WO2000015407A1 - Vorrichtung und verfahren zum spritzprägen - Google Patents

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WO2000015407A1
WO2000015407A1 PCT/EP1999/006564 EP9906564W WO0015407A1 WO 2000015407 A1 WO2000015407 A1 WO 2000015407A1 EP 9906564 W EP9906564 W EP 9906564W WO 0015407 A1 WO0015407 A1 WO 0015407A1
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plates
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threaded screw
injection molding
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PCT/EP1999/006564
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Dieter Keller
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Mannesmann Vdo Ag
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    • B29C45/561—Injection-compression moulding
    • B29C2045/5655—Injection-compression moulding using a screw mechanism as compression drive means

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for injection molding with a molding tool and a drive that moves the molding tool.
  • the device and the method are used to produce molded parts, in particular molded plastic parts.
  • the molding tool usually consists of two plates which can be moved relative to one another, a negative mold of the molded part to be produced being arranged in each plate.
  • a negative mold of the molded part to be produced being arranged in each plate.
  • the mold is closed, one plate moves towards the other plate until an opening or exit gap is reached.
  • the plates enclose a cavity.
  • a precisely metered amount of a molding compound is injected into this cavity either via a conventional cold runner or via a hot runner nozzle arranged in a plate.
  • the molding compound is then pressurized.
  • the plates are moved towards each other until an embossing gap is reached. In this position of the plates, the cavity enclosed by them corresponds to the later molded part. Precise adherence to the embossing gap is a basic prerequisite for achieving a high degree of image accuracy of the molded part produced from the negative mold.
  • Another disadvantage is that the molding compound is injected in the hot state and then cools in the mold. The cooling causes the molded part to shrink in volume, which also leads to poorer image accuracy. Since both plates of the molding tool are positioned relative to one another via the stop, there is no possibility of intervening in the shaping process at this time.
  • the stop for the positioning of the plates is generally not arranged in the vicinity of the cavity to be filled with molding compound.
  • the shape and positional tolerances of the molding tool also contribute to a deterioration in the accuracy of the image.
  • extensive changes and adjustments are necessary for changes or after maintenance and repair work.
  • a hydraulic system with one or more pumps, lines, pressure accumulators and a large number of valves with the associated control system is also required for the movement of the plates.
  • pressure translators are used for support. If the pressure has to be applied very quickly due to the geometry, the effort is particularly high, since large amounts of oil often have to be converted and the fast Control of the valves are very complex.
  • every hydraulic system is associated with a certain amount of leakage.
  • the object of the invention is to provide a device and a method for injection molding which overcome the disadvantages of the prior art.
  • the method and the device are intended to ensure a high level of image accuracy and reproducibility of the molded parts to be produced.
  • a device for injection stamping which has a molding tool consisting of several plates, which has at least one plate on which a threaded screw drive is arranged.
  • a motor which is connected to a control, is assigned to the threaded screw drive via a gear.
  • the plates of the molding tool to be moved are moved in a controlled manner such that they can be positioned continuously or discontinuously with respect to one another.
  • the plates of the mold can be positioned exactly in relation to each other during injection molding. This enables the user to intervene in the shaping process at any time.
  • the device according to the invention does not require a stop for setting the embossing gap, since the position nation of the plates of the mold is set on the embossing gap via the control of the threaded screw drive. Due to the very precise positionability by means of threaded screw drives, the accuracy of the image is now mainly determined by the negative forms incorporated in the plates. This makes it possible to achieve image accuracy of a few thousandths of a millimeter.
  • Another advantage of the positioning of the plates by means of a screw drive is that these systems are not exposed to contamination, as are mechanical stops. This ensures a very high level of reproducibility over very long periods of time. At the same time, previously necessary readjustments are no longer necessary.
  • the method according to the invention has the advantage that the plates of the molding tool are no longer moved exclusively between end positions, but that injection molding can now be designed freely. This is made possible by the arbitrary movement of the plates with high accuracy, whereby the positioning of the plates can be carried out in steps up to ⁇ 1 ⁇ m and at different speeds. Processes during injection molding are possible with the method that were previously not feasible. As a result, the process can be optimally adapted to the material and the geometry of the molded part to be produced.
