WO2021121977A1 - WERKZEUG UND VERFAHREN ZUM SPRITZGIEßEN EINES SPRITZLINGS IN EINEM WERKZEUG - Google Patents

Abstract

Ein Werkzeug (1) zum Spritzgießen von Kunststoffteilen, wobei das Werkzeug (1) einen statischen Gesamtrahmen aufweist und zwei Baueinheiten zur Bildung einer Kavität (51), wobei eine der Baueinheiten zur Ausbringung eines Spritzlings (50) aus der Kavität (51) relativ zu dem Gesamtrahmen und der anderen Baueinheit verschiebbar angeordnet ist, wobei der statische Gesamtrahmen durch zumindest zwei Rahmeneinheiten, insbesondere ein erstes auswerferseitiges Werkzeugelement (2) und ein zweites düsenseitiges Werkzeugelement (3), gebildet ist, die relativ zueinander verschiebbar sind, jedoch im Produktionsmodus im Rahmen der Elastizität, vorzugsweise weniger als ein Millimeter, verschiebbar sind; und ein Verfahren zum Spritzgießen eines Spritzlings (50, 50') in einem Werkzeug.

Description

Werkzeug und Verfahren zum Spritzgießen eines Spritzlings in einem

Werkzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zum Spritzgießen eines Spritzlings in einem Werkzeug.

Spritzgusswerkzeuge können mehrteilig hergestellt werden. Dabei unterscheidet man zumeist zwischen zwei Werkzeughälften, der sogenannten Auswerferseite und der Düsenseite. Nach erfolgtem Spritzguss und Erstarren des spritzgegossenen Formteils werden diese beiden Werkzeughälften üblicherweise auseinandergefahren. Das Formteil verbleibt in der Regel jedoch auf der Auswerferseite bis es durch eine Auswerfer- oder Abstreifvorrichtung von der Auswerferseite getrennt wird.

Derartige Vorrichtungen werden bereits seit vielen Jahren realisiert. Zum Verständnis einzelner Bauteil eines Werkzeuges der Spritzgusstechnik wird auf das Fachbuch Mink, Walter , Grundzüge der Spritzgießtechnik, 5. Auflage, 1979, insbesondere S.539 bis 542, Zechner & Hünthig Verlag Speyer, verwiesen, auf welches im Rah men der vorliegenden Erfindung vollumfänglich Bezug genommen wird.

Als weiterer Stand der Technik ist die DE37 16796 C2 zu nennen. Dieser weist kei nen statischen Gesamtrahmen auf, mit zwei Rahmenelementen, die relativ zueinan der verschiebbar sind, jedoch im Produktionsmodus im Rahmen der Elastizität, vor zugsweise weniger als ein Millimeter, verschiebbar sind.

Die DE 102008014958 A1 beruht auf einem System eines sich öffnenden Werk zeugs, bei welchem Rohre zur Weiterleitung der Spritzgießlinge genutzt werden. Diese Variante entspricht im Wesentlichen der Ausgangsbetrachtung der mehrteili gen Spritzgusswerkzeuge.

Die DE 102017 114967 A1 offenbart ebenfalls ein Öffnen einer Spritzgussmaschine nach der Ausformung eines Spritzgussteils zum Kühlen des Spritzlings. Somit öffnet sich das Spritzgussteil während sich die Spritzgussmaschine im Produktionsmodus befindet. Gleiches gilt für die DE 102011 112971 A1 und die US 4981 634 A, bei welcher sich in Fig. 4 die Rahmeneinheiten 10 und 12 gegeneinander öffnen. Weiterhin sind im Stand der Technik, z.B. der DE 202010 000 469 U1 , der Varianten bekannt, in welchen Formeinsätze eines Spritzgusswerkzeugs im geschlossenen Zu stand an mehrere Produktionsstationen transportiert werden. Diese Formeinsätze sind allerdings nicht vergleichbar mit einem Spritzgusswerkzeug, sondern lediglich Teil eines solchen Werkzeugs. Gleiches gilt für die DE 10 2005 003 074 B4, die ei nen Roboterarm zur stationsweisen Übergabe einsetzt.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik soll ein Werkzeug geschaffen wer den, mit dem sich eine höhere Produktionseffizienz erreichen lässt. Kennzahl hierfür ist die sogenannte Zykluszeit, die somit reduziert werden soll.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Werkzeug mit den Merkma len des Anspruchs 1 und/oder 2 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 24.

Ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Spritzgießen von Kunststoffteilen, weist ei nen statischen Gesamtrahmen auf und zwei Baueinheiten zur Bildung einer Kavität, wobei zumindest eine der Baueinheiten zur Ausbringung eines Spritzlings aus der Kavität relativ zu dem Gesamtrahmen und der anderen Baueinheit verschiebbar an geordnet ist.

Der statische Gesamtrahmen kann vorzugsweise aus mehreren Werkzeugelementen bestehen. Typischerweise gibt es ein erstes auswerferseitiges Werkzeugelement und ein zweites düsenseitiges Werkzeugelement, die relativ zueinander verschiebbar sind.

Das Werkzeug weist vorzugsweise zumindest zwei Betriebsmodi auf oder anders ge sagt, es kann in zumindest zwei Betriebsmodi betrieben werden. Ein erster Betriebs modus ist dabei der Produktionsmodus. In diesem Modus werden die Spritzlinge in der Kavität geformt, abgekühlt und aus der Kavität entfernt, insbesondere ausgewor fen. Ein weiterer Betriebsmodus kann z.B. der Wartungsfall sein, in welchem die Werkzeugelemente auseinandergefahren werden, so dass eine Wartung und/oder Reinigung der im Produktionsmodus aufeinander zugerichteten Oberflächen der Werkzeugelemente erfolgen kann.

Zur Minimierung von Verschleiß, oder durch Setzbewegungen in der Maschine, kann eine minimale Werkzeugöffnung auftreten, bzw. vorgesehen sein. Diese ist abhängig von der Genauigkeit der Maschinenschließeinheit. Diese Öffnung sollte aber weniger als fünf Millimeter betragen. Beim Schließkraftaufbau wird diese Öffnung geschlos sen. Die Werkzeugelemente des Gesamtrahmens sind zudem im Produktionsmodus im Rahmen der Elastizität, vorzugsweise weniger als ein Millimeter, verschiebbar. Entsprechend sind die Begriffe „statischer Gesamtrahmen“ und „geschlossenes Werkzeug“ im Rahmen der vorliegenden Erfindung auszulegen, da die Werkzeug hälften als Rahmenteile, welche den Gesamtrahmen bilden, sich während des Spritz- gießzyklusses in sehr geringem Maße gegeneinander verschieben. Selbstverständ lich kann bei diesem geringen Abstand der Werkzeugelemente kein zuverlässiges Auswerfen der Spritzlinge erreicht werden. Vielmehr ist der durch die Öffnung entste hende Spalt vorzugsweise geringer als die kleinste Dimensionierung eines gebilde ten Spritzgießlings.

Somit findet keine zur Spritzlingsausbringung bedingte Werkzeugöffnung der Ma schine statt. Öffnungsbewegungen, konventioneller Maschine-Werkzeughälften- Kombinationen zur Spritzlingsausbringung, sind wegen der hohen Masse und Weg strecke vergleichsweise langsam.

Erfindungsgemäß weist das Werkzeug eine Ableitung zum Abtransport von gebilde ten Spritzlingen aus dem Bereich der Baueinheiten im geschlossenen Zustand des Werkzeugs auf, wobei geschlossener Zustand auch Varianten einer geringen Öff nung umfasst.

Die Begriffe Spritzling, Spritzgießling, Formteil und Kunststoffteil werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet. Das erfindungsgemäße Werkzeug wird zum Spritzgießen von Spritzgussteilen, insbesondere von Kunststoffteilen, ein gesetzt.

Jedes der beiden Werkzeugelemente kann einen Formeinsatz zur Bildung der Kavi tät, oft auch Formenhohlraums oder Formennest genannt, aufweisen.

Die vorgenannten Werkzeugelemente werden typischerweise im Stand der Technik beim Spritzgießen zusammengefahren bzw. geschlossen und zum Entleeren geöff net. Die Werkzeugelemente bilden allerdings im Rahmen der vorliegenden Erfindung einen Teil des statischen Gesamtrahmens und bleiben sowohl während der Formteil bildung als auch beim Entleeren, unter Berücksichtigung einer Verschiebbarkeit im Rahmen der Elastizität während des Ausformvorgangs von weniger als 5 mm, insbe sondere weniger als 1 mm, zusammengefahren.

Die vorgenannte Baueinheit kann den Formeinsatz und weitere formgebende Teile wie Formkerne und Formstifte enthalten sowie ein Auswerferpaket umfassen. Dabei kann die Baueinheit optional, als erste Baueinheit des Werkzeugelements, lösbar an einer zweiten Baueinheit des zugeordneten Werkzeugelements angeordnet sein, derart, dass die erste Baueinheit in einer vorbestimmten Stapelrichtung in die zweite Baueinheit zumindest bereichsweise ein- und/oder aufsteckbar und in Stapelrichtung gelagert ist. Die zweite Baueinheit kann eine Auswerferdruckplatte und/oder eine Formeinsatzhalteplatte umfassen.

So kann die Gesamtheit der ersten Baueinheit, also z.B. der Formeinsatz und das Auswerferpaket, vom restlichen Werkzeugelement getrennt und ausgewechselt wer den. Durch eine Verriegelung der ersten Baueinheit mit der zweiten Baueinheit wird die erste Baueinheit gegen unvorhersehbares Lösen gesichert. Zugleich werden we nige Arbeitsschritte benötigt, um die Baueinheit vollständig zu lösen. Die erste Bau einheit kann mit der zweiten Baueinheit durch einen Verriegelungsmechanismus ver bunden sein.

Die Werkzeugelemente können als zwei Hälften des Werkzeugs ausgebildet sein, al lerdings können zusätzlich zu den Werkzeughälften auch noch weitere Bauteile oder Baueinheiten des Werkzeugs vorgesehen sein. Eine Werkzeughälfte ist dabei die Düsenseite und umfasst folglich die Spritzguss-Düse. Diese wird nachfolgend als Dü senseite bezeichnet. Die zweite Werkzeughälfte weist zur Trennung des Spritzlings aus dem Formeinsatz ein Auswerferpaket auf. Es wird daher nachfolgend als Aus werferseite bezeichnet. In dem vorgenannten Werkzeugelement ist mit dem Formein satz eine Auswerfereinrichtung zum Auswerfen von fertig gespritzten Kunst-stofftei- len kombiniert.

