auf das zur Ausbildung des Rahmens 12 in die Kavität 20 eingespritzte Material wirkt. Die passive Bauteile darstellenden Hydraulikzylinder 22A bis 25A wirken also in der Trennebene des Spritzgießwerkzeugs 14.

Zur Druckreduzierung in den Hydraulikzylindern 22A bis 25A sind diese jeweils mit mindestens einem Ablaufventil versehen, über das bei dem Prägeprozess Hydrau- liköl abströmt. Entsprechend umfasst das erste Spritzgießwerkzeug 13 im vorliegenden Fall vier als Hydraulikzylinder ausgebildete, im Rechteck angeordnete Abstützeinrichtungen 22B bis 25B, die an der Formhälfte 16 angeordnet sind, auf die Formhälfte 15 wir¬ ken und die der Zuhaltekraft entgegenwirken, die über die Formhälfte 16 auf das zur Ausbildung der Scheibe 11 in die Kavität 17 eingespritzte Material wirkt. Die passive Bauteile darstellenden Hydraulikzylinder 22B bis 25B wirken also in der Trennebene des Spritzgießwerkzeugs 13.

Zur Druckreduzierung in den Hydraulikzylindern 22B bis 25B sind diese ebenfalls jeweils mit einem Ablaufventil versehen, über das bei dem Prägeprozess Hydrau- liköl abströmt.

Je nach vorliegenden Kräfteverhältnissen kann an den beiden Spritzgießwerkzeu¬ gen 13 und 14 jeweils auch eine andere Anzahl an Hydraulikzylindern vorgesehen sein.

Alternativ ist es auch denkbar, die die Hydraulikzylinder 22A bis 25A und 22B bis 25B an der Formhälfte 15 bzw. 18 anzuordnen. In diesem Fall sind die Hydraulik¬ zylinder 22A bis 25A bzw. 22B bis 25B je nach Drehstellung der Wendeplatte 21 dem Spritzgießwerkzeug 13 oder dem Spritzgießwerkzeug 14 zugeordnet. Der in den Hydraulikzylindern wirkende Öldruck muss dann gegebenenfalls an die jewei¬ lige Stellung angepasst werden.

Die Arbeitsweise der Abstützeinrichtungen 22A bis 25A und 22B bis 25B wird nachfolgend anhand eines Beispiels in Verbindung mit Figur 3 beschrieben.

Die Scheibe 11 hat im vorliegenden Fall eine Grundfläche von 1 m². Der Rahmen 12 hat im vorliegenden Fall eine Grundfläche von 0,25 m². Zur Herstellung der Scheibe 11 wird die erste Kavität 17, die eine Grundfläche von 1 m² hat, mit flüssigem Polycarbonat gefüllt und überfüllt, da beim Abkühlen von der Einspritztemperatur von 300⁰C auf eine Entformungstemperatur von 12O⁰C ein Wanddickenschwund von etwa 10% eintritt. Die Überfüllung von etwa 10% erfolgt damit zur Kompensation des Schwindungsvolumens. Für einen idealen Formin- nendruck von 200 bar über die Abkühlphase wird an der Spritzgießmaschine 10 eine Zuhaltekraft X von 20000 kN bzw. 2000 to eingestellt. Die durch die Zuhal¬ tekraft X auf das eingespritzte Material wirkende Kraft stellt die so genannte Nach¬ druckkraft Y dar. Um die Nachdruckkraft Y konstant zu halten, wird die die Form¬ hälfte 16 bildende Werkzeug platte zum Ausgleich des Materialschwunds über die Abkühlzeit von beispielsweise 60 Sek. schwimmend um 4/10 mm nachgeführt. Dies erfolgt dadurch, dass Hydrauliköl aus den in der der Kavität 17 zugeordneten Trennebene TE1 wirkenden Hydraulikzylindern 22B bis 25B abgelassen wird.