  • the movement of the plates of the molding tool can run according to a predetermined program or can be regulated as a function of process parameters, the process parameters being incorporated into the control as control variables.
  • the feed for the movement of the plates is regulated depending on the pressure. This makes it possible to avoid image inaccuracies caused by shrinkage, since With this method, a defined pressure can be applied to the molding compound until it has hardened. To do this, the mold cavity pressure is measured and compared with a setpoint. If the cavity pressure drops below the setpoint, the controlled drive moves the plate a defined distance in the direction of the other plate, causing the cavity pressure to rise again.
  • the defined paths can be steps from fractions of a millimeter to steps ⁇ 1 ⁇ m. Then the mold cavity pressure is measured again and compared with the setpoint. By repeating this procedure appropriately, a high mold pressure is guaranteed until the molded part has hardened.
  • this current consumption is used as a controlled variable in a particularly favorable embodiment of the method according to the invention.
  • the use of the current consumption as a process parameter also has the advantage that it can be easily detected and is particularly easily accessible as an electrical variable for the control.
  • Another process parameter serving as a control variable for the control is, in a further embodiment of the invention, the force of the threaded screw drive.
  • This process parameter is also proportional to the cavity pressure and can be determined with relatively little effort.
  • the positioning of the plates for the actual embossing process can begin both after the molding compound has been injected into the mold and during the injection of the molding compound. In the latter In this case, it is advantageous to start the positioning only at the end of the injection process.
  • the plate to be moved is either connected to the spindle nut or the threaded spindle of the threaded screw drive.
  • the threaded spindle is driven and the plates are positioned relative to one another via the translational movement of the spindle nut.
  • the stationary spindle nut is driven and the positioning of the plate takes place through the translational displacement of the threaded spindle.
  • a plate of the molding tool is connected to a threaded screw drive.
  • the forming tool can be opened and closed with a screw drive, while the other screw drive is used for stamping.
  • the embossing can also be carried out with both threaded screw drives, in that both plates are designed as embossing stamps.
  • the threaded screw drive is connected to an embossing stamp instead of to a plate.
  • the embossing pressure is not applied through the plate, but with the stamp.
  • the embossing stamp can also be one or more cores which are arranged in the mold for generating certain geometries.
  • interchangeable mold inserts are arranged in the plates, which have the negative shape of the molded part to be produced.
  • the threaded screw drive can be connected both to the mold insert and to the plate.
  • a further advantageous embodiment consists in arranging a gear, preferably a planetary gear, in order to achieve the high axial forces required for the injection molding between the motor and the threaded screw drive.
  • the invention permits numerous embodiments. One of these is described below to illustrate the basic principle.
  • the associated figure shows a molding tool with a threaded screw drive, with a fixed spindle nut.
  • the device for injection molding comprises a molding tool 1 which has two plates 2, 2 ' . On the opposite end faces 3, 3 ' a negative mold 4 of the molded part to be produced is incorporated into the plate 2.
  • a mold insert 5 is arranged, in which a second negative mold 4 ' is incorporated on its side facing the plate 2.
  • the mold insert 5 is connected to a threaded spindle 6 of a threaded screw drive 7.
  • the threaded spindle 6 is freely movable by means of roller guides 8 in the plates 2 ' and 9.
  • a spindle nut 10 driving the threaded spindle 6 is rotatably arranged in a further plate 11 of the molding tool 1.
  • the spindle nut 10 is driven via a planetary gear 12 by an electric motor 13, the speed and direction of rotation of which is predetermined by a controller 14.
  • the plate 2 moves to the plate 2 ' so that the mold 1 is closed, the mold insert 4 being immersed in the negative form of the plate 2.
  • This position of the mold insert 4 corresponds to the opening gap.
  • a precisely defined amount of molding compound is now injected into the cavity 16 formed by the negative mold 3 and the mold insert 4 via a hot runner nozzle 15 arranged in the plate 2.
  • the molding material as a result of heat conduction does not cool too much, 'heating elements 17 to the temperature control of the plates 2, 2' are arranged in the plates 2; 2.
