EP4594075A1 - VERFAHREN UND SPRITZGIEßVORRICHTUNG ZUM SPRITZGIEßEN VON KUNSTSTOFFTEILEN - Google Patents

VERFAHREN UND SPRITZGIEßVORRICHTUNG ZUM SPRITZGIEßEN VON KUNSTSTOFFTEILEN

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EP4594075A1
EP4594075A1 EP23782491.7A EP23782491A EP4594075A1 EP 4594075 A1 EP4594075 A1 EP 4594075A1 EP 23782491 A EP23782491 A EP 23782491A EP 4594075 A1 EP4594075 A1 EP 4594075A1
Authority
EP
European Patent Office
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injection molding
core
inductive heating
plastic
mold cavity
Prior art date
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Pending
Application number
EP23782491.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Henninger
Jakob Willmann
Hans-Jürgen Amberg
Winfried Ebner
Murat GÜNAY
Ho Seon Jin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eli Lilly and Co
Original Assignee
Eli Lilly and Co
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102022131109.0A external-priority patent/DE102022131109A1/de
Application filed by Eli Lilly and Co filed Critical Eli Lilly and Co
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Pending legal-status Critical Current

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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/774—Springs
    • B29L2031/7742—Springs helical springs

Definitions

  • the invention relates to a method and an injection molding device for injection molding plastic parts, in particular medical products.
  • liquefied plastic material is injected into a mold cavity of an injection molding tool equipped with a core.
  • the object of the invention is to provide a method and an injection molding device for injection molding of injection-molded plastic parts, which are particularly suitable for the production of plastic parts with a relatively large ratio of surface to material volume.
  • a method for injection molding plastic parts in particular medical products, is proposed, in which part liquefied plastic material is injected into a mold cavity of an injection molding tool equipped with a core to produce a plastic.
  • the method is characterized in that the core is inductively heated before the plastic material is injected.
  • the invention is based on the knowledge that, due to the cores in the production of plastic, there are parts in the Have a comparatively large surface area in relation to their material volume, which can lead to difficulties during injection molding. These difficulties are caused by the fact that the cores remove heat from the plastic material injected into the mold cavity to produce the plastic parts, which can affect the quality of the plastic parts produced by injection molding. It is particularly problematic if the cores have a particularly large material volume in relation to the volume of the mold cavity, which is filled with the plastic material to produce the plastic parts. The cores can then act like heat sinks, removing heat from the injected plastic material comparatively quickly.
  • the inductive heating of the core before the plastic material is injected makes it possible to reduce or even completely avoid heat extraction caused by the core from the plastic material injected into the mold cavity during the manufacture of the plastic part.
  • the inductive heating of the core has the particular advantage that it can be carried out particularly quickly, energy-efficiently and thus economically for the manufacturing process.
  • the core in particular at least one shaping surface of the core, is heated to a temperature between 50°C and 100°C, in particular to a temperature between 60°C and 80°C. Heating the core, in particular at least its shaping surface, to such a temperature can promote a particularly efficient implementation of the method and the production of plastic parts in the desired quality.
  • At least one shaping surface of the core is heated. This ensures that at least the shaping surface of the core, which comes into contact with the melted plastic material, is heated before the plastic material is injected. The injected plastic material then hits the inductively heated surface of the core within the mold cavity. This prevents heat from being removed too quickly from the plastic material through the core.
  • the core is inductively heated within the injection mold, in particular within the mold cavity, preferably with the injection mold open.
  • the core is inductively heated outside the injection molding tool and thus outside the mold cavity and is then inserted into the mold cavity of the injection molding tool.
  • the core is first inductively heated outside the injection mold and, after inductive heating, is inserted into the injection mold and its mold cavity.
  • the injection mold and thus the mold cavity can then be closed.
  • the inductive heating of a core can take place outside the injection mold, while another, already inductively heated core can be arranged inside the mold cavity to carry out the method.
  • the injection molding tool can therefore be independent of the inductive Heating of a core can be used to produce plastic parts. In this way, dead times in which the injection molding tool and its at least one mold cavity cannot be used to produce plastic parts can be reduced or even completely avoided.
  • the core can be heated with an inductive heating coil of an inductive heating device.
  • the core can be arranged inside the inductive heating coil for inductive heating.
  • the use of an inductive heating coil enables external and therefore superficial heating of the core. This can, as will be explained in more detail below, promote comparatively rapid cooling of the plastic parts on the core.
  • the inductive heating coil has a receiving space for the core with an inner contour adapted to an outer contour of the core, preferably a shaping surface of the core, and/or at least inductively heats the shaping surface of the core.
  • the inner contour of the receiving space of the heating coil can correspond to the outer contour of the core, in particular its shaping surface. In this way, a uniform heating of the surface of the core, which at least partially delimits the mold cavity, is possible when the core is inserted into the mold cavity.
  • the core can be heated superficially by inductive heating.
  • the core can preferably be made of a They can consist of solid material and/or be at least essentially void-free. It is therefore possible that during the inductive heating of the core, in particular of at least one shaping surface of the core, a temperature gradient can be established between the heated surface of the core and a less or not heated inner region of the core. Because the surface, in particular the shaping surface of the core, is heated, premature heat extraction from the plastic material injected into the mold cavity can be avoided.
  • the core is not heated through, but preferably essentially only its shaping surface is heated, this has advantages when subsequently cooling the injection-molded plastic parts. Due to the aforementioned temperature gradient, the material of the core in the interior region of the core can absorb the heat of the injection-molded plastic part from the plastic material and dissipate it from the plastic part. Despite the inductive heating of the core, this enables rapid cooling of the injection-molded plastic part of the core and thus also the shortest possible cycle times when carrying out the process.
  • the inductive heating of the core can be monitored using a temperature sensor. It is also possible to regulate the inductive heating of the core with a control unit. The inductive heating of the core can be regulated by the control unit depending on a temperature of the core to be inductively heated, which is determined using the temperature sensor.
  • the inductive heating of the core takes place immediately before the plastic material is injected into the mold cavity. This promotes energy efficiency Carrying out the method because the time in which the core can cool before the plastic material is injected is reduced in this way, and the core only has to be heated to a temperature that is only slightly higher than the temperature at which the core is when injecting the plastic material into the mold cavity.
  • At least one insert part for example a pin, a medical piercing device and/or an RFID chip, is inserted into the mold cavity and at least partially overmolded with the plastic material.
  • the method can be carried out particularly efficiently if the at least one insert part is arranged on the core and/or is inserted into the mold cavity with the core.
  • the core can thus be used not only as a shaping part of the injection molding tool, but also as a holder and/or transport means for the at least one insert part.
  • the insert has an electrical and/or electronic function, for example because it is designed as an RFID chip, it may be advantageous to equip the core with the insert only after inductive heating. This prevents damage and/or functional impairment of the insert due to the inductive heating of the core. If the insert is not affected by the inductive heating, the core can also be equipped with the insert before the inductive heating.
  • the plastic part After its production, the plastic part can initially remain on the core and be held by it. It is also possible to remove the plastic part together with the core from the mold cavity and/or the injection molding tool leave on the core to cool.
  • the core and the heating coil can be arranged relative to one another at a distance of 1-5 mm, in particular 0.5-2 mm, particularly preferably 0.2-1 mm, for inductive heating of the core. This can be done with a positioning device.
  • the positioning device can be set up to move the core into the heating coil and/or to place the heating coil over the core.
  • the mold cavity and the core are designed in such a way that a plastic part in the form of a plastic spring is produced as part of the method.
  • the core can also be used as a transport means for removing the plastic part from the mold cavity of the injection molding tool and/or from the injection molding tool. It is also possible for the plastic part to remain on the core after injection molding and cool down there.
  • a plastic spring in particular a coiled plastic spring, can be produced as a plastic part.
  • the plastic spring can, for example, have a ratio of turning length to turning width between 20 to 1 and 100 to 1, in particular 50 to 1, and/or, for example, a ratio of turning thickness measurable transversely to the longitudinal axis of the plastic spring to the turning thickness in the direction of the longitudinal axis of the plastic f spring measurable turning width between 1 to 2 and 1 to 10, in particular from 1 to 5.
  • an injection molding device for injection molding plastic parts in particular medical products, which has the means and features of the independent claim directed to such an injection molding device.
  • a Injection molding device which is designed for injection molding plastic parts, wherein the injection molding device has at least one injection molding tool with at least one mold cavity, at least one core which is arranged in the mold cavity for injection molding a plastic part, and an inductive heating device which is designed for inductively heating the at least one core, in particular at least one shaping surface of the at least one core, before injection molding the plastic part.
  • the inductive heating device of the injection molding device can in particular be set up to heat the at least one core, in particular at least one shaping surface of the at least one core, to a temperature between 50 ° C and 100 ° C, preferably to a temperature between 60 ° C and 80 ° C, to heat.
  • the inductive heating of the at least one core, in particular at least its shaping surface, to a temperature from these temperature ranges can be particularly advantageous in order to produce plastic parts of the desired quality.
  • the injection molding device can be set up to carry out the method already explained above and thus to carry out the method according to one of the claims directed to such a method.
  • the injection molding device can have a control unit and/or at least one temperature sensor.
  • the control unit can be set up to regulate the inductive heating device depending on a temperature of the core to be inductively heated, determined with the at least one temperature sensor.
  • the inductive heating device may comprise at least one inductive Have a heating coil, by means of which the inductive heating device is set up for inductive heating of the at least one core, in particular at least its shaping surface.
  • the heating coil can have a receiving space for receiving a core to be heated. Particularly efficient inductive heating is promoted if the shape or inner contour of the receiving space is adapted to the shape or outer contour of the core to be heated.
  • the inductive heating device has a number of inductive heating coils that corresponds to the number of mold cavities of the injection molding tool. In this way, all mold cavities can be equipped with an inductively heated core at the same time.
  • the injection molding device comprises several groups of cores, each group of cores having a number of cores that corresponds to the number of mold cavities in the injection mold. In this way, it is possible to inductively heat a group of cores outside the mold cavities, while another group of cores is arranged in the mold cavities for injection molding plastic parts.