Das Werkzeugelement kann zudem eine Werkzeuggrundplatte aufweisen, welche Teil des statischen Gesamtrahmens ist. Anstelle des Auswerferpakets können bei spielsweise auch Düsen, z.B. für Druckluft, die Auswerffunktion übernehmen.

Das Werkzeug kann zudem ein zweites düsenseitiges Werkzeugelement aufweisen mit einer Baueinheit umfassend zumindest einen Formeinsatz. Weiterhin weist das Werkzeugelement eine Werkzeuggrundplatte auf. Die Werkzeuggrundplatte kann auch gemeinsam mit einer nach hinten geschlossenen Rahmenplatte ausgebildet sein.

Die auswerferseitige Baueinheit und die düsenseitige Baueinheit bilden zusammen den Hohlraum bzw. die Kavität zur Formgebung eines Spritzlings aus. Die jeweiligen Baueinheiten können vorzugsweise zur Ausbildung der Kavität einen oder mehrere Formeinsätze, Gusskerne und/oder Stifte zur Ausformung aufweisen.

Die verfahrbare Baueinheit ist dabei derart, dass der Hohlraum zur Ausbildung des Spritzlings bei ansonsten geschlossenem Werkzeug geöffnet und geschlossen wer den kann. Durch die verfahrbare Anordnung ist eine Hubbewegung eines Formein satzes gegenüber dem anderen Formeinsatz möglich. Bei der Hubbewegung kann sich der Formeinsatz in den Rahmen absenken, welcher durch die Werkzeuggrund platte gebildet oder mit dieser verbunden ist. Der Hub beschreibt somit zugleich eine Relativbewegung zwischen dem Formeinsatz und dem Rahmen. Aufgrund der gerin gen Hubstrecke wird eine schnellere Zykluszeit erreicht. Gleiches gilt für die Verrin gerung der Hubmasse, da sich die Masse der bewegten Bauteile verringert. Hieraus ergeben sich ebenfalls schnellere Zykluszeiten.

Weiterhin erfindungsgemäß ist ein Werkzeug zum Spritzgießen von mehreren Kunst stoffteilen, wobei das Werkzeug den vorgenannten statischen Gesamtrahmen auf weist und zwei Baueinheiten zur Bildung einer Kavität aufweist, wobei neben, vor zugsweise unterhalb einer Baueinheit und/oder einer oder einer Gruppe von Kavitä ten, ein Abtransport der ausgebrachter Spritzlinge bzw. gefertigter Kunststoffteile er folgt, und wobei eine zum Abtransport notwendige T ransportvorrichtung dem Werk zeug zugehörig ist. Die Integration der Transportvorrichtung im Werkzeug ermöglicht einen kompakten Aufbau und ermöglicht eine Verringerung der Fallhöhe der gefertig ten Kunststoffteile.

Die zur Ausbringung notwendige Öffnung der Baueinheiten kann vorzugsweise mini mal größer sein als die geringste Raumerstreckung eines gebildeten Spritzlings, also z.B. Stärke bzw. Breite der gebildeten Kunststoffteile, vorzugsweise 0-100% dieser, oder nicht 0-100% größer ist als die zum Abtransport vorgesehene Breite der Trans portvorrichtung

Zwei Rahmeinteile können den statischen Gesamtrahmen bilden, wobei der statische Gesamtrahmen zumindest zwei Rahmeneinheiten, insbesondere ein erstes auswer ferseitiges Werkzeugelement und ein zweites düsenseitiges Werkzeugelement, umfasst, die relativ zueinander verschiebbar sind, jedoch im Produktionsmodus im Rahmen der Elastizität, vorzugsweise weniger als ein Millimeter, verschiebbar sind

Ebenfalls vorzugsweise sind die zwei Rahmenteile im Gesamtrahmen aufgrund von Setzbewegungen und/oder der Verschleißschutz, vorzugsweise weniger als fünf Mil limeter, verschiebbar.

Somit ist innerhalb des Werkzeugs ein lediglich geringer Öffnungshub zwischen den Formeinsätzen bei geschlossenem Werkzeug gewährleistet.

Als geschlossenes Werkzeug wird eine im Wesentlichen geschlossene Außenkontur des Werkzeugs verstanden. Eine Spaltbildung durch Auseinanderfahren der Werk zeugelemente bzw. Werkzeughälften erfolgt nicht zwingend. Die Werkzeuggrundplat ten beider Werkzeugelemente bewegen sich während des gesamten Herstellungs vorgangs zur Bereitstellung des Spritzlings nicht bzw. nur im Rahmen der Elastizität aufeinander zu oder voneinander weg. Die Werkzeuggrundplatten werden auch als Aufspannplatten verstanden. An ihnen greift eine Maschine zum Zusammendrücken der beiden Werkzeughälften an. Die Werkzeuggrundplatte und damit verbundene Platten leiten die Kräfte an eine Formeinsatzplatte weiter. Sie können besonders be vorzugt als Teil des Gesamtrahmens angesehen werden.

Infolge der Formfüllung entsteht durch die Druckwirkung eine Formauftriebskraft, die wiederum für die Form öffnend wirkt. Öffnet sich die Form während der Druckwirkung an der Trennfläche, kann u.a. unerwünschte Gratbildung am Formteil entstehen. Da her wird das Werkzeug während des Spritzgießens mit der Schließkraft beaufschlagt, um dieses zu vermeiden. Während der Formteilausbringung wird diese abgebaut. Ist das Werkzeug mit der Schließkraft beaufschlagt ergibt sich durch die Differenz der Zuhalte- und Auftriebskraft die Restdichtkraft. Desto weicher das Werkzeug ist, desto stärker federt, infolge des Druckabbaus, das Werkzeug zurück. Gratbildung bzw. Überspritzen findet somit jedoch erst bei höheren Auftriebskräften statt.

Die Dichtkraft zur Abdichtung der Kavität muss an der direkt angrenzenden Form- trennebene wirken. Die Tuschierfläche muss so groß sein, dass die sich ergebende Flächenpressung nicht überhalb des zulässigen Grenzwertes liegt. Desto größer die Tuschierfläche gestaltet ist, desto größer ist auch der druckbeaufschlagte Werkzeug querschnitt. Ergo wird mehr Material verformt werden um die gewünschte Dichtwir kung zu erzielen. Wie bei einer Feder erhöht die Querschnittsfläche dieser den Kraft bedarf um eine gewünschte Verformung zu erzielen. Die Steifigkeit steigt mit höherem Querschnitt und somit auch der Schließkraftbedarf. Da beim genannten Werkzeug, auf der Auswerferseite, der zur Zuhaltung beitragende Kraftfluss nur an Formgebenden und in Stapelrichtung dahinter bzw. davor liegenden Werkzeugkom ponenten liegt, ist der Bedarf um die notwendige Dichtkraft zu erzeugen geringer. Denn die druckbeaufschlagte Werkzeugquerschnittsfläche ist geringer als bei kon ventionellen Werkzeugen. Das Werkzeug ist somit weicher. Daher findet wie oben beschrieben eine Überspritzung erst bei höheren Auftriebskräften statt. Das bringt eine zusätzliche Prozesssicherheit.

Zumindest das optionale Auswerferpaket und der auswerferseitigen Formeinsatz sind Bauteile des erfindungsgemäßen Werkzeugs. Optional kann eines dieser beiden Bauteile gegenüber dem anderen Bauteil verfahrbar angeordnet sein, derart dass im geschlossenen Zustand des Werkzeugs das Bauteil gegenüber dem jeweils anderen Bauteil verfahren werden kann, so dass aufgrund des Hubunterschieds zwischen dem Auswerferpaket und dem Formeinsatz der Spritzling von der Oberfläche des auswerferseitigen Formeinsatzes bei geöffnetem Hohlraum angehoben werden kann.

Zumindest das optionale Auswerferpaket und der düsenseitige Formeinsatz als Bau teile des Werkzeugs können ebenfalls optional derart zueinander angeordnet, dass im geschlossenen Zustand des Werkzeugs das eine Bauteil gegenüber dem jeweils anderen Bauteil ebenfalls verfahrbar angeordnet ist.

Besonders bevorzugt für die vorgenannten Varianten ist der düsenseitige Formein satz feststehend und jeweils der auswerferseitige Formeinsatz und das Auswerferpa ket sind jeweils gegenüber diesem Formeinsatz verfahrbar angeordnet und mit diffe rentem Hub zueinander. Allerdings können auch beide Baueinheiten verfahrbar ge genüber dem statischen Gesamtrahmen angeordnet sein.

Das Werkzeug weist vorzugsweise eine Ableitung zum Abtransport von gebildeten Spritzlingen aus dem Bereich der Formeinsätze bzw. der Kavität im geschlossenen Zustand des Werkzeugs auf, so dass eine kontinuierliche Abfolge von Folgedurch läufen gewährleistet ist.

Durch das erfindungsgemäße Werkzeug wird es möglich die Hubmasse zu reduzie ren, wodurch weniger Kraft aufgewandt werden muss. Weiterhin werden die Zyklus zeiten beim Spritzgießen erheblich reduziert. Weitere Vorteile ergeben sich durch eine Energieersparnis durch die Verringerung an bewegter Masse und die Möglichkeit der Nutzung von Antrieben mit weniger Leis tung, was zu einer Preisreduzierung bei der Herstellung führt.

Darüber hinaus kann eine Miniaturisierung erreicht werden, da günstigere und kom paktere Antriebe zur Bewegung der Bauteile genutzt werden können. Der Kraftfluss kann zudem präziser abgestimmt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche und werden nachfolgend erläutert.

Die Verschiebbarkeit der Baueinheit oder der Baueinheiten ist vorteilhaft in einem Produktionsmodus, in welchem die Ausbringung des Spritzlings aus der Kavität er folgt, des Werkzeuges gewährleistet.

Dabei erfolgt die relative Verschiebung der Baueinheit zur Öffnung der Kavität und zur Ausbringung des Spritzlings durch eine Bewegung oder sie wird von einem An trieb getrieben.

Bevorzugt kann ein Halteelement dafür sorgen, dass der Spritzling bei der Verschie bung der zumindest einen Baueinheit an einer der Baueinheiten gehalten wird. Ein Halteelement kann beispielsweise einzelne oder mehrere düsenseitige Auswerfer stange sein.