  • the sprue 18 in the hot runner nozzle 15 is closed with a sprue needle 19. Then the threaded spindle 6 is moved to the right over the spindle nut 10 until the mold insert 4 is positioned at a defined distance - the embossing gap - from the negative mold 3 of the plate 2. With this reduction in volume of the cavity 16, the injected molding compound is pressurized so that the molding compound completely fills the cavity 16.
  • the positioning of the plate is not uniform, but is regulated by the controller 14.
  • the current consumption of the electric motor 13 is used as the controlled variable. For this, the current consumption is measured.
  • the plate 2 is moved by 1 ⁇ m in the direction of the plate 2 ' . Then the current consumption is measured again and compared with the setpoint. As long as the measured value is below the target value, the plate 2 is moved step by step. If the measured value is greater than the target value, the electric motor 13 is stopped. After a certain time, the plate 2 is again moved in the direction of the plate 2 ' and the current consumption is measured again. These steps are repeated until the molding compound has solidified. After the molding compound has solidified, the molding tool 1 is opened at its tool part level between the plates 2, 2 ′ and the finished molding is ejected via ejectors 20.

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Abstract

Bei bekannten Vorrichtungen zum Spritzprägen wird der Prägedruck mittels eines hydraulisch angetriebenen Stempels aufgebracht, der gegen einen Anschlag verfahren wird. Durch Verschleiß und Verschmutzung des Anschlags kommt es zu Abbildeungenauigkeiten des herzustellenden Formteils vom Formwerkzeug. Mit der Vorrichtung und dem Verfahren soll eine hohe Abbildegenauigkeit der herzustellenden Formteile gewährleistet werden. Die Vorrichtung umfaßt ein Formwerkzeug mit die Negativform des herzustellenden Formteils aufweisenden Platten (2, 2'), die zur Positionierung zueinander mit einem Gewindeschraubtrieb (7) verbunden sind, der über ein Getriebe (12) von einem gesteuerten Antrieb (13, 14) angetrieben wird. Die Positionierung erfolgt dabei nach einem vorgegebenen Programm oder in Abhängigkeit von mindestens einem Prozeßparameter. Die Vorrichtung und das Verfahren ermöglichen die Herstellung von Formteilen, insbesondere von Kunststoff-Formteilen mit hoher Abbildegenauigkeit.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Spritzprägen
Beschreibung
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum- Spritzprägen mit einem Formwerkzeug und einem das Formwerkzeug bewegenden Antrieb. Mit der Vorrichtung und dem Verfahren werden Formteile, insbesondere Kunststoff-Formteile hergestellt.
Es ist bekannt, Formteile mittels Spritzprägen herzustellen, in dem eine Formmasse in ein Formwerkzeug eingespritzt und unter Druck ausgeformt wird. Das Formwerkzeug besteht in der Regel aus zwei zueinander verfahrbaren Platten, wobei in jeder Platte eine Negativform des herzustellenden Formteils angeordnet ist. Beim Schließen des Formwerkzeugs fährt eine Platte bis zum Erreichen eines Offnungs- oder Ausgangsspalts auf die andere Platte zu. In dieser Stellung schließen die Platten einen Hohlraum ein. In diesen Hohlraum wird entweder über einen herkömmlichen Kaltkanal oder über eine in einer Platte angeordnete Heißkanaldüse eine genau dosierte Menge einer Formmasse eingespritzt. Anschließend wird die Formmasse mit Druck beaufschlagt. Dazu werden die Platten bis zum Erreichen eines Prägespalts zueinander bewegt. In dieser Stellung der Platten entspricht der von ihnen eingeschlossene Hohlraum dem späteren Formteil. Für das Erzielen einer hohen Abbildegenauigkeit des erzeugten Formteils von der Negativform ist die exakte Einhaltung des Prägespalts eine grundlegende Voraussetzung.