  • a further group of cores, with plastic parts attached to them, can remain in a position outside the injection mold and its mold cavities to cool the plastic parts.
  • a further group of cores can be arranged in a loading position, for example for loading inserts.
  • the at least one mold cavity and the core assigned to the mold cavity are designed in such a way that when the Mold cavity with plastic material, a plastic part is produced in the form of a plastic spring, in particular a coiled plastic spring.
  • the plastic spring can, for example, have a ratio of turning length to turning width of between 20 to 1 and 100 to 1, for example a ratio of 50 to 1, and / or a ratio of turning thickness measurable transversely to the longitudinal axis of the plastic spring to the turning thickness in the direction of the longitudinal axis of the plastic spring measurable turning width between 1 to 2 and 1 to 10, in particular from 1 to 5.
  • the injection molding device in particular its inductive heating device, can have a positioning device. With the positioning device it is possible to bring the at least one heating coil into a heating position on the at least one core or the at least one core into a heating position on the at least one heating coil.
  • the at least one inductive heating coil and the at least one core can be arranged in the heating position during inductive heating of the core at a distance of 1-5 mm, preferably 0.5-2 mm and particularly preferably 0.2-1 mm from one another. In this way, energy-efficient and fastest possible inductive heating of the core, in particular its shaping surface, is promoted.
  • the inductive heating device can be designed for inductive heating of the at least one core inside and/or outside the injection molding tool, in particular the mold cavity.
  • the injection molding device can have a transport device.
  • the transport device can be designed, for example, as a rotary indexing table.
  • the transport device can be set up to remove the at least one core a heating position into the injection molding tool and in particular into the mold cavity.
  • the core can be transported with the transport device from a heating position located outside the mold cavity on the inductive heating device into the injection molding tool and preferably thus into the mold cavity.
  • the transport direction can also be set up to transport the at least one core, in particular with a plastic part arranged thereon, from the mold cavity into a removal position outside the mold cavity. In the removal position, the plastic part can then first cool down on the core and then be removed from the core.
  • the core functions not only as a shaping part of the injection molding tool, but also as a means of transport with which the injection-molded plastic parts can be removed from the mold cavity of the injection molding tool.
  • the injection molding device can have a removal device with which a plastic part can be removed from the at least one core, in particular after cooling.
  • the removal device can have at least one removal gripper. It is advantageous if the removal device has a number of removal grips that corresponds to the number of mold cavities in the injection molding tool. In this way, it is possible to remove all plastic parts produced in an injection molding step in one removal process.
  • the injection molding device can have an insertion device with which insert parts can be arranged on the at least one core.
  • the insertion device can have at least one insertion gripper.
  • the injection molding device can include an injection molding machine with which plastic material can be injected into the at least one mold cavity of the injection molding tool of the injection molding device.
  • the control unit can be set up to control functional units of the injection molding device, in particular to control the injection molding tool, in particular its opening and closing movement, and/or the inductive heating device and/or the positioning device for moving the at least one inductive heating coil between a starting position and a heating position and/or the transport device and/or the removal device with its removal gripper and/or the loading device with its loading gripper and/or the injection molding machine.
  • the aforementioned control unit of the injection molding device can have a data interface with which the control unit can be connected at least temporarily to a data storage device, for example to a cloud-based data storage device.
  • a computer program can be stored in the data memory, which includes commands that cause the injection molding device according to the invention to carry out the steps of the method according to the invention.
  • a computer program which includes commands which cause the claimed injection molding device to carry out the steps of the claimed method.
  • the computer program can be executed, for example, on the previously mentioned control unit of the injection molding device.
  • the control unit can convert the commands of the computer program into control commands in order to control the previously mentioned functional units of the injection molding device which are used to carry out the steps of the method.
  • the control unit can act as a control computer which is set up to execute the computer program.
  • Figure 3 shows the injection molding device shown in Figures 1 and 2 with the injection molding tool opened, whereby four injection molded plastic parts in the form of plastic springs can be seen on the four cores arranged on the injection molding tool,
  • Figure 4 is an exploded overview with a core, a plastic part, an insert part which is at least partially overmolded with plastic material during the manufacture of the plastic part, as well as a nozzle-side mold half and an ejector-side mold half of the injection molding tool of the injection molding device shown in Figures 1-3,
  • FIGS. 1-3 shows a partially sectioned representation of a core equipped with an insert in its heating position within an inductive heating coil of the inductive heating device shown in FIGS. 1-3,
  • Figure 6 is a sectional view of the plastic part shown in Figure 4.
  • FIG. 7 is a perspective view of the plastic part shown in FIG. 6 with a partially molded insert at its tip, the plastic part being a coiled plastic spring.
  • Figures 1-3 show an injection molding device, designated as a whole by 1.
  • the injection device 1 is designed to produce injection molded plastic parts 2, namely coiled plastic springs, which can be used, for example, as part of a medical injection device or a medical blood collection device.
  • the injection molding device 1 has a total of four groups of four cores 5 each, which can be arranged in the mold cavities 4 of the injection mold 3 for injection molding plastic parts 2.
  • the injection molding device 1 also has an inductive heating device 6, which is located upstream of the injection molding tool 3 and is set up for inductive heating of the cores 4 before the plastic parts 2 are injection molded.
  • the inductive heating device 6 of the injection molding device 1 is set up to heat the cores 5, namely at least their shaping surfaces 23, to a temperature between 50 ° C and 100 ° C, preferably to a temperature between 60 ° C and 80 ° C.
  • the injection molding device 1 comprises a control unit 7 and a total of four temperature sensors 8.
  • the control unit 7 is designed to regulate the inductive heating device 6 depending on the temperatures of the cores 5 to be heated, which are determined using the temperature sensors 8.
  • the inductive heating device 6 has a total of four inductive heating coils 9.
  • the inductive heating device 6 is designed to inductively heat four cores 5 of one of the four individual groups of cores 5 at the same time by means of the inductive heating coils 9. When the cores 5 are heated, primarily the shaping surfaces 23 of the cores 5 are heated, with which plastic material comes into contact during the injection molding of the plastic parts 2 in the mold cavities 4.
  • the inductive heating device 6 thus has a number of inductive heating coils 9, which corresponds to the number of mold cavities 4 of the injection molding tool 3.
  • the mold cavities 4 and the cores 5 associated with the mold cavities 4 are designed such that when the respective mold cavity 4 is filled with plastic material, plastic parts 2 in the form of coiled plastic springs are produced.
  • the overview representation from Figure 4 illustrates the shape of the cores 5, their helical shape the plastic parts 2 on gripping shaping surfaces 23, as well as the shape of the mold cavities 4 predetermined by the two mold halves 10 and 11 and also the shape of the plastic parts 2 that can be produced in the injection mold 3.
  • the plastic springs which can be produced as plastic parts 2 with the injection molding device 1, can, for example, have a ratio between turning length and turning width B of between 20 to 1 and 100 to 1, for example a ratio of 50 to 1.
  • the plastic springs can also, for example, have a ratio of turning thickness D measurable transversely to the longitudinal axis of the plastic springs to turning width B measurable in the direction of the longitudinal axis of the plastic spring between 1 to 2 and 1 to 10, particularly preferably a ratio of approximately 1 to 5.
  • the inductive heating device 6 has a positioning device 12.
  • the positioning device 12 serves to bring the four inductive heating coils 9 from their starting position shown in Figure 1 into their heating position shown in Figure 2 on the cores 5. In their heating position, the heating coils 9 are placed over the cores 5 to be heated.
  • the cores 5 are arranged within the heating coils 9.
  • the heating coils 9 have a shape adapted to the shaping surfaces 23 and the outer contour of the cores 5.
  • the inductive heating coils 9 and the cores 5 arranged in the heating coils 9 are arranged at a distance of 1-5 mm, preferably 0.5-2 mm, particularly preferably 0.2-1 mm from one another.
  • the inductive heating device 6 is for inductive heating the cores 5 are arranged outside the injection mold 3 and outside its mold cavities 4.
  • the cores 5 can also be heated in their position within the injection molding tool 3 or within the mold cavities 4 using an appropriately designed heating device 6. This preferably takes place when the injection molding tool 3 is open.
  • the injection molding device 1 has a transport device 13.
  • the transport device 13 is designed as a rotary indexing table and is set up to transport the four groups of four cores 5 from their heating position on the heating device 6 into the mold cavities 4 of the injection molding tool 2.
  • the cores 5 pass from the heating position located outside the injection molding tool 3 and the mold cavities 4 on the inductive heating device 6 into the injection molding tool 3 and ultimately into the mold cavities 4 of the injection molding tool 3.
  • the inductive heating device 6 and the injection molding tool 3 are arranged adjacent to one another on the outer circumference of the transport device 13 at an angular distance of 90°. In this way, the cores 5 can be moved directly into the injection mold 3 and its mold cavities 4 after inductive heating.
  • Figure 1 shows a group of already heated inductive cores 5 in a position between two mold halves 10 and 11 of the opened injection molding tool 3.
  • the injection molding tool 3 is then shown closed and plastic material is injected into the mold cavities 4, which are delimited by the mold halves 10 and 11, to produce the plastic parts 2.
  • Figure 3 shows the plastic parts 2 immediately after opening the injection mold 3 .
  • the plastic parts 2 can be moved with the aid of the transport device 13 together with the cores 5 from the injection molding tool 3 into a downstream cooling position, which also serves as a removal position for the injection molded parts 2.
  • the injection molding device 1 has a removal device 14.
  • the removal device 14 comprises a removal gripper 15 with which the plastic parts 2 can be removed from the cores 5 after cooling and can be set down.
  • the injection molding device 1 is set up for at least partially encapsulating insert parts 16, for example pins, medical piercing devices and/or RFID chips.
  • insert parts 16 are shown in Figures 1-3 and in particular also in Figures 4, 5 and 7.
  • inserts 16 are used which have an electronic function, for example RFID chips, it can be advantageous to arrange the inserts 16 on the cores 5 only after the cores 5 have been heated.
  • the cores 5 are each set up to hold an insert part 16 to be overmolded.