Das auswerferseitige Werkzeugelement, insbesondere die erste Baueinheit, kann eine Auswerfereinheit, insbesondere ein Auswerferpaket, Auswerferstangen, eine Auswerferhalteplatte und/oder eine Auswerferdruckplatte, aufweisen, die den Spritz ling von der Baueinheit abhebt.

Das vorgenannte Halteelement kann den Spritzling vor oder während der Bewegung der Auswerfereinheit zur Entformung freigeben.

Wie bereits zuvor erläutert, kann jeweils eine Baueinheit zumindest einen Formein satz aufweisen, wobei der düsenseitige Formeinsatz bzw. Baueinheit und der aus werferseitige Formeinsatz bzw. Baueinheit die Kavität bilden. Die jeweilige Bauein heit kann auch alle weiteren formgebenden Teile eines Spritzgusswerkzeugs, wie z.B. Kerne, Stifte oder ähnliche Elemente, aufweisen. Die Baueinheit kann zumindest eine Auswerfer- oder Abstreifereinheit umfassen.

Die Bauteile des Gesamtrahmens können eine Werkzeuggrundplatte aufweisen.

Die verschiebbare Baueinheit umfasst mehrere Bauteile, wobei zumindest eines der Bauteile umfassend das Auswerferpaket und den auswerferseitigen Formeinsatz im geschlossenen Zustand des Werkzeugs (gegenüber dem jeweils anderen Bauteil verfahrbar angeordnet ist, derart, dass der Spritzling von der Oberfläche des auswer ferseitigen Formeinsatzes bei geöffnetem Hohlraum jedoch bei statischem Gesamt rahmen, also im Produktionsmodus, angehoben werden kann.

Zumindest das Auswerferpaket und der düsenseitige Formeinsatz können im ge schlossenen Zustand des Werkzeugs gegenüber dem jeweils anderen Bauteil ver fahrbar angeordnet sein.

Die Ableitung über den Aufnahmeraum zum Abtransport der gebildeten Spritzlinge kann vorteilhaft als ein Fallschacht ausgebildet sein.

Bevorzugt weist das Werkzeug zumindest eine Reihe der vorgenannten Formein sätze auf, wobei zumindest ein Fallschacht parallel neben der Reihe der vorgenann ten Formeinsätze verläuft. Alternativ kann auch eine Rutsche oder ein Transportband vorgesehen sein, um die Formteile über den Aufnahmeraum aus direkt dem Werk zeug bzw. aus bzw. in den Fallschacht zu transportieren.

Darüber hinaus kann das Werkzeug eine Mehrzahl an linear-verfahrbaren Transport schlitten zum Transport von Spritzlingen aufweisen, wobei besonders bevorzugt je der Transportschlitten zur Aufnahme eines Spritzlings ausgebildet ist. Der Transport schlitten kann derart vorzugsweise unterhalb des Hohlraumes bzw. der Formeinsätze angeordnet, dass die Fallhöhe des Spritzlings abzüglich dem Eigenvolumen des Spritzlings weniger als 50 mm, vorzugsweise weniger als 20 mm, beträgt. Dadurch können die Fallzeiten und somit die Zykluszeit erheblich reduziert werden.

Es ist auch denkbar, dass mehrere Formteile, aber nicht alle aus entsprechend vie len Kavitäten in oder auf einem Transportmittel fallen. Dadurch können womöglich die Kavitäten enger zusammengeführt werden. Das Werkzeug kann somit kompakter gebaut werden. Ein Zykluszeitverkürzung zu konventionellen Spritzgießen liegt den noch vor. Die bewegliche Baueinheit kann aus einer Formeinheit und einer Auswerfeinheit be stehen, wobei die Formeinheit größer verfahrbar ist als die Auswerfeinheit. Die Aus werfereinheit fährt somit im geringeren Umfang als die Formeinheit bzw. der Formei nsatz zurück, so dass die Auswerferstangen der Auswerfereinheit im geöffneten Zu stand aus der Oberfläche der Formeinheit hervorstehen und dadurch den Spritzgieß ling von der Oberfläche anheben.

Vorteilhaft erfolgt die Verschiebung der Auswerfer- und der Formeinheit durch einen einzigen Antrieb, so dass die Bewegung beider Einheiten vorzugsweise im Gleichlauf aber mit unterschiedlichem Hub erfolgt. Die Begriffe Formeinheit und Formeinsatz sowie Auswerfereinheit und Auswerferpaket werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet.

Das Freigeben des Hohlraumes kann in einer konzertierten Hubbewegung des aus werferseitigen Formeinsatzes mit dem Auswerferpaket erfolgen, wobei der Hub des Formeinsatzes und der Hub des Auswerferpakets unterschiedlich groß ist. Dadurch können mehrere Bauteile zeitgleich bewegt werden und dadurch die Zykluszeiten verringert werden. Zudem kann ein Auswerferbeschleuniger vorgesehen sind.

Nach dem Ableiten der Spritzlinge in Schritt Z erfolgt vorzugsweise ein Abtransport zu einem Fallschacht durch einen verfahrbaren, insbesondere linear verfahrbaren, Transportschlitten erfolgt, wobei der Abtransport zeitgleich mit dem Durchführen der Prozessschritte X und Y eines Folgedurchlaufs erfolgen und wobei der Abtransport mit Beendigung des Schrittes Y des Folgedurchlaufs abgeschlossen ist.

Ein Fallschacht muss nicht zwingend lotrecht im Werkzeug ausgebildet sein, sondern kann auch als eine Rutsche mit schräger Laufbahn ausgebildet sein.

Die Rahmeneinheit kann zusätzlich durch Einleiten eines Temperiermittels in ent sprechende Kanäle in der Rahmeneinheit temperiert werden, um eine im Formein satz vorhandene Temperierung zu unterstützen und/oder zu ersetzen, insbesondere wenn im Formeinsatz kein Bauraum für eine Temperierung vorhanden ist.

Das Werkzeug kann zudem vorteilhaft Sichtfenster und/oder Lichtschranken aufwei sen, damit eine Überprüfung des Bereichs zwischen den beiden Formeinsätzen mög lich ist. Dadurch können Fehlerquellen detektiert oder optisch ermittelt werden. Der Fallschacht kann eine Fallrichtung definieren und wobei der Transportschlitten schräg, insbesondere in senkrecht zur Fallrichtung, verfahrbar ausgebildet ist.

Jeder der Transportschlitten oder eine Schlittenanordnung aus mehreren Transport schlitten kann einen Zahnstangenfortsatz aufweisen, welcher derart zu einem An triebs-Zahnrad angeordnet ist, dass bei Bewegung des Antriebszahnrad Transport schlitten in entgegengesetzter Richtung zueinander linear beweglich angeordnet sind.

Das Getriebe umfassend den Zahnstangenfortsatz und das Antriebszahnrad kann vorteilhaft zusätzlich durch ein Teilgehäuse vor Verschmutzungen geschützt sein. Anstelle des Zahnstangenfortsatzes kann beispielsweise auch ein Greifer vorgese hen sein. Der Antrieb der Transportschlitten kann elektromotorisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.

Derartige Antriebe können, ebenfalls vorteilhaft, für den Antrieb eines Verriegelungs mechanismus genutzt werden, über welchen ein Raum für den Hub freigegeben wird. Hier ist auch ein Spindelantrieb von Vorteil

Der Antrieb der Transportschlitten kann insbesondere unabhängig vom Antrieb zur Werkzeugöffnung ausgebildet sein.

Das Werkzeug, insbesondere der Transportschlitten, kann eine Düse zur Übertra gung eines Druckstoßes, vorzugsweise in der Ausgestaltung als eine Druckluftdüse, aufweisen.

Das Werkzeug kann einen Kanal zur Zuleitung eines Mediums zur Erzeugung eines Druckstoßes, insbesondere von Druckluft, zu der Düse aufweisen, wobei der Kanal in einer auswerferseitigen Formeinsatzhalteplatte angeordnet ist.

Das düsenseitige Werkzeugelement kann zumindest einen düsenseitigen Auswerfer zur Halterung des Spritzlings bei geöffnetem Hohlraum auf der Oberfläche des aus werferseitigen Formeinsatzes aufweisen, wobei eine Auswerferstange des Auswer fers linear beweglich gegenüber dem düsenseitigen Formeinsatz gelagert ist, vor zugsweise derart, dass die Auswerferstange zumindest teilweise aus der Oberfläche des düsenseitigen Formeinsatzes ausfahrbar ist. Das Werkzeug, insbesondere das auswerferseitige Werkzeugelement, kann ein Ver riegelungssystem bzw. einen Verriegelungsmechanismus aufweisen, durch dessen Entriegelung eine Linearbewegung, insbesondere eine Hubbewegung, des auswer ferseitigen Formeinsatzes und des Auswerferpakets gegenüber dem Gesamtrahmen, insbesondere der Werkzeuggrundplatte, sofern diese Teil des Gesamtrahmens ist, möglich wird.

Das Verriegelungssystem bzw. der Verriegelungsmechanismus kann vorteilhaft als eine Schrägverzahnung oder als eine Lückenverzahnung ausgebildet sein.

Das Verriegelungssystem bzw. der Verriegelungsmechanismus kann im verriegelten Zustand einen Kraftaufbau auf den auswerferseitigen Formeinsatz beim Spritzgieß vorgang generieren und im entriegelten Zustand ein Öffnen des Hohlraumes ermögli chen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann die Betätigung des Ver schlussmechanismus gesteuert werden. Hierfür kann z.B. eine Leitkurve der Steuer leiste oder ein mechanisches zwei-Stufen System ausgebildet sein.

Im verriegelten Zustand kann auch das Werkzeug im herkömmlichen Modus betrie ben werden, durch ein Verfahren zumindest einer kompletten Werkzeughälfte, typi scherweise der auswerferseitigen Werkzeughälfte, gegenüber der zweiten Werk zeughälfte.

Bevorzugt kann der Verriegelungsmechanismus im verriegelten Zustand eine Schließkraft übertragen oder generiert und im entriegelten Zustand ein Öffnen des Hohlraumes unter Ausbildung eines Öffnungsspalts zur Freigabe des Spritzlings er möglichen.

Der Verriegelungsmechanismus kann insbesondere ein Ineinandergreifen, insbeson dere in Form einer Verzahnung, umfassen zwischen einer Stützplatte, welche in senkrechter Richtung zu ihren Vorsprüngen, insbesondere Zähnen, verschiebbar ge lagert ist und einer Sockelplatte, mittels welcher ein Druck auf den Formeinsatz auf- bringbar ist. Anstelle der Verzahnung kann das Ineinandergreifen auch durch Vor sprünge und korrespondierende Vertiefungen erfolgen.