Im Sinne des im vorliegenden Fall vorliegenden Etagenprinzips steht bei der Spritzgießmaschine 10 für beide Spitzwerkzeuge 13 und 14 die gleiche Zuhal¬ tekraft zur Verfügung. Die Zuhaltekraft von 20000 kN steht mithin auch an dem zweiten Spritzgießwerkzeug 14 an, das gleichzeitig zur Hinterspritzung einer be¬ reits gefertigten Scheibe 11 mit dem Rahmen 12 eingesetzt wird. Diese Zuhal¬ tekraft würde aufgrund der geringeren Fläche des herzustellenden Rahmens 12 von 0,25 m² zu einem in der Kavität 20 herrschenden Innendruck von 800 bar führen. Dieser Druck könnte zu einer Beschädigung des Bauteils führen. Um dem entgegenzuwirken, wird mittels der Hydraulikzylinder 22A bis 25A abgestimmt auf die Grundfläche des Rahmens 12 und den gewünschten, in der Kavität 20 herrschenden Druck von ebenfalls etwa 200 bar die Zuhaltekraft von 20000 kN gedämpft, so dass auf die Kavität 20 bzw. das in die Kavität 20 eingespritzte

Polycarbonat-Material eine so genannte Nachdruckkraft von 5000 kN bzw. 500 to wirkt, wobei die verbleibende Kraft von 15000 kN mittels der in der der Kavität 20 zugeordneten Trennebene TE2 wirkenden Hydraulikzylinder 22A bis 25A abgefan- gen bzw. von diesen aufgenommen wird. Die Hydraulikzylinder 22A bis 25A sind mithin auf den hierfür erforderlichen Hydraulikdruck vorgespannt, wobei die Form¬ hälfte 19 beim Abkühlen des in die Kavität 20 eingebrachten Materials und dem damit verbundenen Materialschwunds durch gesteuertes Ablassen eines Hydrau¬ liköls der Hydraulikzylinder 22A bis 25A nachgeführt wird.

Die Hydraulikzylinder 22A bis 25A, die in Öffnungsrichtung des Spritzgießwerk¬ zeugs 14 wirken, nehmen also die Differenz zwischen der Zuhaltekraft X und der in der Kavität Kavität 20 gewünschten Nachdruckkraft auf.

Die Abstützeinrichtungen 22A bis 25A und 22B bis 25B nehmen in Abhängigkeit von der jeweiligen in Schließrichtung projizierten Fläche der jeweiligen Kavität 17 bzw. 20 die Zuhaltekraft teilweise auf und stellen eine auf das in die jeweilige Kavi¬ tät 17 bzw. 20 eingespritzte Material wirkende Nachdruckkraft ein. Die Nachdruck¬ kraft ergibt sich aus dem Produkt des in der jeweiligen Kavität 17 bzw. 20 herr- sehenden Innendrucks und der projizierten Fläche der betreffenden Kavität.

Wenn ein Rahmen 20 mit einer anderen Grundfläche an die Scheibe 11 ange¬ spritzt werden soll, können die Hydraulikzylinder 22A bis 25A mit einem entspre¬ chend angepassten Zylinderinnendruck beaufschlagt werden, so dass der auf das zur Herstellung des Rahmens dienende Material wirkende Nachdruck auf den gewünschten Wert eingestellt wird.

In Fig. 4 ist eine spezielle Ausführungsform eines Spritzgießwerkzeugs 14' zur Herstellung eines eine zweite Komponente eines Formteils darstellenden Rah- mens 12 einer transparenten Polycarbonatscheibe 11 zum Einsatz beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug dargestellt. Das Spritzgießwerkzeug 14', das Bestandteil einer entsprechend der Spritzgieß¬ maschine nach Fig. 1 ausgeführten Spritzgießmaschine ist, muss bei einem Ein¬ spritzvorgang im Bereich eines Übergangs zu der eine erste Komponente bilden¬ den Scheibe 11 abgedichtet werden. Daher sind in diesem Bereich mechanisch oder pneumatisch federbeaufschlagte Dichtleisten bzw. Schieber 42 vorgesehen, die sich an einer Formhälfte 19 abstützen und mit einer einstellbaren Kraft auf den aus der Scheibe 11 gebildeten Vorspritzling wirken und so eine Kavität 20 zur Aus¬ bildung des Rahmens 12 abdichten.