  • the cores 5 each have a receptacle 17 at their top ends in the figures, into which the insert parts 16 can be inserted.
  • the injection molding device has an assembly device 18.
  • the assembly device 18 has an assembly gripper 19 with which the Inserts 16 can be arranged on the cores 5.
  • the injection molding device 1 Adjacent to its injection molding tool 2, the injection molding device 1 has an injection molding machine 20. With the help of the injection molding machine 20, plastic material can be injected into the mold cavities 4 of the injection mold 3 of the injection molding device 1.
  • the control unit 7 has a data interface 21 with which it can at least temporarily establish a data connection to a computer-readable medium 22, namely a cloud-based data storage.
  • a computer program is stored in the cloud-based data storage, which includes commands that cause the injection molding device 1 to carry out the method for injection molding plastic parts 2 described in detail below.
  • control unit 7 controls the functional units of the injection molding device 1, namely the injection molding tool 3, the inductive heating device 6, the positioning device 12 for moving the inductive heating coils 9, the transport device 13, the removal device 14 with the removal gripper 15, the loading device 18 with the loading gripper 19 and also the injection molding machine 20, in order to carry out the process and to produce the plastic parts 2.
  • liquefied plastic material is injected into the mold cavities 4 of the injection molding tool 3 equipped with cores 5 in order to produce plastic parts 2.
  • the cores 5 are inductively heated, whereby at least their shaping surfaces 23 are heated.
  • the cores 5 are inductively heated outside the injection molding tool 3 and its mold cavities 4.
  • the cores 5 are inductively heated on the inductive heating device 6 of the injection molding device 1 and thus outside the mold cavities 4 and then inserted directly into the injection molding tool 3 and into the mold cavities 4.
  • the injection molding tool 3 is then closed by bringing the ejector-side mold half 11 closer to the nozzle-side mold half 10.
  • the cores 5 are heated with the inductive heating coils 9 of the inductive heating device 6. This occurs when the cores 5 are arranged within the heating coils 9.
  • the inductive heating coils 9 are placed over the cores 5. If this is done, the inductive heating device 6 is activated in order to heat the cores 5 using the inductive heating coils 9.
  • the figures show that the shape of the heating coils 9 is adapted to the shape of the cores 5 to be heated.
  • the heating coils 9 have receiving spaces 25 for receiving the cores 5 to be heated, the shape of which is adapted to the shape of the cores 5 to be heated.
  • the cores 5 are heated superficially in the area of their respective shaping surface 23.
  • the cores 5 consist of a solid material and are at least predominantly formed without voids.
  • the inductive heating creates a temperature gradient between the heated, shaping surface 23 of the respective core 5 and a less or not heated inner region 24 of the respective core 5. This temperature gradient promotes rapid cooling of the plastic part 2 sprayed around the core 5.
  • the inductive heating device 6 of the injection molding device 1 is set up to heat the cores 5, in particular at least their shaping surfaces 23, to a temperature between 50 ° C and 100 ° C, preferably to a temperature between 60 ° C and 80 ° C .
  • the inductive heating of the cores 5 is monitored using the previously mentioned temperature sensors 8.
  • the inductive heating of the cores 5 is controlled by the control unit 7 of the injection molding device 1.
  • the temperature sensors 8 determine that the desired target temperature of the cores 5 has been reached, for example when at least the shaping surfaces 23 of the cores 5 have reached a temperature between 60°C and 80°C, the inductive heating device 6 can be deactivated using the control unit 7 and the heating of the cores 5 can be stopped.
  • the cores 5 Before the cores 5 are inductively heated on the heating device 6, they are equipped with the inserts 16.
  • the cores 5 can only be equipped with inserts 16 after inductive heating. Damage to the inserts 16 due to the influence of the inductive heating device 6 can thus be avoided. This procedure is particularly preferable for inserts 16 with electrical or electronic functions.
  • the cores 5 serve not only as molding parts, but also as holders for the insert parts 16 and as a transport means for inserting the insert parts 16 into the mold cavities 4 of the injection molding tool 3.
  • the insert parts 16 arranged on the cores 5 are then at least partially overmolded with plastic material.
  • the cores 5 and the heating coils 9 are arranged relative to one another at a distance of 1-5 mm, in particular 0.5-2 mm and particularly preferably at a distance of 0.2 mm to 1 mm. This is done using the previously mentioned positioning device 12 of the injection molding device 1.
  • Figure 5 illustrates the distance between the inductive heating coils 9 and a core 5 in the heating position within the heating coil 9.
  • the plastic parts 2, which can be produced using the process on the injection molding device 1, are coiled plastic springs.
  • the plastic springs can, for example, have a ratio of turning length and turning width B between 20 to 1 and 100 to 1, in particular 50 to 1.
  • the plastic springs can, for example, have a ratio of turning thickness D measurable transversely to the longitudinal axis of the plastic spring to turning width B measurable in the direction of the longitudinal axis of the plastic spring between 1 to 2 and 1 to 10, in particular approximately 1 to 5.
  • the cores 5 are also used as a means of transport for removing the plastic parts 2 from the injection molding tool 3. After injection molding, the plastic parts 2 initially remain on the cores 5 and cool down there.
  • the cores 5 act as heat sinks, since the inductive heating of the cores 5 primarily leads to an inductive heating of the shaping surface 23 of the cores 5, while an inner region 24 of the cores 5 remains comparatively cold.
  • the invention is concerned with improvements in the field of injection molding technology.
  • a method for injection molding plastic parts 2 is proposed, in which liquefied plastic material is injected into a mold cavity 4 of an injection molding tool 3 equipped with a core 5 to produce a plastic part 2.
  • the method is characterized in that the core 5 is inductively heated before the plastic material is injected.

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Abstract

Die Erfindung befasst sich mit Verbesserung auf dem Gebiet der Spritzgießtechnik. Als Verbesserung wird unter anderem ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen (2) vorgeschlagen, wobei zur Erzeugung eines Kunststoffteils (2) verflüssigtes Kunststoffmaterial in einen mit einem Kern (5) bestückten Formhohlraum (4) eines Spritzgießwerkzeuges (3) eingespritzt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (5) vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials induktiv erwärmt wird.

Description

Verfahren und Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von Kunststoff teilen
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren und eine Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von Kunststof f teilen, insbesondere von medi zinischen Produkten . Zur Erzeugung eines Kunststof f teils wird dabei verflüssigtes Kunststof fmaterial in einen mit einem Kern bestückten Formhohlraum eine Spritzgießwerkzeuges eingespritzt .
Durch die Verwendung eines Kerns als Teil des formgebenden Spritzgießwerkzeuges ist es möglich, Kunststof f teile herzustellen, die Hohlräume aufweisen .
Aufgabe der Erfindung ist es , ein Verfahren und eine Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von spritzgegossen Kunststof f teilen bereitzustellen, die sich insbesondere für die Fertigung von Kunststof f teilen mit einem relativ großen Verhältnis von Oberfläche zu Materialvolumen eignen .
Zur Lösung der Aufgabe wird zunächst ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststof f teilen vorgeschlagen, das die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf ein derartiges Verfahren gerichteten Anspruchs aufweist .
Zur Lösung der Aufgabe wird somit insbesondere ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststof f teilen, insbesondere von medi zinischen Produkten, vorgeschlagen, wobei zur Erzeugung eines Kunststof f teils verflüssigtes Kunststof fmaterial in einen mit einem Kern bestückten Formhohlraum eines Spritzgießwerkzeuges eingespritzt wird . Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet , dass der Kern vor dem Einspritzen des Kunststof fmaterials induktiv erwärmt wird .
Der Erfindung l iegt die Erkenntnis zu Grunde , dass es aufgrund der Kerne bei der Herstellung von Kunststof f teilen, die im Verhältnis zu ihrem Materialvolumen eine vergleichsweise große Oberfläche aufweisen, zu Schwierigkeiten beim Spritzgießen kommen kann. Diese Schwierigkeiten werden dadurch verursacht, dass die Kerne dem zur Herstellung der Kunststoff teile in den Formhohlraum eingespritzten Kunststoffmaterial Wärme entziehen, was die Güte der im Spritzgießverfahren hergestellten Kunststoff teile beeinträchtigen kann. Besonders problematisch ist es, wenn die Kerne im Verhältnis zum Volumen des Formhohlraums, der mit dem Kunststoffmaterial zur Herstellung der Kunststoff teile ausgefüllt wird, ein besonders großes Materialvolumen aufweisen. Die Kerne können dann wie Kühlkörper wirken, die dem eingespritzten Kunststoffmaterial vergleichsweise schnell die Wärme entziehen.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene induktive Erwärmung des Kerns vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials ist es möglich, einen durch den Kern verursachten Wärmeentzug aus dem in den Formhohlraum eingespritzten Kunststoffmaterial bei der Herstellung des Kunststoff teils zu reduzieren oder gar vollständig zu vermeiden. Die induktive Erwärmung des Kerns hat den besonderen Vorteil, dass sie besonders schnell, energieeffizient und damit wirtschaftlich für den Herstellprozess erfolgen kann.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Kern, insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche des Kerns, auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, erwärmt wird. Das Erwärmen des Kerns, insbesondere zumindest seiner formgebenden Oberfläche, auf eine derartige Temperatur kann eine besonders effiziente Durchführung des Verfahrens und die Herstellung von Kunststoff teilen in gewünschter Qualität begünstigen .
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass beim induktiven Erwärmen des Kerns zumindest eine formgebende Oberfläche des Kerns erwärmt wird . So wird sichergestellt , dass zumindest die formgebende Oberfläche des Kerns , die mit dem auf geschmol zenen Kunststof fmaterial in Kontakt kommt , erwärmt wird, bevor das Kunststof fmaterial eingespritzt wird . So tri f ft das eingespritzte Kunststof fmaterial innerhalb des Formhohlraums dann auf die induktiv erwärmte Oberfläche des Kerns . Dies verhindert , dass dem Kunststof fmaterial durch den Kern zu schnell Wärme entzogen wird .