Das Bewegen der Platten wird aufgrund der hohen Werkzeuginnendrücke von über 2000 bar hydraulisch mittels Kolben oder Kniehebel durchgeführt. Für die Positionierung der Platten zueinander auf das Maß des Prägespalts wird ein Anschlag benutzt. Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß der Anschlag verschmutzt und Verschleiß unterliegt. Dadurch lassen sich die Platten nicht mehr auf das exakte Maß des Prägespalts zueinander positionieren. Diese geringen Abweichungen vom Prägespalt führen zu schlechteren Abbildegenauigkeiten und Maßhaltigkeiten. So sind Abweichungen von einigen hundertstel Millimetern üblich. In vielen Fällen würde eine bessere Abbildegenauigkeit, insbesondere bei Kunststoff-Formteilen zu einer Verbesserung der Produkte führen, in denen diese Kunststoff-Formteile eingesetzt werden.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Formmasse im heißen Zustand eingespritzt wird und anschließend im Formwerkzeug abkühlt. Durch die Abkühlung kommt es zu Volumenschwindungen des Formteils, die ebenfalls zu verschlechterten Abbildegenauigkeiten führen. Da beide Platten des Formwerkzeugs über den Anschlag zueinander positioniert sind, besteht keine Möglichkeit zu diesem Zeitpunkt in den Formgebungsprozeß eingreifen zu können.
Der Anschlag für die Positionierung der Platten ist in der Regel nicht in der Nähe des mit Formmasse zu füllenden Hohlraums angeordnet. Dadurch tragen Form und Lagetoleranzen des Formwerkzeuges ebenfalls zu einer Verschlechterung der Abbildegenauigkeit bei. Schließlich sind bei Änderungen oder nach Wartungs- und Reparaturarbeiten umfangreiche Neueinstellungen und Justierungen notwendig.
Für die Bewegung der Platten ist weiterhin ein Hydrauliksystem mit einer oder mehreren Pumpen, Leitungen, Druckspeichern und einer Vielzahl von Ventilen mit der zugehörigen Steuerung erforderlich. Zusätzlich werden zur Unterstützung Druckübersetzer eingesetzt. Muß der Druck aufgrund der Geometrie sehr schnell aufgebracht werden, ist der Aufwand besonders hoch, da oft größere Ölmengen umzusetzen und die schnelle Steuerung der Ventile sehr aufwendig sind. Hinzukommt, daß jede Hydraulikanlage mit einer gewissen Leckage verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzprägen zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung soll eine hohe Abbildegenauigkeit und Reproduzierbarkeit der herzustellenden Formteile gewährleistet werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 und 12 bis 16 beschrieben.
Das Problem wird mit einer Vorrichtung zum Spritzprägen gelöst, die ein aus mehreren Platten bestehendes Formwerkzeug hat, welches mindestens eine Platte besitzt, an der ein Gewindeschraubtrieb angeordnet ist. Dem Gewindeschraubtrieb ist über ein Getriebe ein Motor zugeordnet, der mit einer Steuerung in Verbindung steht.
Mit dem Verfahren zum Spritzprägen werden die zu bewegenden Platten des Formwerkzeugs derart gesteuert bewegt, daß sie kontinuierlich oder diskontinuierlich zueinander positionierbar sind.
Durch den gesteuerten Antrieb des Gewindeschraubtriebes lassen sich die Platten des Formwerkzeugs während des Spritzprägens in jedem Verfahrensschritt exakt zueinander positionieren. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, jederzeit in den Formgebungsprozeß eingreifen zu können.
Der große Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung keinen Anschlag zur Einstellung des Prägespalts benötigt, da die Positio- nierung der Platten des Formwerkzeugs auf den Prägespalt über die Steuerung des Gewindeschraubtriebes eingestellt wird. Aufgrund der sehr exakten Positionierbarkeit mittels Gewindeschraubtrieben wird die Abbildegenauigkeit nunmehr hauptsächlich von den in den Platten eingearbeiteten Negativformen bestimmt. Dadurch ist es möglich, Abbildegenauigkeiten von einigen tausendstel Millimetern zu erreichen. Ein weiterer Vorteil der Positionierung der Platten mittels Gewindeschraubtrieb ist darin begründet, daß diese Systeme keinen Verschmutzungen ausgesetzt sind, wie es mechanische Anschläge sind. Damit wird eine sehr hohe Reproduzierbarkeit über sehr lange Zeiträume erreicht. Gleichzeitig entfallen bisher notwendige Nachjustierungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Platten des Formwerkzeugs nicht mehr ausschließlich zwischen Endstellungen verfahren werden, sondern daß sich nunmehr das Spritzprägen frei gestalten läßt. Ermöglicht wird das durch die beliebige Bewegung der Platten mit hoher Genauigkeit, wobei die Positionierung der Platten in Schritten bis zu < 1 μm und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchführbar ist. Mit dem Verfahren sind Prozeßabläufe beim Spritzprägen möglich, die bisher nicht durchführbar waren. Dadurch ist der Prozeß optimal an den Werkstoff und die Geometrie des herzustellenden Formteils anpaßbar.