Die Schließkraft kann vorzugsweise maschinengeneriert sein. Das Werkzeug kann bei dessen Verriegelung im Rahmen seiner Elastizität eine Rückstellkraft aufbauen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist das Werkzeug derart aufgebaut, dass die Hubbewegung der Auswerferstangen geringer ausfällt als die Hubbewegung des Formeinsatzes.

Die Verfahrbarkeit zumindest eines der Formeinsätze und des Auswerferpakets kann durch eine geführte Hubbewegung zumindest dieser Bauelemente und/oder von ei ner oder mehrerer auf diese Bauelemente einwirkenden Platten erfolgen, wobei das Werkzeug zur Führung der Hubbewegung des jeweiligen Formeinsatzes, des Aus werferpakets und/oder der vorgenannten Platte oder Platten eine Kulissenführung aufweist.

Die Kulissenführung kann dabei vorteilhaft Teil des Gesamtrahmens sein oder mit diesem verbunden sein und insbesondere mit der Werkzeuggrundplatte bzw. dem Rahmenteil verbunden sein.

Die Auswerfer- und/oder Abstreifereinheit, insbesondere das Auswerferpaket kann vorzugsweise zwischen einer Formeinsatzhalteplatte und einer Formeinsatzdruck platte angeordnet sein.

Der Formeinsatz kann vorteilhaft in einer Rahmenplatte geführt und vorzugsweise zentriert sein.

Die Bewegung der vorgenannten Bauteile kann bis zu einem gewissen Punkt einen Synchronlauf aufweisen damit die Spritzlinge zu einem definierten Zeitpunkt fallen. Der Synchronlauf kann durch Anordnung und Ausgestaltung von Führungsschlitzen der Kulissenführung erreicht werden.

Die Kulissenführung kann zwei Führungsschlitze aufweisen, in welche Vorsprünge des jeweiligen Formeinsatzes, des Auswerferpakets und/oder der Platte oder der Platten eingreifen, wobei die Führungsschlitze zumindest bereichsweise eine andere Steigung aufweisen.

Die Kulissenführung kann mittelbar oder unmittelbar mit der Werkzeuggrundplatte verbunden sein. Die Führungsschlitze können zur Erzeugung des Synchronlaufs teilweise parallel, insbesondere mit gleicher Steigung, verlaufen und in einem weiteren Verlauf mit un terschiedlicher Steigung zueinander verlaufen, derart, dass die Hubbewegung der Auswerferstangen geringer ausfällt als die Hubbewegung des Formeinsatzes

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Werk zeugs kann das auswerferseitige Werkzeugelement einen Kanal zur Applikation ei nes Druckstoßes in einem Formeinsatz, insbesondere einen Druckluftkanal, aufweist, zum Auswerfen der Spritzlinge alternativ oder zusätzlich zu einem Auswerferpaket. Als auswerferseitiges Werkzeugelement wird daher im Kontext der vorliegenden Er findung ein Werkzeugelement verstanden, welches eine Auswerfervorrichtung auf weist. Dies muss nicht zwingend eine mechanische Auswerfervorrichtung mit Aus werferstangen sein, sondern es kann auch Zuleitungsvorrichtung für Druckluft sein.

Weiterhin erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Spritzgießen eines Spritzlings in einem Werkzeug, insbesondere in einem erfindungsgemäßen Werkzeug, wobei das Werkzeug einen statischen Gesamtrahmen aufweist und zwei Baueinhei ten zur Bildung einer Kavität, wobei eine der Baueinheiten zur Ausbringung eines Spritzlings aus der Kavität relativ zu dem Gesamtrahmen und der anderen Bauein heit verschiebbar angeordnet ist, wobei das Verfahren einen Produktionsmodus mit zumindest den folgenden Prozess schritten umfasst:

X Spritzgießen eines Spritzlings bei geschlossener Kavität Y Freigeben der Kavität durch Ausführen einer Hubbewegung eines der Baueinheiten, insbesondere der Baueinheit mit dem auswerferseitigen Formeinsatz gegenüber der Baueinheit mit dem düsenseitigen Formein satz, unter Ausbildung eines Öffnungsspalts;

Z Ableiten des Spritzlings aus einem Öffnungsspalt zwischen den Bauein heiten, und wobei das Werkzeug während des Ausführens des Produktionsmodus geschlos sen bleibt.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens erfolgt das Freigeben der Kavität in einer konzertierten Hubbewegung des auswerferseitigen Formeinheit mit der Auswerfereinheit, wobei der Hub der Formeinheit und der Hub der Auswerferein heit unterschiedlich groß ist. Nach dem Ableiten der Spritzlinge in Schritt Z kann ein Abtransport zu einem Fall schacht durch einen verfahrbaren, insbesondere linear verfahrbaren, Transportschlit ten erfolgen, wobei der Abtransport zeitgleich mit dem Durchführen der Prozess schritte X und Y eines Folgedurchlaufs erfolgen und wobei der Abtransport mit Been digung des Schrittes Y des Folgedurchlaufs abgeschlossen ist.

Optional kann zumindest eines der Werkzeugelemente ebenfalls eine beweglich bzw. verfahrbar-gelagerte Formeinsatzhalteplatte aufweisen, zur Lagerung zumin dest eines, insbesondere jedoch mehrerer Formeinsätze. Diese kann mit Kanälen zur Zuleitung eines Temperiermittels zu dem Formeinsatz bzw. den Formeinsätzen versehen sein. Die Formeinsätze können ebenfalls korrespondierende Kanäle auf weisen, in welche das Temperiermittel von den Kanälen der Formeinsatzhalteplatte übergeleitet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung und besonders vorteilhaft im Kontext mit der Verringerung der Zykluszeiten kann der Abtransport einer ersten Charge von Spritzlingen aus dem Werkzeug zeitgleich, also parallel, zur Formge bung und/oder zum Kühlen einer zweiten Charge von Spritzlingen erfolgen. Das Formgeben umfasst dabei vorzugsweise das Befüllen der Kavität und ein Nachdrü cken unter Erhöhung der Zuspannkraft. Die zweite Charge kann nach ihrer Formge bung ebenfalls abtransportiert werden, während eine dritte Charge zeitgleich geformt und/oder abgekühlt wird. Durch die Überlagerung von Teilbereichen zweier Zyklen kann eine zusätzliche Verringerung der Zykluszeit erreicht werden.

Die Rahmeneinheiten, insbesondere die Werkzeugelemente, umfassen vorzugs weise die Werkzeuggrundplatte. Das Werkzeug selbst kann vorzugsweise als Ab folge aus mehreren sandwichartig-übereinander gestapelten Platten, darunter auch die Formeinsatzplatte und die darin eingesetzten Spritzgussteile, ausgebildet sein. Die Rahmeneinheiten sind dabei Teil dieses Werkzeugs. Die Stapelrichtung der Plat ten entspricht dabei der Flächennormalen der Kontaktflächen der beiden Rahmen einheiten. In dieser Stapelrichtung sind die Rahmeneinheiten im Produktionsmodus im Rahmen der Elastizität, vorzugsweise weniger als einen Millimeter, verschiebbar sind.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist insbesondere als Produktionsmittel mit formen gebenden Einsätzen bzw. Formeinsätzen ausgebildet, welche in einer Trägerstruktur als Gesamtrahmen und weiteren Platten sandwichartig aufgebaut sind. Diese Trä gerstruktur dient der Lagerung einer Formeinsatzplatte, in welche einer, vorzugs weise jedoch eine Mehrzahl aus formgebenden Einsätzen bzw. Formeinsätzen, er setzbar bzw. gelagert sind. Dabei umfasst die Werkzeughälfte neben der Formein satzplatte zumindest auch eine Werkzeuggrundplatte als Teil der Rahmeneinheit, an welcher eine Druckbeaufschlagung auf das Werkzeug, z.B. durch einen Hebelarm o- der dergleichen, erfolgt.

Im Produktionsmodus verbleiben die Formeinsätze in der Rahmeneinheit, respektive in der Formeinsatzplatte. Somit lagert jede der beiden Rahmeneinheiten einen for mengebenden Spritzgusseinsatz, welcher in der Rahmeneinheit während des Pro duktionsmodus verbleibt. Ein gewisses Spiel gegenüber der Formeinsatzplatte von weniger als 1/10 Millimeter ist im Rahmen einer schwimmenden Lagerung allerdings erlaubt und wird ebenfalls als feste Anordnung im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden.

Eine gesonderte Entnahme des Formeinsatzes zu dessen Abkühlen während der Herstellung des Spritzgießlings, also im Produktionsmodus, ist nicht vorgesehen.

Weiter ist das Werkzeug der vorliegenden Erfindung ausgebildet zur Herstellung ei nes Spritzgießlings in einem angusslosen Konzept, also ohne Herstellung eines An gusszapfens, welcher gesondert abgeführt werden muss.

Nachfolgend wird die Erfindung im Detail anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und unter Zuhilfenahme der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen

Werkzeugs im geschlossenen Zustand;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Werkzeug in Spritz stellung im Schnitt A-A;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Werkzeug in Spitz stellung im Schnitt C-C, senkrecht zur Schnittansicht der Fig. 2;

Fig. 4 Vergrößerung der Schnittansicht der Fig. 3; Fig. 5 stärkere Vergrößerung der Schnittansicht der Fig. 4;

Fig. 6 Vergrößerung eines Teilausschnitts des Schnitts der Fig. 2 auf zwei übereinanderliegenden Schnittebenen;

Fig. 7 Draufsicht auf die Stirnfläche des ersten auswerferseitigen Werkzeu gelements des erfindungsgemäßen Werkzeugs in Spritzstellung;

Fig. 8 Draufsicht auf die Stirnfläche des zweiten düsenseitigen Werkzeugele ments des erfindungsgemäßen Werkzeugs in Spritzstellung;

Fig. 9 Schnittansicht A-A durch das Werkzeug senkrecht zur Öffnungsebene bei Prozessschritt A;

Fig. 10 Ansicht auf die Stirnseite des düsenseitigen Werkzeugelements bei Prozessschritt A;

Fig. 11 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 10 bei Prozessschritt A;

Fig. 12 Detailansicht eines Transportschlittens bei Prozessschritt A;

Fig. 13 Schnittansicht B-B- senkrecht zur Schnittansicht A-A und zur Öffnungs ebene auf Höhe des Auswerferpakets bei Prozessschritt A;

Fig. 14 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 13 bei Prozessschritt A;