Bei einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Kern innerhalb des Spritzgießwerkzeugs , insbesondere innerhalb des Formhohlraums , bevorzugt bei geöf fnetem Spritzgießwerkzeug, induktiv erwärmt .
Bei einer anderen Aus führungs form des Verfahrens ist vorgesehen, den Kern außerhalb des Spritzgießwerkzeugs und damit außerhalb des Formhohlraums induktiv zu erwärmen und ihn anschließend in den Formhohlraum des Spritzgießwerkzeugs einzusetzen .
Bei dieser Aus führungs form des Verfahrens wird der Kern somit zunächst außerhalb des Spritzgießwerkzeugs induktiv erwärmt und nach der induktiven Erwärmung in das Spritzgießwerkzeug und in seinen Formhohlraum eingesetzt . Anschließend kann das Spritzgießwerkzeug und damit der Formhohlraum geschlossen werden . Diese Variante des Verfahrens ist vorteilhaft , da so vergleichsweise kurze Zyklus zeiten bei der Durchführung des Verfahrens erzielt werden können .
Die induktive Erwärmung eines Kerns kann außerhalb des Spritzgießwerkzeugs erfolgen, während ein anderer, bereits induktiv erwärmter Kern innerhalb des Formhohlraums zur Durchführung des Verfahrens angeordnet sein kann . Das Spritzgießwerkzeug kann somit unabhängig von der induktiven Erwärmung eines Kerns zur Herstellung von Kunststof f teilen genutzt werden . Auf diese Weise lassen sich Totzeiten, in denen das Spritzgießwerkzeug und sein zumindest einer Formhohlraum nicht zur Herstellung von Kunststof f teilen genutzt werden können, reduzieren oder gar vollständig vermeiden .
Der Kern kann mit einer induktiven Hei zspule einer induktiven Hei zvorrichtung erwärmt werden . Dabei kann der Kern zum induktiven Erwärmen innerhalb der induktiven Hei zspule angeordnet sein . Die Verwendung einer induktiven Hei zspule ermöglicht eine außenseitige und damit oberflächliche Erwärmung des Kerns . Dies kann, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, ein vergleichsweise rasches Abkühlen der Kunststof f teile am Kern begünstigen .
Um den Kern innerhalb der induktiven Hei zspule anzuordnen, kann vorgesehen sein, die induktive Hei zspule über den Kern zu stülpen oder den Kern in die induktive Hei zspule einzuführen .
Vorteilhaft ist es , wenn die induktive Hei zspule einen Aufnahmeraum für den Kern mit einer auf eine Außenkontur des Kerns , vorzugsweise eine auf eine formgebende Oberfläche des Kerns , angepassten Innenkontur aufweist und/oder zumindest die formgebende Oberfläche des Kerns induktiv erwärmt .
Die Innenkontur des Aufnahmeraums der Hei zspule kann dabei der Außenkontur des Kerns , insbesondere seiner formgebenden Oberfläche , entsprechen . Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Erwärmung der Oberfläche des Kerns , die den Formhohlraum zumindest teilweise begrenzt , möglich, wenn der Kern in den Formhohlraum eingesetzt ist .
Der Kern kann durch das induktive Erwärmen oberflächlich erwärmt werden . Der Kern kann vorzugsweise aus einem Vollmaterial bestehen und/oder zumindest im Wesentlichen hohlraumfrei ausgebildet sein . So ist es möglich, dass sich bei der induktiven Erwärmung des Kerns , insbesondere zumindest einer formgebenden Oberfläche des Kerns , ein Temperaturgradient zwischen der erwärmten Oberfläche des Kerns und einem weniger oder nicht erwärmten Innenbereich des Kerns einstellt . Dadurch, dass die Oberfläche , insbesondere die formgebende Oberfläche des Kerns erwärmt ist , kann ein vorschneller Wärmeentzug aus dem in den Formhohlraum eingespritzten Kunststof fmaterial vermieden werden .
Wenn der Kern j edoch nicht durcherhitzt ist , sondern vorzugsweise im Wesentlichen nur seine formgebende Oberfläche erwärmt wird, hat dies Vorteile beim anschließenden Abkühlen der spritzgegossenen Kunststof f teile . Durch den zuvor erwähnten Temperaturgradienten kann das Material des Kerns im Innenbereich des Kerns die Wärme des spritzgegossenen Kunststof f teils aus dem Kunststof fmaterial aufnehmen und von dem Kunststof f teil ableiten . Dies ermöglicht trotz der induktiven Erwärmung des Kerns eine rasche Abkühlung des spritzgegossenen Kunststof f teils am Kern und damit auch möglichst kurze Zyklus zeiten bei der Durchführung des Verfahrens .
Die induktive Erwärmung des Kerns kann mittels eines Temperatursensors überwacht werden . Ferner ist es möglich, die induktive Erwärmung des Kerns mit einer Steuereinheit zu regeln . Dabei kann die induktive Erwärmung des Kerns durch die Steuereinheit in Abhängigkeit einer mit dem Temperatursensor ermittelten Temperatur des induktiv zu erwärmenden Kerns geregelt werden .
Vorteilhaft ist es , wenn die induktive Erwärmung des Kerns unmittelbar vor dem Einspritzen des Kunststof fmaterials in den Formhohlraum erfolgt . Dies begünstigt eine energieef fi ziente Durchführung des Verfahrens , da die Zeit , in der der Kern vor Einspritzen des Kunststof fmaterials abkühlen kann, auf diese Weise reduziert wird, und der Kern so lediglich auf eine Temperatur erwärmt werden muss , die nur wenig höher als die Temperatur ist , die der Kern beim Einspritzen des Kunststof fmaterials in den Formhohlraum aufweisen sollte .
Bei einer Aus führungs form des Verfahrens wird zumindest ein Einlegeteil , bei spielsweise ein Pin, ein medi zinisches Stechmittel und/oder ein RFID-Chip, in den Formhohlraum eingesetzt und zumindest teilweise mit dem Kunststof fmaterial umspritzt . Auf diese Weise ist es möglich, ein Kunststof f teil herzustellen, das ein zumindest teilweise umspritztes Einlegeteil aufweist . Besonders ef fi zient ist die Durchführung des Verfahrens möglich, wenn das zumindest eine Einlegeteil an dem Kern angeordnet und/oder mit dem Kern in den Formhohlraum eingesetzt wird . So kann der Kern nicht nur als formgebendes Teil des Spritzgießwerkzeugs , sondern auch noch als Halter und/oder Transportmittel für das zumindest eine Einlegeteil genutzt werden .
Wenn das Einlegeteil eine elektrische und/oder elektronische Funktion aufweist , beispielsweise weil es als RFID-Chip ausgebildet ist , kann es vorteilhaft sein, den Kern erst nach dem induktiven Erwärmen mit dem Einlegeteil zu bestücken . So wird eine Beschädigung und/oder eine Funktionsbeeinträchtigung des Einlegeteils durch das induktive Erwärmen des Kerns vermieden . Wird das Einlegeteil durch das induktive Erwärmen nicht beeinträchtigt , kann eine Bestückung des Kerns mit dem Einlegeteil auch vor dem induktiven Erwärmen erfolgen .
Das Kunststof f teil kann nach seiner Herstellung zunächst an dem Kern verbleiben und von diesem gehalten werden . Es ist auch möglich, das Kunststof f teil zusammen mit dem Kern aus dem Formhohlraum und/oder dem Spritzgießwerkzeug zu entnehmen und zum Abkühlen an dem Kern zu belassen .
Der Kern und die Hei zspule können zum induktiven Erwärmen des Kerns mit einem Abstand von 1-5 mm, insbesondere von 0 , 5-2 mm, besonders bevorzugt von 0 , 2- 1 mm relativ zueinander angeordnet werden . Dies kann mit einer Positioniervorrichtung erfolgen . Die Positioniervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Kern in die Hei z spule zu bewegen und/oder die Hei zspule über den Kern zu stülpen .
Bei einer Aus führungs form des Verfahrens sind der Formhohlraum und der Kern so ausgebildet , dass im Rahmen des Verfahrens ein Kunststof f teil in Form einer Kunststof f feder hergestellt wird . Der Kern kann ferner als Transportmittel zur Entnahme des Kunststof f teils aus dem Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges und/oder aus dem Spritzgießwerkzeug verwendet werden . Ferner ist es möglich, dass das Kunststof f teil nach dem Spritzgießen an dem Kern verbleibt und dort abkühlt .
Als Kunststof f teil kann eine Kunststof f feder, insbesondere eine gewendelte Kunststof f feder, hergestellt werden . Die Kunststof f feder kann beispielsweise ein Verhältnis von Wendeilänge zu Wendeibreite zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1 , insbesondere von 50 zu 1 , und/oder beispielsweise ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststof f feder messbarer Wendeidicke zu in Richtung der Längsachse der Kunststof f feder messbarer Wendeibreite zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10 , insbesondere von 1 zu 5 aufweisen .
Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von Kunststof f teilen, insbesondere von medi zinischen Produkten, vorgeschlagen, die die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf eine derartige Spritzgießvorrichtung gerichteten Anspruchs aufweist . Zur Lösung der Aufgabe wird somit insbesondere eine Spritzgießvorrichtung vorgeschlagen, die zum Spritzgießen von Kunststof f teilen eingerichtet ist , wobei die Spritzgießvorrichtung zumindest ein Spritzgießwerkzeug mit zumindest einem Formhohlraum, zumindest einen Kern, der zum Spritzgießen eines Kunststof f teils in dem Formhohlraum angeordnet ist , und eine induktive Hei zvorrichtung aufweist , die zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns , insbesondere zumindest einer formgebenden Oberfläche des zumindest einen Kerns , vor dem Spritzgießen des Kunststof f teils eingerichtet ist .
Die induktive Hei zvorrichtung der Spritzgießvorrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, den zumindest einen Kern, insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche des zumindest einen Kerns , auf eine Temperatur zwischen 50 ° C und 100 ° C, vorzugwei se auf eine Temperatur zwischen 60 ° C und 80 ° C, zu erwärmen . Die induktive Erwärmung des zumindest einen Kerns , insbesondere zumindest seiner formgebenden Oberfläche , auf eine Temperatur aus diesen Temperaturbereichen kann besonders günstig sein, um Kunststof f teile in der gewünschten Güte herzustellen .