Im Übrigen ist das Spritzgießwerkzeug 14' im Wesentlichen entsprechend dem in Fig. 1 dargestellten Spritzgießwerkzeug ausgebildet.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Spritzgießmaschine 50 dargestellt, die im Wesentlichen derjenigen nach Fig. 1 entspricht, sich von dieser aber da¬ durch unterscheidet, dass sie Hydraulikzylinder 22A bis 25A bzw. 22B bis 25B aufweist, die nicht in die Spritzgießwerkzeuge 13 und 14 integriert sind, sondern zwischen einer dem Spritzgießwerkzeug 13 zugeordneten Werkzeugaufspannplat- te 51 und der Wendeplatte 21 und zwischen einer dem Spritzgießwerkzeug 14 zu¬ geordneten Werkzeugaufspannplatte 52 und der Wendeplatte 21 eingespannt sind. Die Funktion und die Wirkung dieser Hydraulikzylinder entsprechen denjeni- gen der Hydraulikzylinder der Spritzgießmaschine nach Fig. 1.

Bezugszeichen

10 Spritzgießmaschine

11 Scheibe

12 Rahmen

13 Spritzgießwerkzeug

14, 14' Spritzgießwerkzeug

15 Formhälfte

16 Formhälfte

17 Kavität

18 Formhälfte

19 Formhälfte

20 Kavität

21 Trägereinheit

22A, 22B Abstützeinrichtung

23A, 23B Abstützeinrichtung

24A, 24B Abstützeinrichtung

25A₁ 25B Abstützeinrichtung

42 Schieber

50 Spritzgießmaschine

51 Werkzeugaufspannplatte

52 Werkzeugaufspannplatte

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Spritzgießmaschine, insbesondere zum Spritzprägen großflächiger Kunst- stoffformteile, umfassend mindestens ein erstes, zwei Formhälften (15, 16) aufweisendes Spritzgießwerkzeug (13), das eine erste Kavität (17) mit einer ersten projizierten Fläche bildet, und ein zweites, zwei Formhälften (18, 19) aufweisendes Spritzgießwerkzeug (14), das eine zweite Kavität (20) mit ei¬ ner zweiten projizierten Fläche bildet, wobei jeweils eine Fomnhäifte (15, 18) der beiden Spritzgießwerkzeuge (13, 14) an einer gemeinsamen Trägerein¬ heit (21) fixiert ist und für beide Spritzgießwerkzeuge (13, 14) in Öffnungs¬ richtung wirkende Abstützeinrichtungen (22A bis 25A; 22B bis 25B) vorge¬ sehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) in Abhängigkeit von der jeweiligen projizierten Fläche der jeweiligen Kavität (17, 20) eine Zuhaltekraft teilweise aufnehmen und ei¬ ne auf das in die jeweilige Kavität (17, 20) eingespritzte Material wirkende Nachdruckkraft einstellen.

2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A; 22B bis 25B) hydraulische Zylinder sind.

3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Zylinder (22A bis 25A; 22B bis 25B) jedes Spritzgießwerk¬ zeugs (13, 14) mit mindestens einem Ablaufventil versehen sind, über das bei einem Prägeprozess Hydrauliköl abströmt.

4. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) in das Spritzgießwerkzeug (13, 14) integriert sind.

5. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Abstützeinrichtungen (22A bis 25A, 22B bis 25B) zwi¬ schen der gemeinsamen Trägereinheit (21 ) und einer dem jeweiligen Spritzgießwerkzeug (13, 14) zugeordneten Werkzeugaufspannplatte (51 , 52) eingespannt sind.

6. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Trägereinheit (21) eine Weπdeeinrichtung umfasst.

7. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch vorgespannte Dichtleisten und/oder Schieber (42), die die zweite Ka- vität (20) begrenzen.

8. Spritzgießmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleisten bzw. Schieber (42) mit einem einstellbaren Anpressdruck be¬ aufschlagt sind.