Fig. 15 Schnittansicht A-A durch das Werkzeug senkrecht zur Öffnungsebene bei Prozessschritt B;

Fig. 16 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 15 bei Prozessschritt B;

Fig. 17 Ansicht auf die Stirnseite des düsenseitigen Werkzeugelements bei Prozessschritt B; Fig. 18 Detailansicht einer Kulissenführung 14 in Prozessschritt B;

Fig. 19 Detailansicht eines Transportschlittens bei Prozessschritt B;

Fig. 20 Schnittansicht A-A durch das Werkzeug senkrecht zur Öffnungsebene bei Prozessschritt C;

Fig. 21 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 20 bei Prozessschritt C;

Fig. 22 Ansicht auf die Stirnseite des düsenseitigen Werkzeugelements bei Prozessschritt C;

Fig. 23 Detailansicht einer Kulissenführung 14 in Prozessschritt C;

Fig. 24 Schnittansicht B-B- senkrecht zur Schnittansicht A-A und zur Öffnungs ebene auf Höhe des Auswerferpakets bei Prozessschritt C;

Fig. 25 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 24 bei Prozessschritt C;

Fig. 26 Schnittansicht A-A durch das Werkzeug senkrecht zur Öffnungsebene bei Prozessschritt D;

Fig. 27 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 26 bei Prozessschritt D;

Fig. 28 Ansicht auf die Stirnseite des düsenseitigen Werkzeugelements bei Prozessschritt D;

Fig. 29 Detailansicht einer Kulissenführung 14 in Prozessschritt D;

Fig. 30 Schnittansicht B-B- senkrecht zur Schnittansicht A-A und zur Öffnungs ebene auf Höhe des Auswerferpakets bei Prozessschritt D;

Fig. 31 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 30 bei Prozessschritt D; Fig. 32 Schnittansicht A-A durch das Werkzeug senkrecht zur Öffnungsebene bei Prozessschritt E;

Fig. 33 Detailansicht des Bereichs des Spritzguss-Hohlraums der Fig. 26 bei Prozessschritt E;

Fig. 34 Ansicht auf die Stirnseite des düsenseitigen Werkzeugelements bei Prozessschritt E;

Fig. 35 Schnittansicht A-A einer abgewandelten zweiten Variante eines erfin dungsgemäßen Werkzeugs;

Fig. 36 Schnittansicht B-B der zweiten Variante;

Fig. 37 Vergrößerung der Fig. 36

Fig. 38 Detailansicht einer Auswurf-Vorrichtung der Fig. 37;

Fig. 39 Vergrößerung der Fig. 35; und

Fig. 40 Detailansicht einer Kulissenführung aus Fig. 35.

Fig. 1-8 zeigt ein erfindungsgemäßes mehrteilig-aufgebautes Spritzgusswerkzeug 1 umfassend zwei Werkzeughälften 2, 3, nämlich eine Auswerferseite und eine Düsen seite. Die Werkzeughälften 2 und 3 umfassen u.a. mehrere Platten, welche in einer Stapelrichtung A übereinander angeordnet sind. Der Aufbau beider Werkzeughälften wird in Fig. 2-8 näher erläutert. Diese Figuren sind Darstellungen ein- und desselben Werkzeugs 1 in einem ersten Prozessschritt A.

Fig. 2 und 4 ist jeweils eine Schnittansicht senkrecht zur Stapelrichtung A und zur Plattenebene zumindest einer Werkzeuggrundplatte 4. Die auswerferseitige Werk zeuggrundplatte 4 und auch die düsenseitige Werkzeuggrundplatte weisen jeweils eine Aufnahme zur Positionierung eines druckgebenden Maschinenteils, z.B. eines Druckbolzens, auf. Die Schnittansicht wurde zur vollständigen Darstellung in unter schiedlichen Tiefen, also bei unterschiedlicher Höhe der Schnittebenen gewählt. Fig. 2 ist dabei eine Schnittebene auf Höhe einer Auswerferstange 21 . Die auswer ferseitige Werkzeughälfte umfasst eine Werkzeuggrundplatte 4. Diese ist mit einer Ausnehmung 5 versehen zur Aufnahme eines Elements eines Verriegelungsmecha nismus 6. Die Werkzeuggrundplatte 4 weist eine Plattenebene auf und definiert senk recht zu dieser Plattenebene eine Stapelrichtung A.

In Stapelrichtung A zur zweiten düsenseitigen Werkzeughälfte hin sind auf der Werk zeuggrundplatte 4 zwei Lagerleisten 7 oder es ist zumindest eine Rahmenplatte 91 angeordnet, welche an der Werkzeuggrundplatte 4 anliegt und mit dieser unbeweg lich verbunden ist. Zwischen den Lagerleisten ist ein Freiraum 13 angeordnet. Ana log kann in der Rahmenplatte 91 eine Ausnehmung angeordnet sein. Der Freiraum 13 oder die Ausnehmung dient der Aufnahme einer Formeinsatzhalteplatte 11 und/o der einer Auswerferpakethalteplatte 12.

Die Rahmenplatte 91 oder Lagerleisten weist eine Kulissenführung 14 auf. Diese Ku lissenführung 14 umfasst zumindest zwei schräg in der Rahmenplatte 91 oder Lager leiste verlaufenden Führungsschlitze 8 und 9, welche sich partiell in ihrer Steigung voneinander unterscheiden. In Fig. 2 sind in einem Schnittausschnitt K jeweils zwei nebeneinander angeordnete Führungsschlitze 8 erkennbar mit stetig und insbe sondre konstant steigendem Verlauf und um zwei ebenfalls nebeneinander angeord nete Führungsschlitze 9 in deren Verlauf sich die Steigung ändert bzw. abflacht. Je weils zwei unterschiedliche Führungsschlitze 8 und 9 sind dabei bevorzugt überei nander, also senkrecht zur Plattenebene, angeordnet. Die Führungsschlitze müssen nicht zwingend durch die Rahmenplatte 91 oder die Lagerleisten durchgehen, son dern sie können auch lediglich als längliche Ausnehmungen verstanden werden, wel chen rillenartig in das Material der Rahmenplatte 91 oder Lagerleiste eingearbeitet ist.

Die Formeinsatzhalteplatte 11 ist mit Kanälen 24 zur Zuführung eines Mediums durchzogen. Diese Kanäle 24 erlauben das Einleiten von Druckluft z.B. zur Unterstüt zung des Ausstoßens eines Spritzlings 50 oder aber eines Temperiermittels zur Temperierung des Formeinsatzes.

Die Formeinsatzhalteplatte 11 weist zudem einen oder mehrere Formeinsätze 16 auf. Diese Formeneinsätze sind zumeist aus Metall und/oder Keramik gefertigt. Sie sind durch die Formeinsatzhalteplatte 11 beweglich an der Werkzeughälfte 2 befes tigt. Der Formeinsatz bzw. die Halteplatte werden vorzugsweise durch eine Rahmenplatte 91 bzw. Rahmeneinsatz 42 geführt und zentriert. Der jeweilige Form einsatz verfügt über eine Stirnseite, welche gemeinsam mit einem korrespondieren den Formeinsatz 17 der zweiten Werkzeughälfte, also der Düsenseite, einen Hohl raum 51 für den Spritzling 50 definiert.

Der Verriegelungsmechanismus 6 umfasst in Fig. 2 zwei parallel zu ihrer Längser streckung gegeneinander verschiebbare Zahnstangen 15 und 18, wobei die Stirnflä chen der Zähne der ersten Zahnstange 15 im Verriegelungszustand in Kontakt mit den Stirnflächen der Zähne der zweiten Zahnstange 18 stehen. Zwischen den Zäh nen weisen die Zahnstangen 15 und 18 Zwischenräume mit Bodenflächen auf.

Weiterhin weist der Verriegelungsmechanismus zumindest ein Betätigungselement 10, z.B. einen Hebel, Motor Zylinder o.ä. auf, welches randseitig aus der Kontur des Werkzeugs 1 hervorstehen kann. Durch Bewegen des Betätigungselements 10 wird das Betätigungselement um eine Strecke 101 bewegt. Dabei legt die Zahnstange 15 eine Verfahrstrecke 94 in paralleler Richtung zur Öffnungsebene E des Werkzeugs 1 zurück.

Im Entriegelungszustand stehen die Stirnflächen der Zähne der ersten Zahnstange 15 in Kontakt mit den Bodenflächen der Zwischenräume zwischen den Zähnen der zweiten Zahnstange 18. Mit anderen Worten, die Zahnstangen sind miteinander ver zahnt.

Die Höhendifferenz zwischen den Zähnen der Zahnstangen und deren Bodenflächen erlaubt im Entriegelungszustand eine Hubbewegung der Formeinsatzhalteplatte 11 und der Auswerferpakethalteplatte 12 in Stapelrichtung S. Die Auswerferpakethalte- platte 12 weist ein Auswerferpaket 20 auf. Dieses umfasst typischerweise zumindest eine oder mehrere gegenüber dem Formeinsatz verfahrbar-gelagerte Auswerferstan gen 21 zum Auswerfen eines Spritzlings aus dem Formeinsatz. Ein Auswerferpaket 20 umfasst zudem vorzugsweise eine Auswerferhalteplatte 22 und eine Auswerfer druckplatte 23. Die Auswerferhalteplatte 22 dient dem Halten und Positionieren der Auswerferstangen 21 . Die Auswerferstangen 21 weisen endständig eine Ausformung bzw. Verstärkung auf, gegen welche die Auswerferhalteplatte 12 zunächst gezogen werden. Dabei drückt die Halteplatte. Die Druckplatte drückt beim Vorfahren des Auswerferpakets bei Ausführung eines Hubs H.

Während die Formeinsätze zueinander einen Hub bzw. Vollhub ausführen, vollführen das Auswerferpaket lediglich einen Teilhub T Die Formeinsätze 16 werden durch die Formeinsatzhalteplatte 11 gehalten. Sie kön nen jeweils mittig einen Formkern aufweisen. Dieser kann aus einem besser-wärme- leitenden Material bestehen als das restliche Material des Formeinsatzes, z.B. aus Kupfer oder dergleichen. Dies ist besonders gut in Fig. 3 und Fig. 4 erkennbar.

Zur Halterung der Formeinsätze 16 weist die Formeinsatzhalteplatte 11 Ausnehmun gen zur Aufnahme der Formeisätze 16 auf. Eine konventionelle Verschraubung und Stiftzentrierung ist auch denkbar.