Die Spritzgießvorrichtung kann zur Durchführung des zuvor bereits erläuterten Verfahrens und damit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der auf ein solches Verfahren gerichteten Ansprüche eingerichtet sein .
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Steuereinheit und/oder zumindest einen Temperatursensor aufweisen . Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die induktive Hei zvorrichtung in Abhängigkeit einer mit dem zumindest einen Temperatursensor ermittelten Temperatur des induktiv zu erwärmenden Kerns zu regeln .
Die induktive Hei zvorrichtung kann zumindest eine induktive Hei zspule aufwei sen, durch die die induktive Hei zvorrichtung zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns , insbesondere zumindest seiner formgebenden Oberfläche , eingerichtet ist . Zu diesem Zweck kann die Hei zspule einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines zu erwärmenden Kerns aufweisen . Eine besonders ef fi ziente induktive Erwärmung wird begünstigt , wenn die Form oder Innenkontur des Aufnahmeraums an die Form oder Außenkontur des zu erwärmenden Kerns angepasst ist .
Wenn das Spritzgießwerkzeug mehrere Formhohlräume aufweist , ist es vorteilhaft , wenn die induktive Hei zvorrichtung eine Anzahl von induktiven Hei zspulen aufweist , die der Anzahl von Formhohlräumen des Spritzgießwerkzeugs entspricht . Auf diese Weise können alle Formhohlräume gleichzeitig mit j eweils einem induktiv erwärmten Kern zu bestückt werden .
Besonders vortei lhaft ist es , wenn die Spritzgießvorrichtung mehrere Gruppen von Kernen umfasst , wobei j ede Gruppe von Kernen j eweils eine Anzahl von Kernen aufweist , die der Anzahl von Formhohlräumen des Spritzgießwerkzeugs entspricht . Auf diese Weise ist es möglich, eine Gruppe von Kernen außerhalb der Formhohlräume induktiv zu erwärmen, während eine andere Gruppe von Kernen zum Spritzgießen von Kunststof f teilen in den Formhohlräumen angeordnet ist . Eine weitere Gruppe von Kernen kann mit daran befindlichen Kunststof f teilen zum Abkühlen der Kunststof f teile in einer Position außerhalb des Spritzgießwerkzeuges und seiner Formhohlräume verweilen . Eine weitere Gruppe von Kernen kann beispielsweise zum Bestücken mit Einlegeteilen in einer Bestückungsposition angeordnet sein .
Bei einer Aus führungs form der Spritzgießvorrichtung sind der zumindest eine Formhohlraum und der dem Formhohlraum zugeordnete Kern so ausgebildet , dass beim Füllen des Formhohlraums mit Kunststoffmaterial ein Kunststoff teil in Form einer Kunststoff feder, insbesondere einer gewendelten Kunststoff feder erzeugt wird. Die Kunststoff feder kann beispielsweise ein Verhältnis von Wendeilänge zu Wendeibreite von zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, beispielsweise ein Verhältnis von 50 zu 1, und/oder ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststoff feder messbarer Wendeidicke zu in Richtung der Längsachse der Kunststoff feder messbarer Wendeibreite zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von 1 zu 5 aufweisen.
Die Spritzgießvorrichtung, insbesondere ihre induktive Heizvorrichtung, kann eine Positioniervorrichtung aufweisen. Mit der Positioniervorrichtung ist es möglich, die zumindest eine Heizspule in eine Heizposition an dem zumindest einen Kern oder den zumindest einen Kern in eine Heizposition an der zumindest einen Heizspule zu bringen.
Die zumindest eine induktive Heizspule und der zumindest eine Kern können in Heizposition beim induktiven Erwärmen des Kerns in einem Abstand von 1-5 mm, bevorzugt von 0,5-2 mm und besonders bevorzugt von 0,2-1 mm zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise wird eine energieeffiziente und schnellstmögliche induktive Erwärmung des Kerns, insbesondere seiner formgebenden Oberfläche begünstigt.
Die induktive Heizvorrichtung kann zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns innerhalb und/oder außerhalb des Spritzgießwerkzeugs, insbesondere des Formhohlraums, eingerichtet sein.
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Transportvorrichtung aufweisen. Die Transportvorrichtung kann beispielsweise als Rundschalttisch ausgebildet sein. Die Transportvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, den zumindest einen Kern aus einer Hei zposition in das Spritzgießwerkzeug und insbesondere in den Formhohlraum zu transportieren . Der Kern kann mit der Transportvorrichtung aus einer außerhalb des Formhohlraums befindlichen Hei zposition an der induktiven Hei zvorrichtung in das Spritzgießwerkzeug und vorzugsweise damit in den Formhohlraum transportiert werden .
Die Transportrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, den zumindest einen Kern, insbesondere mit einem daran angeordneten Kunststof fteil , aus dem Formhohlraum in eine Entnahmeposition außerhalb des Formhohlraums zu transportieren . In der Entnahmeposition kann das Kunststof fteil dann an dem Kern zunächst abkühlen und anschließend von dem Kern abgenommen werden . Auf diese Weise fungiert der Kern nicht nur als formgebendes Teil des Spritzgießwerkzeugs , sondern auch als Transportmittel , mit dem die spritzgegossenen Kunststof f teile aus dem Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges entnommen werden können .
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Entnahmevorrichtung aufweisen, mit der ein Kunststof fteil , insbesondere nach dem Abkühlen, von dem zumindest einen Kern abnehmbar ist . Die Entnahmevorrichtung kann zu diesem Zweck zumindest einen Entnahmegrei fer aufweisen . Vorteilhaft ist es , wenn die Entnahmevorrichtung eine Anzahl von Entnahmegrei fern aufweist , die der Anzahl von Formhohlräumen der Spritzgießwerkzeugs entspricht . Auf diese Weise ist es möglich, sämtliche in einem Spritzgießschritt erzeugten Kunststof f teile in einem Entnahmevorgang zu entnehmen .
Die Spritzgießvorrichtung kann zum zumindest teilweisen Umspritzen von Einlegeteilen, insbesondere von Pins und/oder medi zinischen Stechmitteln und/oder RFID-Chips eingerichtet sein . In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, wenn der zumindest eine Kern zum Halten zumindest eines zumindest teilweise zu umspritzenden Einlegeteils eingerichtet ist . Der Kern kann beispielsweise außerhalb des Formhohlraums des Spritzgießwerkzeuges mit einem Einlegeteil bestückt und dann zusammen mit diesem in den Formhohlraum eingesetzt werden . Dies geschieht vorzugsweise nach dem induktiven Erwärmen des Kerns . Die Bestückung des Kerns mit dem Einlegeteil kann vor oder nach dem Erwärmen des Kerns erfolgen .
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Einlegevorrichtung aufweisen, mit der Einlegeteile an dem zumindest einen Kern angeordnet werden können . Zu diesem Zweck kann die Einlegevorrichtung zumindest einen Einlegegrei fer aufweisen .
Die Spritzgießvorrichtung kann eine Spritzgießmaschine umfassen, mit der Kunststof fmaterial in den zumindest einen Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges der Spritzgießvorrichtung eingespritzt werden kann .
Das Spritzgießwerkzeug kann eine düsenseitige Formhäl fte und eine auswerferseitigen Formhäl fte aufweisen, zwischen denen der zumindest eine Formhohlraum ausgebildet ist .
Die Steuereinheit kann zur Steuerung von Funktionseinheiten der Spritzgießvorrichtung eingerichtet sein, insbesondere zur Steuerung des Spritzgießwerkzeugs , insbesondere seiner Öf fnungs- und Schließbewegung, und/oder der induktiven Hei zvorrichtung und/oder der Positioniervorrichtung zur Bewegung der zumindest einen induktiven Hei zspule zwischen einer Ausgangsposition und einer Hei zposition und/oder der Transportvorrichtung und/oder der Entnahmevorrichtung mit ihrem Entnahmegrei fer und/oder der Bestückungsvorrichtung mit ihrem Bestückungsgrei fer und/oder der Spritzgießmaschine . Die zuvor erwähnte Steuereinheit der Spritzgießvorrichtung kann eine Datenschnittstelle aufweisen, mit der die Steuereinheit zumindest zeitweise mit einem Datenspeicher, beispielsweise mit einem cloud-basierten Datenspeicher verbunden werden kann .
In dem Datenspeicher kann ein Computerprogramm hinterlegt sein, das Befehle umfasst , die bewirken, dass die erfindungsgemäße Spritzgießvorrichtung die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aus führt .
Zur Lösung der Aufgabe wird somit auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, das Befehle umfasst , die bewirken, dass die beanspruchte Spritzgießvorrichtung die Schritte des beanspruchten Verfahrens aus führt . Das Computerprogramm kann beispielsweise auf der zuvor erwähnten Steuereinheit der Spritzgießvorrichtung ausgeführt werden . Dabei kann die Steuereinheit die Befehle des Computerprogramms in Steuerbefehle umsetzen, um die zuvor erwähnten Funktionseinheiten der Spritzgießvorrichtung, die zur Durchführung der Schritte des Verfahrens j eweils genutzt werden, entsprechend zu steuern . Die Steuereinheit kann dabei als Steuercomputer fungieren, der zur Aus führung des Computerprogramms eingerichtet ist .