Die Bewegung der Platten des Formwerkzeugs können dabei nach einem fest vorgegeben Programm ablaufen oder in Abhängigkeit von Prozeßparametern geregelt werden, wobei die Prozeßparameter als Regelgrößen in die Steuerung eingehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Vorschub für die Bewegung der Platten druckabhängig geregelt. Dadurch ist es möglich, durch Schwindung hervorgerufene Abbildeungenauigkeiten zu vermeiden, da mit diesem Verfahren die Formmasse bis zum Aushärten mit einem definierten Druck beaufschlagt werden kann. Dazu wird der Werkzeuginnendruck gemessen und mit einem Sollwert verglichen. Sinkt der Werkzeuginnendruck unter den Sollwert, wird über den gesteuerten Antrieb die Platte um einen definierten Weg in Richtung der anderen Platte bewegt, wodurch der Werkzeuginnendruck wieder ansteigt. Die definierten Wege können dabei Schritte von Bruchteilen eines Millimeters bis zu Schritten < 1 μm sein. Danach wird erneut der Werkzeuginnendruck gemessen und mit dem Sollwert verglichen. Durch entsprechende Wiederholungen dieses Ablaufs wird bis zum Aushärten des Formteils ein hoher Werkzeuginnendruck gewährleistet.
Da mit steigendem Werkzeuginnendruck auch die Stromaufnahme des Motors zum Antreiben des Gewindeschraubtriebs ansteigt, wird in einer besonders günstigen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens diese Stromaufnahme als Regelgröße genutzt. Die Verwendung der Stromaufnahme als Prozeßparameter hat zudem den Vorteil, daß sie einfach erfaßbar und als elektrische Größe der Steuerung besonders gut zugänglich ist.
Ein weiterer als Regelgröße für die Steuerung dienender Prozeßparameter ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kraft des Gewindeschraubtriebs. Dieser Prozeßparameter ist ebenfalls zum Werkzeuginnendruck proportional und läßt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand ermitteln.
Das Positionieren der Platten für den eigentlichen Prägevorgang kann sowohl nach dem Einspritzen der Formmasse in das Formwerkzeug als auch während des Einspritzens der Formmasse beginnen. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, die Positionierung erst zum Ende des Einspritzvorgangs zu beginnen.
Weiterhin sind Änderung in der Steuerung problemlos möglich. Durch die Verbindung des Gewindeschraubtriebs mit der Steuerung lassen sich verschiedene Einflußfaktoren bei der Positionierung berücksichtigen, so daß Nachjustierungen entfallen und Wartungsintervalle verlängert werden können. Dadurch besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hohe Produktivität. Einstellung und Justage nach Reparatur- und Wartungsarbeiten lassen sich mit der Steuerung in kürzester Zeit auf einfache Weise vornehmen.