Die Formeinsatzhalteplatte 11 liegt bereichsweise auf einer Formeinsatzdruckplatte 27 auf. Diese ist linear und senkrecht zur Hubbewegung beweglich und drückt bei ei ner Hubbewegung in Stapelrichtung S auf die Formeinsätze 16 und oder die Formei nsatzhalteplatte 11. Die Formeinsatzdruckplatte 27 weist einen Vorsprung auf, wel cher in den Führungsschlitz 8 der Kulissenführung 14 eingreift. Dadurch wird die Li nearbewegung der Formeinsatzdruckplatte 27 in die Hubbewegung umgewandelt. Zur Bewegung der Formeinsatzdruckplatte weist diese ein Betätigungselement 19 auf. Die Formeinsatzdruckplatte 27 weist ebenfalls Kanäle 25 auf, welche in Kanäle 26 münden, die in den Formeinsätze 16 angeordnet sind und ein Einleiten eines Temperiermediums in den Formeinsatz 16 erlauben. Randseitig kann die Formein satzdruckplatte 27 und/oder die Formeinsatzhalteplatte 11 mit einem Gas- oder Tem periermittelanschluss versehen sein, um ein randseitiges Einleiten der vorgenannten Medien zu ermöglichen. Durch eine lineare Bewegung am Betätigungselement 19 kann dieses um parallel zur Öffnungsebene in einen Bereich 101 um eine Ver fall rstrecke bewegt werden.

Aus Fig. 8 erkennt man eine aufgeklappte Stirnseite der zweiten Werkzeughälfte 3, also der Düsenseite. Weiterhin weist die düsenseitige Werkzeughälfte 3 eine Werk zeuggrundplatte 80 und zwei darauf angeordnete Rahmenplatten 92 auf. Die Rah menplatten weisen rahmentypisch eine mittlere Ausnehmung zur Lagerung der Formeinsätze auf.

Die Relativbewegung der düsenseitige Werkzeughälfte 3 gegenüber der auswerfer seitigen Werkzeughälfte 2 kann, wie auch in Fig. 2 erkennbar ist, beim Öffnen des Werkzeugs 1 über randseitige Führungssäule 40 geführt werden. Diese greifen in entsprechende Führungsbuchsen 41 der auswerferseitigen Werkzeughälfte 2 ein. Sollte das Werkzeug 1 z.B. aus Wartungsgründen geöffnet werden, so ist diese Be wegung folglich geführt. Eine regelmäßige Öffnung beider Werkzeughälften 2 und 3 zum Ausstoß der Spritzlinge 50 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allerdings nicht mehr notwendig.

Der Abtransport der Spritzlinge 50 kann, wie in Fig. 17 und 29 dargestellt, über Transportschlitten 30 erfolgen, welche in Fallrichtung T unterhalb des düsenseitigen Formeinsatzes 16 auf der düsenseitigen Werkzeughälfte 3 angeordnet sind. Die Fall richtung T ist dabei senkrecht zur Stapelrichtung S angeordnet. Die Schlitten sind über einen Antrieb linear verfahrbar, vorzugsweise verfahrbar in senkrechter Rich tung zur Fallrichtung T, gegenüber dem düsenseitigen Formeinsatz 16 gelagert. Mehrere Schlitten 30 sind miteinander zu einer Einheit verbunden, welche einen Zahnstangenfortsatz 31 aufweist, welcher in ein zentral unterhalb des Formeinsatzes 16 angeordneten Antriebs-Zahnrad 32 eingreift bzw. mit diesem verzahnt ist. Dabei ist ein Zahnstangenfortsatz 31 einer ersten Einheit aus Schlitten 30a oberhalb des Antriebs-Zahnrades 32 mit diesem verzahnt und ein Zahnstangenfortsatz 31 einer zweiten Einheit aus Schlittens 30 unterhalb des Zahnrades 32 mit diesem verzahnt. Die ersten und die zweiten Schlitten 30’ und 30” sind dabei in einer Aufnahmeposi tion X unterhalb des Formeinsatzes 16 zueinander benachbart. Bei Rotation des Zahnrades 32 wird ein erster Schlitten 30’ nach rechts und ein zweiter Schlitten 30” zeitgleich nach links in eine Auswurfposition Y verfahren. In Auswurfposition werden die Spritzlinge 50 in jeweils einen Fallschacht 33, worunter auch ein lotrechter Schacht aber auch eine Rutsche oder Schräge verstanden wird, überführt, welcher zumindest die Breite des Spritzlings aufweist und welcher sich in Fallrichtung F er streckt. Diese Fallschächte 33 sind links und rechts von dem Formeinsatz 16 bzw. ei ner Anordnung mehrerer übereinander angeordneter Formeinsätze 16 angeordnet und dienen dem Abtransport der Spritzlinge bei ansonsten geschlossenem Werk zeug aus ebendiesem.

Die Fallschächte 33 sind insbesondere auf der düsenseitigen Werkzeughälfte 2 an geordnet. Weiterhin weist der düsenseitige Formeinsatz 17 eine Durchführöffnung 29 auf, zum Durchführen einer druckbelasteten linear-beweglichen Auswerferstange 36. Die Druckbelastung kann z.B. durch eine Feder erzeugt werden, so dass die Auswer ferstange 36 federnd gelagert ist.

Der Transportschlitten 30 weist zur Aufnahme des Spritzlings einen zumindest nach oben geöffneten Aufnahmeraum 34 auf. Das Überführen der Spritzlinge vom Schlitten 30 in den Schacht in Auswurfposition Y wird der Transportschlitten 30 in Auswurfposition Y angekippt, so dass der Spritzling aufgrund seines Eigengewichts in den Schacht rutschen kann.

Das Entleeren des Schlittens kann durch einen Druckstoß unterstützt werden. Hierfür weist der Schlitten 30 eine Düsenöffnung 35 auf. Diese kann beispielsweise im Bo den des Schlittens 30 angeordnet sein kann. In Auswurfposition Y korrespondiert die Düsenöffnung 35 mit dem Kanal 24 derart, dass ein durch den Kanal 24 vermittelter Druckstoß, z.B. durch Druckluft, über die Düsenöffnung 35 an den Spritzling übertra gen wird. Alternativ ist auch eine Kippbewegung des Schlittens zur Entleerung denk bar.

Nachfolgend wird nunmehr der Bewegungsablauf einzelner Bauteile innerhalb des Werkzeugs 1 näher erläutert. Dabei arbeitet das Werkzeug in einem Prozesszyklus, in welchem die Werkzeuggrundplatten 4, 80 und die Rahmenteile 91 , 92 nicht be wegt werden und ein nach außen geschlossenes Werkzeug bilden. Bezugszeichen F bezieht sich auf eine Fallrichtung. Es versteht sich, dass nach Abfolge der Prozess schritte der Zyklus von neuem beginnt.

Der erste Prozessschritt A ist in den Fig. 9-14 dargestellt. In einem ersten Prozess schritt A erfolgt ein Schließkraftaufbau auf das Werkzeug, sofern diese noch nicht im Abschließenden Prozessschritt des vorherigen Zyklusses aufgebaut wurde, und ein Füllen des Hohlraumes 51 zwischen dem auswerferseitigen und dem düsenseitigen Formeinsatz 16 und 17. Es kommt zur Ausbildung und zum Beginn des Verfestigens eines Spritzgießlings in dem Hohlraum 51. Zwischen der Auswerferhalteplatte 12 und der Formeinsatzdruckplatte 27 ist ein Spalt angeordnet, welcher einen Teilhub T zwi schen beiden Elementen ermöglicht.

Ein Spalt zwischen der Werkzeuggrundplatte 4 und der Formeinsatzdruckplatte 27 ermöglicht einen Hub H bzw. einen Gesamthub. Die Zahnstange 18 kann dabei fest mit der Formeinsatzdruckplatte 27 verbunden sein.

Die Zahnstangen 15 und 18 befinden sich in nicht-verzahnter Stellung zueinander. Hierdurch kann die Schließkraft seitens der Maschine übertragen oder generiert wer den. Die Position der Vorsprünge in der Kulissenführung entspricht der Position i, also der Position in welchem beide Formeinsätze 16 und 17 aneinander anliegen, auch Spritzstellung genannt. Im Fallschacht 33 befinden sich keine Spritzlinge 50. Die Auswerferstangen 21 sind in dem Werkzeug eingefahren. Die Kanäle 26 können mit einem Temperiermedium gefüllt sein.

Optional kann ein Hauptschacht und ein Nebenschacht vorgesehen sein. Der Neben schacht wird durch die Transportschlitten befüllt. Mehrere Nebenschächte füllen dann z.B. bei großen Mehrkavitätenwerkzeugen den Hauptschacht bzw. münden in diesen Hauptschacht.

Im ersten Prozessschritt A befinden sich zeitgleich Spritzlinge 50’ des vorhergegan genen Prozesszyklus jeweils in einem Transportschlitten 30. Diese befinden sich in der Auswurfposition Y. Entsprechend sind die Transportschlitten aufgrund der Rota tion des Zahnrades 32 und der Kraftübermittlung auf die Zahnstangenfortsätze 32 in den Bereich des Fallschachtes 33 ausgefahren.

Ein Druckstoß, z.B. durch Druckluft, wird über den Kanal 24 und durch die Düsenöff nung 35 auf den Spritzling im Transportschlitten 30 übertragen. Durch diesen Impuls rutscht der Spritzling aufgrund der angekippten Stellung über eine geneigte Ebene in den Fallschacht 33.

Ein zweiter Prozessschritt B ist in den Fig. 15-19 dargestellt. In dem zweiten Pro zessschritt B besteht anfangs weiterhin die Schließkraft. Es erfolgt ein Nachdrücken von Schmelze zur Verdichtung des Spritzlings. Ein weiteres Abkühlen des Spritzlings 50, erfolgt insbesondere auch durch das kontinuierlich in den Kanälen 26 geleitete Kühlmedium. Ist der Spritzling ausreichend verdichtet erfolgt der Schließkraftabbau. Nach Abbau dieser beginnt eine der Zahnstangen 18 des Verriegelungsmechanis mus ausgehend von einer Verriegelungsposition mit einem Bewegungsvorgang rela tiv zu der korrespondierenden unbewegten Zahnstange 15 um eine lineare Ver fahrstrecke 94 bis eine Entriegelungsposition erreicht wird. Ein Schließkraftabbau durch Verfahren der Zahnstange 15 ist denkbar. Die Bewegung ist linear und erfolgt vorzugsweise parallel zur Öffnungsebene E des Werkzeugs 1. Wird ein Hubraum H freigegeben.