Zur Lösung der Aufgabe wir auch ein computerlesbares Medium vorgeschlagen, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist . Als computerlesbares Medium kann beispielsweise ein computerlesbarer Datenspeicher, insbesondere ein cloud-basierter Datenspeicher dienen . Das computerlesbare Medium kann insbesondere der zuvor erwähnte cloud-basierte Datenspeicher sein, mit dem die Spritzgießvorrichtung über die Datenschnittstelle ihrer Steuereinheit zumindest zeitweise verbunden sein kann . Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aus führungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses Aus führungsbeispiel beschränkt . Weitere Aus führungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale des Aus führungsbeispiels . Es zeigen :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Spritzgießvorrichtung mit einem Spritzgießwerkzeug, das eine düsenseitige und eine auswerferseitige Formhäl fte aufweist , die zwischen sich insgesamt vier Formhohlräume ausbilden, mit insgesamt vier entlang einer geschlossenen Bewegungsbahn einer Transportvorrichtung zwischen einzelnen Stationen der Spritzgießvorrichtung bewegbaren Gruppen von Kernen sowie mit einer induktiven Hei zvorrichtung, die vier induktive Hei zspulen zum induktiven Erwärmen der Kerne aufweist ,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der in Figur 1 gezeigten Spritzgießvorrichtung mit geschlossenem Spritzgießwerkzeug, wobei die vier induktiven Hei zspulen der induktiven Hei zvorrichtung in einer Hei zposition an vier an der induktiven Hei zvorrichtung in Hei zposition befindlichen Kernen angeordnet s ind,
Figur 3 die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Spritzgießvorrichtung mit geöf fnetem Spritzgießwerkzeug, wobei an den vier an dem Spritzgießwerkzeug angeordneten Kernen vier spritzgegossene Kunststof f teile in Form von Kunststof f federn zu erkennen sind,
Figur 4 eine auseinandergezogene Übersichtsdarstellung mit einem Kern, einem Kunststof fteil , einem Einlegeteil , das bei der Herstellung des Kunststof f teils zumindest teilweise mit Kunststof fmaterial umspritzt wird, sowie einer düsenseitigen Formhäl fte und einer auswerferseitigen Formhäl fte des Spritzgießwerkzeuges der in den Figuren 1-3 gezeigten Spritzgießvorrichtung,
Figur 5 eine teilgeschnittene Darstellung eines mit einem Einlegeteil bestückten Kerns in seiner Hei zposition innerhalb einer induktiven Hei zspule der in den Figuren 1-3 gezeigten induktiven Hei zvorrichtung,
Figur 6 eine Schnittdarstellung des in Figur 4 gezeigten Kunststof f teils sowie
Figur 7 eine perspektivische Darstellung des in Figur 6 gezeigten Kunststof fteiles mit teilweise umspritztem Einlegeteil an seiner Spitze , wobei das Kunststof fteil eine gewendelte Kunststof f feder ist .
Die Figuren 1-3 zeigen eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Spritzgießvorrichtung . Die Spritzvorrichtung 1 ist zur Herstellung von spritzgegossenen Kunststof f teilen 2 eingerichtet , nämlich von gewendelten Kunststof f federn, die beispielsweise als Bestandteil einer medi zinischen Inj ektionsvorrichtung oder einer medi zinischen Blutabnahmevorrichtung eingesetzt werden können .
Die Spritzgießvorrichtung 1 umfasst ein Spritzgießwerkzeug 3 mit insgesamt vier Formhohlräumen 4 .
Ferner weist die Spritzgießvorrichtung 1 insgesamt vier Gruppen von j eweils vier Kernen 5 auf , die zum Spritzgießen von Kunststof f teilen 2 in den Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeugs 3 angeordnet werden können . Die Spritzgießvorrichtung 1 weist auch eine induktive Heizvorrichtung 6 auf, die dem Spritzgießwerkzeug 3 vorgelagert und zum induktiven Erwärmen der Kerne 4 vor dem Spritzgießen der Kunststoff teile 2 eingerichtet ist. Die induktive Heizvorrichtung 6 der Spritzgießvorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, die Kerne 5, nämlich zumindest ihre formgebenden Oberflächen 23, auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, zu erwärmen.
Die Spritzgießvorrichtung 1 umfasst eine Steuereinheit 7 und insgesamt vier Temperatursensoren 8. Die Steuereinheit 7 ist dazu eingerichtet, die induktive Heizvorrichtung 6 in Abhängigkeit der mit den Temperatursensoren 8 ermittelten Temperaturen der zu erwärmenden Kerne 5 zu regeln. Die induktive Heizvorrichtung 6 weist insgesamt vier induktive Heizspulen 9 auf. Durch die induktiven Heizspulen 9 ist die induktive Heizvorrichtung 6 dazu eingerichtet, jeweils vier Kerne 5 einer der vier einzelnen Gruppen von Kernen 5 gleichzeitig induktiv zu erwärmen. Beim Erwärmen der Kerne 5 werden vor allem formgebende Oberflächen 23 der Kerne 5 erwärmt, mit denen Kunststoffmaterial beim Spritzgießen der Kunststoff teile 2 in den Formhohlräumen 4 in Kontakt kommt.
Die induktive Heizvorrichtung 6 weist damit eine Anzahl von induktiven Heizspulen 9 auf, die der Anzahl von Formhohlräumen 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 entspricht.
Die Formhohlräume 4 und die den Formhohlräumen 4 zugeordneten Kerne 5 sind so ausgebildet, dass beim Befüllen des jeweiligen Formhohlraums 4 mit Kunststoffmaterial Kunststoff teile 2 in Form von gewendelten Kunststoff federn erzeugt werden.
Insbesondere die Übersichtsdarstellung aus Figur 4 verdeutlicht die Formgebung der Kerne 5, ihrer die Wendelform der Kunststoff teile 2 auf greif enden formgebenden Oberflächen 23, wie auch die durch die beiden Formhälften 10 und 11 vorgegebene Formgebung der Formhohlräume 4 und auch die Formgebung der in dem Spritzgießwerkzeug 3 erzeugbaren Kunststoff teile 2.
Die Kunststoff federn, die als Kunststoff teile 2 mit der Spritzgießvorrichtung 1 erzeugt werden können, können beispielsweise ein Verhältnis zwischen Wendeilänge und Wendeibreite B von zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, beispielsweise ein Verhältnis von 50 zu 1 aufweisen. Die Kunststoff federn können ferner beispielsweise ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststoff federn messbarer Wendeidicke D zu in Richtung der Längsachse der Kunststoff feder messbarer Wendeibreite B zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, besonders bevorzugt ein Verhältnis von etwa 1 zu 5 aufweisen .
Die induktive Heizvorrichtung 6 weist eine Positioniervorrichtung 12 auf. Die Positioniervorrichtung 12 dient dazu, die vier induktiven Heizspulen 9 aus ihrer in Figur 1 gezeigten Ausgangsposition in ihre in Figur 2 gezeigte Heizposition an den Kernen 5 zu bringen. In ihrer Heizposition sind die Heizspulen 9 über die zu erwärmenden Kerne 5 übergestülpt .
In Heizposition sind die Kerne 5 innerhalb der Heizspulen 9 angeordnet. Dabei haben die Heizspulen 9 eine an die formgebenden Oberflächen 23 und die Außenkontur der Kerne 5 angepasste Gestalt. In der Heizposition sind die induktiven Heizspulen 9 und die in den Heizspulen 9 jeweils angeordneten Kerne 5 in einem Abstand von 1-5 mm, bevorzugt von 0,5-2 mm besonders bevorzugt von 0,2-1 mm zueinander angeordnet.
Die induktive Heizvorrichtung 6 ist zum induktiven Erwärmen der Kerne 5 außerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 und außerhalb seiner Formhohlräume 4 eingerichtet .
Bei einer in den Figuren nicht gezeigten Spritzgießvorrichtung können die Kerne 5 mit einer entsprechend ausgebildeten Hei zvorrichtung 6 auch in ihrer Position innerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 bzw . innerhalb der Formhohlräume 4 erwärmt werden . Dies geschieht vorzugsweise bei geöf fnetem Spritzgießwerkzeug 3 .
Die Spritzgießvorrichtung 1 weist eine Transportvorrichtung 13 auf . Die Transportvorrichtung 13 ist als Rundschalttisch ausgebildet und dazu eingerichtet , die vier Gruppen von j eweils vier Kernen 5 aus ihrer Hei zposition an der Hei zvorrichtung 6 in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 2 zu transportieren . Dabei gelangen die Kerne 5 aus der außerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 und der Formhohlräume 4 befindlichen Hei zposition an der induktiven Hei zvorrichtung 6 in das Spritzgießwerkzeug 3 und letztendlich in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 .
Die induktive Hei zvorrichtung 6 und das Spritzgießwerkzeug 3 sind in einem Winkelabstand von 90 ° benachbart zueinander am Außenumfang der Transportvorrichtung 13 angeordnet . Auf diese Weise können die Kerne 5 nach dem induktiven Erwärmen direkt in das Spritzgießwerkzeug 3 und seine Formhohlräume 4 bewegt werden .
Figur 1 zeigt dabei eine Gruppe von bereits erwärmten induktiven Kernen 5 in einer Position zwischen zwei Formhäl ften 10 und 11 des geöf fneten Spritzgießwerkzeuges 3 . In Figur 2 ist das Spritzgießwerkzeug 3 dann geschlossen dargestellt und Kunststof fmaterial wird in die Formhohlräume 4 , die von den Formhäl ften 10 und 11 begrenzt werden, zur Herstellung der Kunststof f teile 2 eingespritzt . Figur 3 zeigt die Kunststof f teile 2 unmittelbar nach dem Öf fnen des Spritzgießwerkzeuges 3 .
Aus dieser Position können die Kunststof f teile 2 mithil fe der Transportvorrichtung 13 zusammen mit den Kernen 5 aus dem Spritzgießwerkzeug 3 in eine nachgelagerte Abkühlposition, die gleichzeitig auch als Entnahmeposition der Spritzgießteile 2 dient , bewegt werden .
An der Entnahmeposition weist die Spritzgießvorrichtung 1 eine Entnahmevorrichtung 14 auf . Die Entnahmevorrichtung 14 umfasst einen Entnahmegrei fer 15 , mit dem die Kunststof f teile 2 nach dem Abkühlen von den Kernen 5 abgenommen und abgelegt werden können .
Die Spritzgießvorrichtung 1 ist zum zumindest teilweisen Umspritzen von Einlegeteilen 16 , beispielsweise von Pins , medi zinischen Stechmitteln und/oder RFID-Chips eingerichtet . Die Einlegeteile 16 sind in den Figuren 1-3 und insbesondere auch in den Figuren 4 , 5 und 7 gezeigt .
