DD263949A1

DD263949A1 - Kaltkanalspritzgiesswerkzeug

Info

Publication number: DD263949A1
Application number: DD30508287A
Authority: DD
Inventors: Manfred Donath; Eberhardt Ehms; Eberhardt Gaitzsch; Roland Hoeppner; Peter Loebel
Original assignee: Berlin Gummiwerke
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1989-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spritzgiesswerkzeug zum nahezu angusslosen Spritzgiessen von Kautschukmischungen oder Duroplasten zu Spritzgiessformteilen. Im Spritzgiesswerkzeug wird eine temperierbare Angiessbuchse eingesetzt, deren werkzeugseitige Stirnflaeche in einer Ebene mit der Trennebene des Spritzgiesswerkzeuges liegt und als Angiessverteiler ausgebildet ist. Auf der Duesenseite im Bereich um die Angiessbuchse herum bis an die Anschnittkanaele heran und auf der Auswerferseite des Werkzeuges im Bereich der Angiessverteilerkanaele sind Waermedaemm- und Isoliereinsaetze aus Glaskeramik eingesetzt, in welche die Angiessverteilerkanaele eingearbeitet sind. Die Glaskeramik "Ilmavit" kann durch Bohren, Drehen, Fraesen und Schleifen spanend bearbeitet werden. Damit kann im Bereich der Angiessverteilerkanaele eine Kaltkanaltemperatur von etwa 70C gehalten werden. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Verarbeitung von wärmevernetzbaren Formmassen, z. B. Kautschukmischungen oder Duroplasten zu Spritzgießformteilen. Aus der Piastiziereinheit der Spritzgießmaschine wird dazu eine definierte Menge plastischer Formmasse über die Maschinendüse in das Spritzgießwerkzeug eingespritzt. Innerhalb des Spritzgießwerkzeuges wird die plastische Formmasse im Angußkanal bzw. in den Angußkanälen zum Formenhohlraum bzw. je nach Auslegung des Werkzeuges zu den Formenhohlräumen geführt. Dort vernetzt die plastische Formmasse unter dem Einfluß beheizter Werkzeugteile zu einem oder mehreren Formteilen. Damit die im Angußkanal bzw. in den Angußverteilerkanälen verbleibende Formmasse nicht ebenfalls vernetzt und als nicht weiter verarbeitbarer Abfall anfällt, sind besondere technische Vorkehrungen erforderlich. Sie zielen darauf ab, die Formmasse in den Angießkanäien so kalt zu halten, daß sie dort nicht vernetzt.

Diese Lösung ist als Kaltkanalverteilerblock bekannt.

In der Praxis haben die sonst entstehenden Materialverluste ein gleiches oder gar größeres Volumen als die Formteile zusammen, so daß die Materialökonomie ungünstig beeinflußt wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus der Schutzrechtsliteratur sind verschiedene Spritzgießwerkzeuge mit Kaltkanalverteilerblock bekannt. In der DE-OS 1729801, B29M3/00, wird ein Vielfach-Spritzgießwerkzeug zur Fertigung von Gummiformteilen beschrieben, bei dem das Spritzgießverfahren und der Angießverteilirblock als voneinander getrennte, separate Baueinheiten ausgebildet sind. Zum Formfüllen wird der Angießkanalverteilerblock an das Spritzgießwerkzeug herangefahren und nach Beendigung der Formfüllung wieder vom beheizten Spritzgießwerkzeug getrennt. Der Angießkanalverteilerblock selbst wird mit Wasser gekühlt.

Aus dem DD-WP 217175, B 29 H 3/08, ist ein Spritzgießwerkzeug zur Verarbeitung von Elasten und Duroplasten bekannt, welches ebenfalls mit einem Kaltkanalverteiler arbeitet. Nach dem Formfüllen und dem Zurückfahren der Spritzeinheit wird der Kaltkanalverteilerblock durch Tellerfedern vom beheizten Werkzeug abgehoben, so daß er bis zu 50% der Zykluszeit vom beheizten Werkzeug getrennt ist. Darüber hinaus kann der Kaltkanalverteilerblock durch seine konstruktive Gestaltung und die Verwendung von mechanischen, hydraulischen oder pneum~iischen Klemmbacken und über eine drehbare Anschlagscheibe der Angießverteilerentformung am Einspritzzylinder ohne manuellen Montageaufwand zur Entfernung eines ausvulkanisierten oder ausgehärteten Angießverteilers schnell geöffnet und geschlossen werden. Erreicht wird dies, in dem bei geöffnetem Spritzgi6ßwerkzeug der durch gefederte Anschiagbolzen geführte Kaltkanalverteilerblock durch das Anfahren der Angießverteilerentformung der Spritzeinheit geöffnet wird.