Vorzugsweise zeitgleich erfolgt das Hinunterfallen der Spritzlinge 50’ innerhalb des Fallschachts 33, von wo sie wahlweise in einen Auffangraum innerhalb des Werk zeugs 1 oder außerhalb des Werkzeugs 1 gelangen können. Die vorgeschriebene Reihenfolge ist nicht zwingend vorgeschrieben. Es ist ein Vor teil der vorliegenden Erfindung, dass diverse Prozessschritte parallelisiert werden können. Die Anreihung und Parallelisierung einzelner Prozessschritte hängt von der Geschwindigkeit der einzelnen Schritte ab.

In einem dritten Prozessschritt C, dargestellt in Fig. 20-25, erfolgt die Öffnung des Der Formbereichs. Insbesondere der Hohlraum 51 , öffnet sich im Umfang eines Öff nungsspalts 93. Die Vorsprünge der Kulissenführung 14 fahren auf eine Position ii und die Formeinsatzdruckplatte 14 wurde um einen Teilhub T bewegt. Der auswer ferseitige Formeinsatz 16 wird von dem düsenseitigen Formeinsatz 17 wegbewegt. Die Bewegung wird ebenfalls vom Auswerferpaket 20 und der Formeinsatzhalteplatte 11 und der Formeinsatzdruckplatte 27 durchgeführt, welche sich in den Freiraum 13 zwischen den Lagerleisten 7 oder in der Rahmenplatte 91 absenken und in diesem aufgenommen werden.

Die gemeinsame konzertierte Bewegung des Formeinsatzes 16, der Formeinsatzhal teplatte 11 , der Formeinsatzdruckplatte 27 und des Auswerferpakets 20 erfolgt im Rahmen einer geführten Bewegung. Dabei können einzelne Elemente, wie z.B. die Auswerferdruckplatte 23 und die Formeinsatzdruckplatte 11 , festgelegte oder ange formte randseitige Vorsprünge 71 aufweisen, welche in Führungsschlitze 8 und 9 der Kulissenführung 70 der im Prozessschritt C feststehenden Lagerleisten 7 oder der im Prozessschritt C feststehenden Rahmenplatte 91 eingreifen.

In Fig. 18, 23 und 29 ist die Kulissenführung 14 im Detail dargestellt. Aus der Posi tion der Vorsprünge 71 kann der jeweilige Prozessschritt hergeleitet werden. In Posi tion i des Vorsprungs im Führungsschlitz ist das Werkzeug in Spritzstellung. Sie ist zugleich der Endanschlag und die am nahesten zur Düsenseite hingewandte Posi tion des Vorsprungs innerhalb des Führungsschlitzes 8 und 9.

In Position ii des Vorsprungs im Führungsschlitz 8 oder 9 ist der Hohlraum 51 geöff net, allerdings wird der Spritzling an der Oberfläche des auswerferseitigen Formen einsatzes 16 gehalten.

In der Position iii des Vorsprungs im Führungsschlitz oder 9 ist der Hohlraum 51 ge öffnet und die Auswerferstangen sind ausgefahren und stehen zu einem Teil aus der Oberfläche des auswerferseitigen Formeinsatzes 16 hervor. Es ist denkbar, dass durch ein sogenanntes Beschleunigersystem eine Auswerferstange einen geringeren Hub ausführt. Dadurch wird der Spritzling, Bezogen auf die Trennebene, leicht ange winkelt im Raum liegen. Der Spritzling wird nicht mehr Flächig an den Auswerferstan gen anliegen. Die Adhäsion und die Haftung wird zwischen den Auswerferstangen und dem Spritzling somit stark reduziert sein. Somit ist eine sichere Entformung aus den auswerferseitigen Elementen sichergestellt. Es ist denkbar, dass die Entformung durch zusätzliche Sensoren geprüft wird.

Position ii ist im dritten Prozessschritt C erreicht. Während des Öffnungsvorgangs des Werkzeugs erfolgt auch ein Ausfahren der düsenseitigen Auswerferstange 36, welche den Spritzling 50 gegen die Oberfläche des Formeinsatzes 16 presst. Dies dient der Positionierung im Schlitten 30.

In dem dritten Prozessschritt C werden die Transportschlitten 30 durch Bewegung des Zahnrades 32 linear von der Auswurfposition Y in der Ebene des Fallschachts 33 in die Aufnahmeposition X neben dem Fallschacht 33 und unterhalb des jeweili gen Formeinsatzes 16 verfahren.

Aus einem Teilbereich des Fallschachtes 33 gleiten die ausgeworfenen Spritzlinge 50’ an einer schiefen Ebene 95 entlang in einen weiteren Teilbereich des Fallschach tes 33.

Aus Fig. 25 erkennt man, dass in der Position ii die Formeinsätze 16 einen Teilhub T1 und die Auswerferpaket 21 einen Teilhub T2 ausführen können, wobei der Teil hub T1 der Formeinsätze größer ausfällt als der Teilhub T2 des Auswerferpakets.

In einem vierten Prozessschritt D, dargestellt in den Fig. 26-31 , erfolgt eine fortlau fende Entformung. Dabei wird aufgrund einer unterschiedlichen Steigung der Füh rungsschlitze 8 und 9 von der Position ii zur Position iii, wie zuvor beschrieben, ein stärkeres Verfahren des Formeinsatzes 16 als des Auswerferpakets 20, was dazu führt, dass durch das stärkere Absenken des Formeinsatzes 16 die Auswerferstan gen 21 mit einer Auswerferspitze 97 aus der Oberfläche des Formeinsatzes 16 her vorstehen und dabei den Spritzling vom Formeinsatz 16 abheben. Zugleich wird die Auswerferstange 36 in den düsenseitigen Formeinsatz 17 zurückgefahren, so dass der Spritzling freigegeben wird. Der Spritzling fällt nach unten. Das Betätigungsele ment 19 ist derweil in die Ausgangsstellung von Fig. 9 zurückgefahren. Die Ver fahrstrecke 96 des Betätigungselements ermöglicht Rückschlüsse auf den Gesamthub der Bauteile innerhalb des Werkzeugs. In Schritt D ist der Öffnungsspalt 93 vorhanden, so dass es den Spritzlingen 50 möglich wird, in die Transportschlitten über eine sehr geringe Fallhöhe zu fallen. Die Vorsprünge in den Führungsschlitzen 8 und 9 der Kulissenführung 14 stehen dabei auf Position iii, der Entformungsposi tion.

Aus Fig. 31 erkennt man, dass das Auswerferpaket 20 auf der Formeinsatzhalte- platte 11 aufliegt und dass auch die Formeinsatzdruckplatte 27 auf der Werk zeuggrundplatte 4 aufliegt. Der Hubraum 99 gibt die maximale Verfahrstrecke des Auswerferpakets 20 wieder. Allerdings ist zwischen der Formeinsatzdruckplatte 27 und der Auswerferdruckplatte 23 ein Spalt 98. Dieser entspricht dem Betrag um wel che die Auswerferspitzen 97 aus der Oberfläche des Formeinsatzes 16 hervorste hen.

In einem fünften Prozessschritt E, dargestellt in Fig. 32-34, erfolgt Zusammenfahren der Formeinsätze 16 und 17 und damit verbunden der weiteren Bauelemente unter Ausbildung des Hohlraumes 51 und unter Aufbau einer Schließkraft. Die Schließkraft wird vorzugsweise durch die Maschine nach Verfahren der der Zahnstange 15 aufge baut. Ein Aufbau der Kraft durch Verschieben der Zahnstange 15 ist auch möglich. Hierbei werden die hervorstehenden Zapfen in Stapelrichtung gestaucht und eine ge zielte Druckspannung an den Kontaktflächen erzeugt. Aus dieser geht dann die Schließkraft hervor. Den beiden Zahnstangen 15 und 18 steht jeweils ein Verfahrweg 100 und 101 zur Verfügung. Die Kavität 51 ist noch ungefüllt, allerdings steht der Spritzgussvorgang unmittelbar bevor. Die Schlitten 30 befinden sich noch in Aufnah meposition X, werden aber alsbald in die Auswurfposition Y verfahren.

Zugleich werden die Spritzlinge in den Transportschlitten 30 aufgenommen, welcher sodann in Auswurfposition Y verfährt und dort in ggf. angekippter Stellung verharrt.

Das Werkzeug 1 ist während des Durchlaufens der Prozessschritte A-E geschlossen.

In Fig. 35-40 ist eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Werkzeugs T in Ab wandlung zur ersten Variante der vorangegangenen Figuren dargestellt. Anstelle des Auswerferpakets 20 wird ein Formkern 105 im zentralen Bereich des Formeinsatzes 16 eingesetzt. Zum Auswerfen des Spritzlings 50 wird Druckluft über einen Druckluftkanal bzw. eine Abfolge von Druckluftkanälen 104, 106 107 eingesetzt, welcher an der Innenseite des Formeinsatzes 16 in den Hohlraum 51 mündet. Die weiteren Arbeitsabläufe (z.B. die Bewegung des Transportschlittens oder des Formeinsatzes 16) des Spritzguss werkzeugs bleiben abgesehen von der Bewegung des Auswerferpakets im Wesentli chen gleich.

Insbesondere die Variante des Abtransports und besonders bevorzugt die Variante der Transportschlitten und die damit verbundene vorteilhafte geringe Fallhöhe kann ebenfalls auf andere Varianten von Spritzgusswerkzeugen übertragen werden, in welchen sich die Werkzeughälften und somit der Gesamtrahmen auf konventionelle Art und Weise öffnet und schließt. Die Variante des Abtransports kann somit als ei genständige Erfindung verstanden werden, welche allerdings insbesondere im Kon text mit der Variante des oder der bewegten Bauteile gegenüber dem statischen und geschlossenen Gesamtrahmen zusätzliche synergetische Vorteile, insbesondere durch die Kombination der geringen Fallhöhe, geringen Hubmasse und dem gerin gen Öffnungshub, mit sich bringt. Spritzgießlinge mit feineren Konturen und/oder aus leicht-brechendem Kunststoff können in geringer Zykluszeit hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ermöglicht eine Zykluszeitverringerung von zumin dest 0,15 s, vorzugsweise sogar von zumindest 0,3 sec. In einigen Anwendungen kann dadurch die gesamte Zykluszeit um bis zu 50 % oder sogar weit darüber hinaus reduziert werden.