Insbesondere dann, wenn Einlegeteile 16 verwendet werden, die eine elektronische Funktion haben, beispielsweise RFID-Chips , kann es vorteilhaft sein, die Einlegeteile 16 erst nach dem Erwärmen der Kerne 5 entweder an den Kernen 5 anzuordnen .
Bei der in den Figuren gezeigten Aus führungs form der Spritzgießvorrichtung 1 sind die Kerne 5 zum Halten j eweils eines zu umsprit zenden Einlegeteils 16 eingerichtet . Zu diesem Zweck weisen die Kerne 5 an ihren in den Figuren oberseitigen Enden j eweils eine Aufnahme 17 auf , in die die Einlegeteile 16 eingesteckt werden können . Um die Kerne 5 mit den Einlegeteilen 16 zu bestücken, weist die Spritzgießvorrichtung eine Bestückungsvorrichtung 18 auf . Die Bestückungsvorrichtung 18 weist einen Bestückungsgrei fer 19 auf , mit dem die Einlegeteile 16 an den Kernen 5 angeordnet werden können .
Benachbart zu ihrem Spritzgießwerkzeug 2 weist die Spritzgießvorrichtung 1 eine Spritzgießmaschine 20 auf . Mithil fe der Spritzgießmaschine 20 kann Kunststof fmaterial in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 der Spritzgießvorrichtung 1 eingespritzt werden .
Die Steuereinheit 7 weist eine Datenschnittstelle 21 auf , mit der sie zumindest zeitweise Datenverbindung zu einem computerlesbaren Medium 22 , nämlich einem cloud-basierten Datenspeicher aufnehmen kann . In dem cloud-basierten Datenspeicher ist ein Computerprogramm hinterlegt , das Befehle umfasst , die bewirken, dass die Spritzgießvorrichtung 1 das nachfolgend im Einzelnen beschriebene Verfahren zum Spritzgießen von Kunststof f teilen 2 aus führt .
Gemäß dem Computerprogramm steuert die Steuereinheit 7 dann die Funktionseinheiten der Spritzgießvorrichtung 1 , nämlich das Spritzgießwerkzeug 3 , die induktive Hei zvorrichtung 6 , die Positioniervorrichtung 12 zur Bewegung der induktiven Hei zspulen 9 , die Transportvorrichtung 13 , die Entnahmevorrichtung 14 mit dem Entnahmegrei fer 15 , die Bestückungsvorrichtung 18 mit dem Bestückungsgrei fer 19 und auch die Spritzgießmaschine 20 , um das Verfahren durchzuführen und die Kunststof f teile 2 herzustellen .
Dabei ist vorgesehen, dass verflüssigtes Kunststof fmaterial zur Erzeugung von Kunststof f teilen 2 in die mit Kernen 5 bestückten Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 eingespritzt wird . Bevor das Einspritzen des Kunststof fmaterials in die Formhohlräume 4 erfolgt , werden die Kerne 5 induktiv erwärmt , wobei zumindest ihre formgebenden Oberflächen 23 erwärmt werden . Bei dem in den Figuren gezeigten Aus führungsbeispiel der Spritzgießvorrichtung 1 ist vorgesehen, dass die Kerne 5 außerhalb des Spritzgießwerkzeugs 3 und seiner Formhohlräume 4 induktiv erwärmt werden . Die Kerne 5 werden an der induktiven Hei zvorrichtung 6 der Spritzgießvorrichtung 1 und damit außerhalb der Formhohlräume 4 induktiv erwärmt und anschließend direkt in das Spritzgießwerkzeug 3 und in die Formhohlräume 4 eingesetzt . Anschließend wird das Spritzgießwerkzeug 3 durch Annäherung der auswerferseitigen Formhäl fte 11 an die düsenseitige Formhäl fte 10 geschlossen .
Die Kerne 5 werden mit den induktiven Hei zspulen 9 der induktiven Hei zvorrichtung 6 erwärmt . Dies erfolgt , wenn die Kerne 5 innerhalb der Hei zspulen 9 angeordnet sind . Bei dem in den Figuren gezeigten Aus führungsbeispiel der Spritzgießvorrichtung 1 werden die induktiven Hei zspulen 9 dazu über die Kerne 5 gestülpt . I st dies erfolgt , wird die induktive Hei zvorrichtung 6 aktiviert , um die Kerne 5 mithil fe der induktiven Hei zspulen 9 zu erwärmen . Die Figuren zeigen, dass die Hei zspulen 9 hinsichtlich ihrer Form auf die Form der zu erwärmenden Kerne 5 angepasst sind . Zu diesem Zweck weisen die Hei zspulen 9 Aufnahmeräume 25 zur Aufnahme der zu erwärmenden Kerne 5 auf , deren Form an die Form der zu erwärmenden Kerne 5 angepasst ist .
Durch das induktive Erwärmen der Kerne 5 werden die Kerne 5 oberflächlich im Bereich ihrer j eweiligen formgebenden Oberfläche 23 erwärmt . Gemäß Figur 5 bestehen die Kerne 5 aus einem Vollmaterial und sind zumindest überwiegend hohlraumfrei ausgebildet . Durch das induktive Erwärmen entsteht ein Temperaturgradient zwischen der erwärmten, formgebenden Oberfläche 23 des j eweiligen Kerns 5 und einem weniger oder nicht erwärmten Innenbereich 24 des j eweiligen Kerns 5 . Dieser Temperaturgradient begünstigt ein schnelles Abkühlen des j eweils um den Kern 5 gespritzten Kunststof f teils 2 . Die induktive Hei zvorrichtung 6 der Spritzgießvorrichtung 1 ist dazu eingerichtet , die Kerne 5 , insbesondere zumindest ihre formgebenden Oberflächen 23 , auf eine Temperatur zwischen 50 ° C und 100 ° C, vorzugweise auf eine Temperatur zwischen 60 ° C und 80 ° C, zu erwärmen .
Das induktive Erwärmen der Kerne 5 wird mithil fe der zuvor bereits erwähnten Temperatursensoren 8 überwacht . Dabei wird das induktive Erwärmen der Kerne 5 durch die Steuereinheit 7 der Spritzgießvorrichtung 1 geregelt . Sobald mit den Temperatursensoren 8 festgestellt wird, dass die gewünschte Solltemperatur der Kerne 5 erreicht ist , beispielsweise wenn zumindest die formgebenden Oberflächen 23 der Kerne 5 eine Temperatur zwischen 60 ° C und 80 ° C erreicht haben, kann die induktive Hei zvorrichtung 6 mittels der Steuereinheit 7 deaktiviert und das Erwärmen der Kerne 5 beendet werden .
Bevor die Kerne 5 an der Hei zvorrichtung 6 induktiv erwärmt werden, werden s ie mit den Einlegeteilen 16 bestückt . Die Kerne 5 können auch erst nach dem induktiven Erwärmen mit Einlegeteilen 16 bestückt werden . So kann eine Beschädigung der Einlegeteile 16 durch den Einfluss der induktiven Hei zvorrichtung 6 vermieden werden . Insbesondere bei Einlegeteilen 16 mit elektrischer oder elektronischer Funktion ist diese Vorgehensweise zu bevorzugen .
Die Kerne 5 dienen bei der in den Figuren gezeigten Spritzgießvorrichtung 1 nicht nur als formgebende Teile , sondern auch als Halter für die Einlegeteile 16 und als Transportmittel , um die Einlegeteile 16 in die Formhohlräume 4 des Spritzgießwerkzeuges 3 einzusetzen . Innerhalb der Formhohlräume 4 werden die an den Kernen 5 angeordneten Einlegeteile 16 dann zumindest teilweise mit Kunststof fmaterial umspritzt . Die Kerne 5 und die Hei zspulen 9 werden zum induktiven Erwärmen der Kerne 5 mit einem Abstand von 1-5 mm, insbesondere von 0 , 5-2 mm und besonders bevorzugt mit einem Abstand von 0 , 2 mm bis 1 mm relativ zueinander angeordnet . Dies geschieht mithil fe der zuvor bereits erwähnten Positioniervorrichtung 12 der Spritzgießvorrichtung 1 . Figur 5 veranschaulicht dabei den Abstand zwischen der induktiven Hei zspulen 9 und einem Kern 5 in Hei zposition innerhalb der Hei zspule 9 .
Die Kunststof f teile 2 , die nach dem Verfahren auf der Spritzgießvorrichtung 1 hergestellt werden können, sind gewendelte Kunststof f federn . Die Kunststof f federn können beispielsweise ein Verhältnis von Wendeilänge und Wendeibreite B zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1 , insbesondere von 50 zu 1 aufweisen . Die Kunststof f federn können beispielsweise ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststof f feder messbarer Wendeidicke D zu in Richtung der Längsachse der Kunststof f feder messbarer Wendeibreite B zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10 , insbesondere von etwa 1 zu 5 aufweisen .
Die Kerne 5 werden auch als Transportmittel zur Entnahme der Kunststof f teile 2 aus dem Spritzgießwerkzeug 3 verwendet . Dabei verbleiben die Kunststof f teile 2 nach dem Spritzgießen zunächst an den Kernen 5 und kühlen dort ab .
Bei der Abkühlung der Kunststof f teile 2 an den Kernen 5 wirken die Kerne 5 als Kühlkörper, da die induktive Erwärmung der Kerne 5 vor allem zu einer induktiven Erwärmung der formgebenden Oberfläche 23 der Kerne 5 führt , ein Innenbereich 24 der Kerne 5 demgegenüber j edoch vergleichsweise kalt bleibt .
Durch einen sich zwischen der formgebende Oberfläche 23 und dem Innenbereich 24 des j eweiligen Kerns 5 einstellenden Temperaturgradienten wird eine Abkühlung der Kunststof f teile 2 an den Kernen 5 nach dem Spritzgießen begünstigt .
Die Erfindung befasst sich mit Verbesserung auf dem Gebiet der Spritzgießtechni k . Als Verbesserung wird unter anderem ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststof f teilen 2 vorgeschlagen, wobei zur Erzeugung eines Kunststof f teils 2 verflüssigtes Kunststof fmaterial in einen mit einem Kern 5 bestückten Formhohlraum 4 eines Spritzgießwerkzeuges 3 eingespritzt wird . Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet , dass der Kern 5 vor dem Einspritzen des Kunststof fmaterials induktiv erwärmt wird .