Je nach Ausgestaltung ist die zu bewegende Platte entweder mit der Spindelmutter oder der Gewindespindel des Gewindeschraubtriebs verbunden. Im ersten Fall wird die Gewindespindel angetrieben und über die translatorische Bewegung der Spindelmutter werden die Platten zueinander positioniert. Im anderen Fall wird die ortsfest angeordnete Spindelmutter angetrieben und die Positionierung der Platte erfolgt durch die translatorische Verschiebung der Gewindespindel.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist eine Platte des Formwerkzeugs mit einem Gewindeschraubtrieb verbunden. Es ist jedoch auch möglich, zwei Platten mit je einem Gewindeschraubtrieb zu verbinden. So kann zum einen mit einem Gewindeschraubtrieb das Formwerkzeug geöffnet und geschlossen werden, während mittels des anderen Gewindeschraubtriebs geprägt wird. Zum anderen kann das Prägen auch mit beiden Gewindeschraubtrieben erfolgen, indem beide Platten als Prägestempel ausgebildet sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Gewindeschraubtrieb statt mit einer Platte mit einem Prägestempel verbunden. In dieser Ausführung wird der Prägedruck nicht durch die Platte, sondern mit dem Prägestempel aufgebracht. Der Prägestempel kann dabei auch ein oder mehrere Kerne sein, die zum Erzeugen bestimmter Geometrien im Formwerkzeug angeordnet sind.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung sind in den Platten auswechselbare Formeinsätze angeordnet, die die Negativform des herzustellenden Formteils besitzen. In dieser Ausgestaltung kann der Gewindeschraubtrieb sowohl mit dem Formeinsatz, als auch mit der Platte verbunden sein.
In Abhängigkeit von den Dimensionen der herzustellenden Formteile ist es vorteilhaft, eine Platte mit mehreren Gewindeschraubtrieben zu verbinden. Dadurch lassen sich auch bei großen Formteilen hohe Abbildegenauigkeiten erreichen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, zum Erreichen der notwendigen hohen axialen Kräfte für das Spritzprägen zwischen dem Motor und dem Gewindeschraubtrieb ein Getriebe, vorzugsweise ein Planetengetriebe anzuordnen.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur Verdeutlichung des Grundprinzips wird eine davon nachfolgend beschrieben. Die zugehörige Figur zeigt ein Formwerkzeug mit einem Gewindeschraubtrieb, mit ortsfest angeordneter Spindelmutter.
Die Vorrichtung zum Spritzprägen umfaßt ein Formwerkzeug 1 , das zwei Platten 2, 2' besitzt. An den sich gegenüberliegenden Stirnseiten 3, 3' ist in der Platte 2 eine Negativform 4 des herzustellenden Formteils eingearbeitet. In der Platte 2' ist ein Formeinsatz 5 angeordnet, in dem auf seiner der Platte 2 zugewandten Seite eine zweite Negativform 4' eingearbeitet ist. Auf seiner gegenüberliegenden Seite ist der Formeinsatz 5 mit einer Gewindespindel 6 eines Gewindeschraubtriebs 7 verbunden. Die Gewindespindel 6 ist mittels Wälzführungen 8 in den Platten 2' und 9 frei beweglich gelagert. Eine die Gewindespindel 6 antreibende Spindelmutter 10 ist drehbar in einer weiteren Platte 11 des Formwerkzeuges 1 angeordnet. Die Spindelmutter 10 wird über ein Planetengetriebe 12 von einem Elektromotor 13 angetrieben, dessen Drehzahl und Drehrichtung von einer Steuerung 14 vorgegeben wird. Für die Herstellung eines Formteils fährt die Platte 2 an die Platte 2', so daß das Formwerkzeug 1 geschlossen ist, dabei taucht der Formeinsatz 4 in die Negativform der Platte 2 rein. Diese Stellung des Formeinsatzes 4 entspricht dem Öffnungsspalt. Über eine in der Platte 2 angeordnete Heißkanaldüse 15 wird nun eine genau definierte Menge an Formmasse in den von der Negativform 3 und dem Formeinsatz 4 gebildeten Hohlraum 16 eingespritzt. Damit die Formmasse in Folge von Wärmeleitung nicht zu stark abkühlt, sind in den Platten 2, 2' Heizelemente 17 zur Temperierung der Platten 2, 2' angeordnet. Nach dem Einspritzen wird der Anguß 18 in der Heißkanaldüse 15 mit einer Angußnadel 19 verschlossen. Danach wird über die Spindelmutter 10 die Gewindespindel 6 soweit nach recht bewegt, bis der Formeinsatz 4 in einem definierten Abstand - dem Prägespalt - zur Negativform 3 der Platte 2 positioniert ist. Mit dieser Volumenverringerung des Hohlraumes 16 wird die eingespritzte Formmasse mit Druck beaufschlagt, so daß die Formmasse den Hohlraum 16 vollständig ausfüllt. Die