Ein weiterer besonderer Vorteil besteht in der Parallelisierung der Bewegung des Formeinsatzes bzw. der Formeinheit und der Auswerfereinheit. Dies ermöglicht eine zusätzliche Reduzierung der Zykluszeit.

Bezugszeichenliste

1 Spritzgießwerkzeug

2 1.Werkzeughälfte (Auswerfer)

3 2. Werkzeughälfte (Düse)

4 Werkzeuggrundplatte (auswerferseitig)

5 Ausnehmung für Verriegelung

6 Verriegelungsmechanismus

7 Lagerleiste

8 Führungsschlitz

9 Führungsschlitz

10 Betätigungselement

11 Formeinsatzhalteplatte

12 Auswerferhalteplatte

14 Kulissenführung

15 Sockelplatte

16 Formeinsatz (auswerferseitig)

17 Formeinsatz (düsenseitig)

18 Stützplatte

19 Betätigungselement

20 Auswerferpaket

21 Auswerferstangen

22 Betätigungselement

23 Auswerferdruckplatte

24 Kanal (Rahmenteil)

25 Kanal (Formeinsatzdruckplatte)

26 Kanal (Formeinsatz

27 Formeinsatzdruckplatte

30 Transportschlitten

30a Einheit aus Schlitten

30b Einheit aus Schlitten

31 Zahnstangenfortsatz

32 Zahnrad

33 Fallschacht

34 Aufnahmeraum

35 Düsenöffnung

36 Auswerferstange düsenseitig 40 Führungssäule

41 Führungshülse

42 Rahmeneinsatz

50 Spritzling

51 Hohlraum

80 Werkzeuggrundplatte (düsenseitig)

81 Zentrierring

91 Rahmenteil

92 Rahmenteil

93 Öffnungsspalt

94 lineare Verfahrstrecke

95 Schiefe Ebene

96 Verfahrstrecke

97 hervorstehende Spitze

98 Zusatzhub

99 Teilhub

100 Verfahrstrecke

101 Verfahrstrecke

1 ’ Werkzeug

104 Kanal

105 Kanal

106 Kanal

107 Kanal

Position i Position ii Position iii

Aufnahmeposition X Auswurfposition Y Fallrichtung F Öffnungsebene E

Hub H Teilhub T

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeug (1 ) zum Spritzgießen von Kunststoffteilen, wobei das Werkzeug (1 ) einen statischen Gesamtrahmen aufweist und zwei Baueinheiten zur Bildung einer Kavität (51), wobei eine der Baueinheiten zur Ausbringung eines Spritz lings (50) aus der Kavität (51) relativ zu dem Gesamtrahmen und der anderen Baueinheit verschiebbar angeordnet ist, wobei der statische Gesamtrahmen durch zumindest zwei Rahmeneinheiten, insbesondere ein erstes auswerferseitiges Werkzeugelement (2) und ein zwei tes düsenseitiges Werkzeugelement (3), gebildet ist, die relativ zueinander verschiebbar sind, jedoch im Produktionsmodus im Rahmen der Elastizität, vorzugsweise weniger als ein Millimeter, verschiebbar sind.

2. Werkzeug (1), insbesondere nach Anspruch 1 , zum Spritzgießen von mehre ren Kunststoffteilen, wobei das Werkzeug (1) den statischen Gesamtrahmen aufweist und die zwei Baueinheiten zur Bildung einer Kavität (51), dadurch gekennzeichnet, dass neben, vorzugsweise unterhalb einer Baueinheit und/oder einer oder einer Gruppe von Kavitäten (51), ein Abtransport der ausgebrachter Spritzlinge (50) erfolgt, und dass eine zum Abtransport notwendige T ransportvorrichtung dem Werkzeug (1) zugehörig ist.

3. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) eine Ableitung zum Abtransport von gebildeten Spritzling (50) aus dem Bereich der Baueinheiten im geschlossenen Zustand des Werk zeugs (1) aufweist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ausbringung notwendige Öffnung der Baueinheiten minimal größer ist als die minimale Dimensionierung der Kunststoffteile, vorzugsweise 0-100% dieser, oder nicht 0-100% größer ist als die zum Abtransport vorgesehene Breite der Transportvorrichtung.

5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Rahmenteile im Rahmen von Setzbewe gungen und/oder aufgrund von Verschleißschutz, vorzugsweise weniger als fünf Millimeter, verschiebbar sind.

6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung zum Abtransport im geschlossenen Werkzeug (1) erfolgt.

7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit in einem Produktionsmodus, welcher die Ausbringung des Spritzlings (50) aus der Kavität (51) umfasst, des Werkzeu ges (1) gewährleistet ist.

8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wobei ein Halteelement dafür sorgt, dass der Spritzling (50) bei der Verschiebung der einen Baueinheit an einer der Baueinheiten gehalten wird.

9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerfereinheit vorgesehen ist, die den Spritzling (50) von der Baueinheit abhebt.

10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Baueinheit umfassend zumindest einen Formein satz (16) aufweist, wobei der düsenseitige Formeinsatz (16) und der auswer ferseitige Formeinsatz (17) die Kavität (51) bilden, wobei die Formeinsätze (16 und 17) besonders bevorzugt während des Produktionsmodus in der jeweili gen Rahmeneinheit verbleiben.

11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung zum Abtransport der gebildeten Spritzlinge (50, 50’) als ein Fallschacht (33) ausgebildet ist.

12. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) zumindest eine Reihe der vorgenannten Formeinsätze (16, 17) aufweist, wobei der Fallschacht (33) parallel neben der Reihe der vorgenannten Formeinsätze (16, 17) verläuft.

13. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Mehrzahl an linear-verfahrbaren Transportschlitten (30) zum Transport von Spritzlinge (50, 50’) aufweist, wobei besonders bevorzugt jeder Transportschlitten (30) zur teilweisen oder vollstän digen Aufnahme eines Spritzlings (50, 50’) ausgebildet ist.

14. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Transportschlitten (30) einen Zahnstangenfortsatz (31) aufweist, welche derart zu einem Antriebs-Zahnrad (32) angeordnet sind, dass bei Bewegung des Antriebs-Zahnrad (32) jeweils zumindest zwei Trans portschlitten (30) in entgegengesetzter Richtung zueinander linear beweglich angeordnet sind.

15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Baueinheit aus einer Formeinheit (16) und ei ner Auswerfeinheit (20) besteht, wobei die Formeinheit (16) größer verfahrbar ist als die Auswerfeinheit (20).

16. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschie bung der Auswerfer- und Formeinheit (16, 20) durch einen einzigen Antrieb er folgt.

17. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1), insbesondere das auswerferseitige Werk zeugelement (2) einen Verriegelungsmechanismus (6) aufweist, durch dessen Entriegelung eine Linearbewegung, insbesondere eine Hubbewegung, der auswerferseitigen Formeinheit (16) und der Auswerfereinheit (20) gegenüber dem Gesamtrahmen, insbesondere der Werkzeuggrundplatte (7), ausführbar ist.

18. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus eine Verzahnung umfasst zwischen einer ersten Zahnstange (15), welche in senkrechter Richtung zu den Zähnen verschiebbar gelagert ist, und einer zweiten Zahnstange (18), mit tels welcher ein Druck auf einen Formeinheit (16) aufbringbar ist.

19. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrbarkeit zumindest eine der Formeinheiten (16, 17) und/oder der Auswerfereinheiten (20) durch eine geführte Hubbewegung einer der Baueinheiten und/oder von einer oder mehreren auf diese Baueinheiten einwirkenden Platten (11, 12, 23, 27) erfolgt, wobei das Werkzeug zur Füh rung der Hubbewegung der jeweiligen Formeinheit (16, 17), Auswerfereinheit (20) und/oder der vorgenannten Platte oder Platten (11 , 12, 23, 27) eine Kulis senführung (14) aufweist.

20. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (14) mindestens zwei Führungsschlitze (8, 9) aufweist, in welche Vorsprünge der jeweiligen Formeinheit (16), der Auswerfereinheit (20) und/oder der Platte oder der Platten (11 , 12, 23, 27) ein- greifen, wobei die Führungsschlitze (8, 9) zumindest bereichsweise eine an dere Steigung aufweisen.

21.Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug derart aufgebaut ist, dass die Hubbewegung der Auswerfereinheit (20), insbesondere von Auswerferstangen, geringer ausfällt als die Hubbewegung der Formeinheit (16).

22. Verfahren zum Spritzgießen eines Spritzlings (50, 50’) in einem Werkzeug, insbesondere in einem Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei das Werkzeug (1) einen statischen Gesamtrahmen aufweist und zwei Baueinheiten zur Bildung einer Kavität (51), wobei eine der Baueinheiten zur Ausbringung eines Spritzlings aus der Kavität (51) relativ relativ zu dem Ge samtrahmen und der anderen Baueinheit verschiebbar angeordnet ist, wobei das Verfahren einen Produktionsmodus mit zumindest den folgenden Prozessschritten umfasst:

X Spritzgießen eines Spritzlings (50, 50’) bei geschlossener Kavität (51)

Y Freigeben der Kavität (51), und insbesondere Abkühlen des Spritzlings, durch Ausführen einer Hubbewegung eines der Baueinheiten, insbe sondere der Baueinheit mit dem auswerferseitigen Formeinsatz (16) ge genüber der Baueinheit mit dem düsenseitigen Formeinsatz (17), unter Ausbildung eines Öffnungsspalts (93);

Z Ableiten des Spritzlings (50, 50’) aus einem Öffnungsspalt (93) zwi schen den Baueinheiten, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) während des Ausführens des Produktionsmodus geschlossen bleibt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigeben der Kavität (51) in einer konzertierten Hubbewegung des auswerferseitigen Formeinheit (16) mit der Auswerfereinheit (20) erfolgt, wobei der Hub der Formeinheit (16) und der Hub der Auswerfereinheit (20) unterschiedlich groß ist.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ableiten der Spritzlinge (50, 50’) in Schritt Z ein Abtransport zu einem Fallschacht (33) durch einen verfahrbaren, insbe- sondere linear verfahrbaren, Transportschlitten (30) erfolgt, wobei der Ab transport zeitgleich mit dem Durchführen der Prozessschritte X und Y eines Folgedurchlaufs erfolgen und wobei der Abtransport mit Beendigung des Schrittes Y des Folgedurchlaufs abgeschlossen ist.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtransport einer ersten Charge von Spritzlingen (50, 50‘) aus dem Werkzeug zeitgleich zur Formgebung und/oder zum Kühlen einer zweiten Charge von Spritzlingen (50, 50‘) erfolgt.