/ Bezugszeichenliste
Bezugszeichenliste
1 Spritzgießvorrichtung
2 Kunststof f teil
3 Spritzgießwerkzeug
4 Formhohlraum
5 Kern
6 induktive Hei zvorrichtung
7 Steuereinheit
8 Temperatursensor
9 induktive Hei zspule
10 düsenseitige Formhäl fte
11 auswerferseitige Formhäl fte
12 Positioniervorrichtung
13 Transportvorrichtung
14 Entnahmevorrichtung
15 Entnahmegrei fer
16 Einlegeteil
17 Aufnahme an 5 für 16
18 Bestückungsvorrichtung
19 Bestückungsgrei fer
20 Spritzgießmaschine
21 Datenschnittstelle
22 computerlesbares Medium
23 formgebende Oberfläche von 5
24 Innenbereich von 5
25 Aufnahmeraum 25 von 9 für 5
/ Ansprüche

Claims

Ansprüche Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoff teilen (2) , insbesondere von medizinischen Produkten, wobei zur Erzeugung eines Kunststoff teils (2) verflüssigtes Kunststoffmaterial in einen mit einem Kern (5) bestückten Formhohlraum (4) eines Spritzgießwerkzeuges (3) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (5) vor dem Einspritzen des Kunststoffmaterials induktiv erwärmt wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kern (5) , insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche (23) des Kerns (5) , auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, erwärmt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest eine formgebende Oberfläche (23) des Kerns (5) induktiv erwärmt wird, und/oder wobei der Kern (5) innerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3) , insbesondere innerhalb des Formhohlraums (4) , bevorzugt bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug (3) , induktiv erwärmt wird, oder wobei der Kern (5) außerhalb des Formhohlraums (4) , insbesondere außerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3) , induktiv erwärmt wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) außerhalb des Formhohlraums (4) , insbesondere außerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3) , induktiv erwärmt und nach der induktiven Erwärmung in den Formhohlraum (4) eingesetzt wird, insbesondere wonach das Spritzgießwerkzeug (3) geschlossen wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) mit einer induktiven Heizspule (9) einer induktiven Heizvorrichtung (6) erwärmt wird, insbesondere wobei der Kern (5) zur induktiven Erwärmung innerhalb der induktiven Heizspule (9) angeordnet ist. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die induktive Heizspule (9) über den Kern (5) gestülpt oder der Kern (5) in die induktive Heizspule (9) eingeführt wird . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) durch das induktive Erwärmen oberflächlich erwärmt wird, und/oder wobei der Kern (5) aus einem Vollmaterial besteht und/oder zumindest im Wesentlichen hohlraumfrei ausgebildet ist, und/oder dass sich bei der induktiven Erwärmung ein Temperaturgradient zwischen der erwärmten Oberfläche (23) des Kerns (5) und einem weniger oder nicht erwärmten Innenbereich (24) des Kerns (5) einstellt . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die induktive Erwärmung des Kerns (5) mittels eines Temperatursensors (8) überwacht und/oder wobei die induktive Erwärmung des Kerns (5) mit einer Steuereinheit (7) geregelt wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest ein Einlegeteil (16) , beispielsweise ein Pin und/oder ein medizinisches Stechmittel und/oder ein RFID- Chip, in den Formhohlraum (4) eingesetzt und mit dem Kunststoffmaterial zumindest teilweise umspritzt wird, insbesondere wobei das zumindest eine Einlegeteil (16) an dem Kern (5) angeordnet und/oder mit dem Kern (5) in den Formhohlraum (4) eingesetzt wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) und eine induktive Heizspule (9) der Heizvorrichtung (6) zur induktiven Erwärmung des Kerns (5) mit einem Abstand (A) von 1-5 mm, insbesondere von 0,5-2 mm, besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm relativ zueinander angeordnet werden, insbesondere mit einer Positioniervorrichtung (12) . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei als Kunststoff teil (2) eine Kunststoff feder hergestellt wird, insbesondere die ein Verhältnis von Wendeilänge und Wendeibreite (B) zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, insbesondere von 50 zu 1, und/oder insbesondere die ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststoff feder messbarer Wendeidicke (D) zu in Richtung der Längsachse der Kunststoff feder messbarer Wendeibreite (B) zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von 1 zu 5, aufweist. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern (5) als Transportmittel zur Entnahme des Kunststoff teils (2) aus dem Spritzgießwerkzeug (3) verwendet wird, und/oder wobei das Kunststoff teil (2) nach dem Spritzgießen an dem Kern (5) abgekühlt. Spritzgießvorrichtung (1) zum Spritzgießen von Kunststoff teilen (2) , wobei die Spritzgießvorrichtung (1) zumindest ein Spritzgießwerkzeug (3) mit zumindest einem Formhohlraum (4) , zumindest einen Kern (5) , der zum Spritzgießen eines Kunststoff teils (2) in dem Formhohlraum (4) angeordnet ist, und eine induktive Heizvorrichtung (6) aufweist, die zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns (5) vor dem Spritzgießen des Kunststoff teils (2) eingerichtet ist. Spritzgießvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingerichtet ist, und/oder wobei die induktive Heizvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Kern (5) , insbesondere zumindest eine formgebende Oberfläche (23) des zumindest einen Kerns (5) , auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 60°C und 80°C, zu erwärmen. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Steuereinheit (7) und/oder zumindest einen Temperatursensor (8) aufweist, insbesondere wobei die Steuereinheit (7) dazu eingerichtet ist, die induktive Heizvorrichtung (6) in Abhängigkeit einer mit dem zumindest einen Temperatursensor (8) ermittelten Temperatur des zu erwärmenden Kerns (5) zu regeln. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die induktive Heizvorrichtung (6) zumindest eine induktive Heizspule (9) aufweist, durch die die induktive Heizvorrichtung (6) zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns (5) eingerichtet ist, vorzugsweise wobei die induktive Heizvorrichtung (6) eine Anzahl von induktiven Heizspulen (9) aufweist, die der Anzahl von Formhohlräumen (4) des Spritzgießwerkzeugs (3) entspricht . Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zumindest eine Formhohlraum (4) und der dem Formhohlraum (4) zugeordnete Kern (5) so ausgebildet sind, dass beim Füllen des Formhohlraums (4) mit Kunststoffmaterial ein Kunststoff teil (2) in Form einer Kunststoff feder erzeugt wird, die ein Verhältnis zwischen Wendeilänge und Wendeibreite von zwischen 20 zu 1 und 100 zu 1, beispielsweise ein Verhältnis von 50 zu 1, und/oder die ein Verhältnis von quer zur Längsachse der Kunststoff feder messbarer Wendeidicke (D) zu in Richtung der Längsachse der Kunststoff feder messbarer Wendeibreite (B) zwischen 1 zu 2 und 1 zu 10, insbesondere von 1 zu 5, aufweist. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) , insbesondere die induktive Heizvorrichtung (6) , eine Positioniervorrichtung (12) aufweist, mit der die zumindest eine induktive Heizspule (9) in eine Heizposition an dem zumindest einen Kern (5) oder der zumindest eine Kern (5) in eine Heizposition an der zumindest einen induktive Heizspule (9) anordenbar ist, und/oder wobei die zumindest eine induktive Heizspule (9) und der zumindest eine Kern (5) in Heizposition beim induktiven Erwärmen des Kerns (5) in einem Abstand von 1- 5 mm, bevorzugt von 0,5-2 mm und besonders bevorzugt von 0,2-1 mm zueinander angeordnet sind. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die induktive Heizvorrichtung (6) zum induktiven Erwärmen des zumindest einen Kerns (5) innerhalb und/oder außerhalb des Spritzgießwerkzeugs, insbesondere innerhalb des Formhohlraums (4) , eingerichtet ist. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Transportvorrichtung (13) aufweist, insbesondere einen Rundschalttisch, die dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Kern (5) aus einer Heizposition in das Spritzgießwerkzeug (2) , insbesondere in den Formhohlraum (4) des Spritzgießwerkzeuges (2) , zu transportieren, vorzugsweise aus einer außerhalb des Formhohlraums (4) befindlichen Heizposition an der induktiven Heizvorrichtung (6) .
21. Spritzgießvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Transportvorrichtung (13) dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Kern (5) , insbesondere mit einem daran angeordneten Kunststoff teil (2) , aus dem Spritzgießwerkzeug (3) in eine Entnahmeposition außerhalb des Formhohlraums (4) , insbesondere außerhalb des Spritzgießwerkzeugs (3) , zu transportieren.
22. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Entnahmevorrichtung (14) , insbesondere mit zumindest einem Entnahmegreifer (15) , aufweist, mit dem ein Kunststoff teil (2) , insbesondere nach dem Abkühlen, von dem zumindest einen Kern (5) abnehmbar ist.
23. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) zum zumindest teilweisen Umspritzen von Einlegeteilen (16) , insbesondere von Pins und/oder medizinischen Stechmitteln und/oder RFID-Chips, eingerichtet ist.
24. Spritzgießvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der zumindest eine Kern (5) zum Halten zumindest eines zumindest teilweise zu umspritzenden Einlegeteils (16) eingerichtet ist.
25. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Bestückungsvorrichtung (18) , insbesondere mit zumindest einem Bestückungsgreifer (19) , aufweist, mit der Einlegeteile (16) an dem zumindest einen Kern (5) anordenbar sind. Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spritzgießvorrichtung (1) eine Spritzgießmaschine (20) umfasst, mit der
Kunststoffmaterial in den zumindest einen Formhohlraum (4) des Spritzgießwerkzeuges (3) der Spritzgießvorrichtung (1) einspritzbar ist. Computerprogramm umfassend Befehle, die bewirken, dass die Spritzgießvorrichtung (1) nach einem der vorherigen
Ansprüche die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführt. Computerlesbares Medium (22) mit einem Computerprogramm nach dem vorherigen Anspruch.
/ Zusammenfassung
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