Positionierung der Platte erfolgt dabei nicht gleichförmig, sondern wird über durch die Steuerung 14 geregelt. Als Regelgröße wird die Stromaufnahme des Elektromotors 13 benutzt. Dazu wird die Stromaufnahme gemessen. Mit steigendem Werkzeuginnendruck steigt die Stromaufnahme des Elektro- motors 13. Ist der gemessene Wert kleiner als der vorgegebene Wert, wird die Platte 2 um 1 μm in Richtung der Platte 2' verfahren. Danach wird wieder die Stromaufnahme gemessen und mit dem Sollwert verglichen. Solange der gemessene Wert unter dem Sollwert liegt, wird die Platte 2 schrittweise verfahren. Ist der gemessene Wert größer als der Sollwert, wird der Elektromotor 13 angehalten. Nach einer bestimmten Zeit wird die Platte 2 wieder in Richtung der Platte 2' verfahren und dabei erneut die Stromaufnahme gemessen. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis sich die Formmasse verfestigt hat. Nachdem Verfestigen der Formmasse wird das Formwerkzeug 1 an seiner Werkzeugteilebene zwischen dem Platten 2, 2' geöffnet und das fertige Formteil wird über Auswerfer 20 ausgeworfen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Spritzprägen von Formteilen, insbesondere von Kunststoff-Formteilen, bestehend aus einem Formwerkzeug mit mindestens zwei Platten, deren gegenüberliegende Stirnseiten als Werkzeugteilebene zum Öffnen und Schließen des Formwerkzeugs die Negativform des zu erzeugenden Formteils aufweisen, Mitteln zum Einbringen der Formmasse und Mitteln zum Bewegen mindestens einer Platte, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (2, 2') mit einem Gewindeschraubtrieb (7) verbunden ist, daß der Gewindeschraubtrieb über ein Getriebe (12) von einem gesteuerten Antrieb (13,14) derart angetrieben wird, daß die Platte (2, 2') positionierbar ist.
2. Vorrichtung zum Spritzprägen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (2, 2') mit mehreren Gewindeschraubtrieben (7) verbunden ist.
3. Vorrichtung zum Spritzprägen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Platten (2, 2') mit Gewindeschraubtrieben (7) verbunden sind.
4. Vorrichtung zum Spritzprägen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (10) des Gewindeschraubtriebs (7) mit der Platte (2, 2') verbunden ist.
5. Vorrichtung zum Spritzprägen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (6) des Gewindeschraubtriebs (7) mit der Platte (2, 2') verbunden ist.
6. Vorrichtung zum Spritzprägen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Platten (2, 2') Formeinsätze (4), die die Negativform des zu erzeugenden Formteils besitzen, angeordnet sind und daß mindestens ein Gewindeschraubtrieb (7) mit mindestens einem Formeinsatz (4) verbunden ist.
7. Vorrichtung zum Spritzprägen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschraubtrieb (7) mit in der Platte (2, 2') angeordneten Kernen oder Stempeln verbunden ist.
8. Vorrichtung zum Spritzprägen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (2, 2') Heizelemente (17) besitzen.
9. Vorrichtung zum Spritzprägen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Planetengetriebe (12) ist.
10. Vorrichtung zum Spritzprägen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Gewindeschraubtrieb (7) mindestens ein Auswerfer (20) angeordnet ist.
11. Verfahren zum Spritzprägen mit einem Formwerkzeug bei dem mindestens eine der die Negativform des herzustellenden Formteils aufweisenden Platten zum Öffnen und Schließen des Formwerkzeugs und zum Prägen der in diese Platten eingespritzten Formmasse bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung mindestens eine Platte nach einem vorgegebenen Programm oder in Abhängigkeit von mindestens einem Prozeßparameter geregelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung der Platte in Abhängigkeit des im Formwerkzeugs vorhandenen Drucks geregelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung der Platte in Abhängigkeit der Stromaufnahme des den Gewindeschraubtrieb antreibenden Motors geregelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung der Platte in Abhängigkeit von der Kraft des Gewindeschraubtriebs geregelt wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte schrittweise positioniert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte in Schritten bis zu < 1 μm positioniert wird.
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