In der DE-OS 3338783, B 29H 3/08, wird weiterhin ein Kaltkanalspritzgießwerkzeug beschrieben, bei dem der Kaltkanalverteilerblock zur wirtschaftlichen Beheizung des Werkzeuges in einer Ausnehmung der Formenträgerplatte eingekammert ist. Die Einkammerung ist mit einer Wärmedämmschicht ausgekleidet. Die Verteilerdüsen sind in hohlzylindrischen, am Außenumfang von einem Temperiermedium umflossenen, Düsenbuchsen längsaxial beweglich geführt. Dichtungsringe verhindern den Austritt des Temperiermediums. Nachteilig bei allen drei genannten Lösungen ist, daß Axialbewegungen bei gleichzeitiger Dichtheit gegenüber Temperiermedien und/oder plastischer Formmasse realisiert werden müssen, was aufwendige technische Lösungen erfordert und Anlaß zu Funktionsstörungen gibt und daß vom Kaltkanalverteilerblock bis zu den Formenhohlräumen Kanäle verbleiben, in denen die Formmasse bei jedem Spritzgießzyklus vernetzt und als Abfall anfällt. Dadurch entstshen beim Einsatz teuerer Formmasse immer noch erhebliche Materialverluste und damit ökonomische Nachteile

Darüber hinaus sind diese Lösungen werkzeugspezifische Lösungen und nicht für andere Werkzeuge nutzbar.

Weiterhin sind die in den genannten Erfindungsbeschreibungen vorgeschlagenen Werkzeugkonstruktionen am günstigsten für geometrisch kleine Massenformteile anwendbar. Der Einsatz derartiger Kaltkanalverteilersysteme in Spritzgießwerkzeugen zur Fertigung von Formteilen mit relativ großen, flächigen geometrischen Formen ergibt eine große, massive Bauform des Spritzgießwerkzeuges mit ainem ungünstigen Masse-Leistungsverhältnis, so daß unter Umständen eine größere Spritzgießmaschine eingesetzt werden muß.

Ziel der Erfindung

Ziel dor Erfindung ist es, beim Spritzgießen von wärmevernetzbaren Formmassen, z. B. Kautschukmischungen oder Duroplasten, sine Senkung des Materialeinsatzes durch ein angußloses Spritzgießen und damit eine weitere Materialeinsparung zu erreichen und die Funktionssicherheit bei vermindertem technischen Aufwand sowie den Standardisierungsgrad zu erhöhen.

Darlegung des Wesons der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung zyklischer räumlicher Trennung von Kaltkanalverteilerblock und boheizter Werkzeugplatte, die wärmevernetzbare Formmasse in dem technisch und technologisch bedingten Angießsystem im beheizten Werkzeug so kalt zu halten, daß sie dort nicht vernetzt, sondern plastisch bleibt und beim nachfolgenden Spritzgießzyklus zur Füllung der Formenhohlräume genutzt werden kann, wobei eine kleine Bauform des Spritzgießwerkze:jges und eine hohe Funktionssicherheit erreicht werden sollen sowie eine Mehrfachnutzung in ähnlich aufgebauter. Spritzgießwerkzeugen möglich

Zur Lösung dieser Aufgabe wird im Spritzgießwerkzeug eine an sich bekannte, temperierbare Angießbuchse fest, aber austauschbar eingesetzt. Die Angießbuchse ragt dabei so weit aus dem Spritzgießwerkzeug heraus, daß sie die düsenseitige Werkzeugträgerplatte der Spritzgießmaschine durchtunnelt, wobei für die Verbindung zum Plastizierzylindor der Spritzgießmaschine keine spezielle Düse erforderlich ist. Die wetkzeugseitige Stirnfläche der Angießbuchse liegt in einer Ebene mit der Trennebene des Spritzgießwerkzeuges und bildet allein oder mit der gegenüberliegenden Werkzeugfläche eif >en Angießverteiler. Die Dimensionierung der Angießbuchse, wie z. B. Länge und Durchmesser ist an die Spritzgioßrnaschine angepaßt.

Erfindungsgemäß wird auf die Düsenseite des Spritzgießwerkzeuges im Bereich um die Angießbuchse herum bis in die Nähe der Formenhohlräume ein Wärmedämm- und Isoliereinsatz aus der Glaskeramik „llmavit" oder einem ähnlichen glaskeramischen Werkstoff eingesetzt. Als Fortsetzung des Angießverteilers in der Stirnfläche der Angießbuchse sind in den Warmedämm- und Isoliereinsatz Angießverteilerkanäle eingearbeitet, die ihrerseits eine Fortsetzung in Form von Anschnittkanäler, finden. Die Anschnittkanäle vermitteln den Querschnitt der Angießverteilerkanäle nit dem Querschnitt der Formteilanschnitte und liegen erfindungsgemäß ganz oder teilweise, so wie die Formenhohlräume, in einer oder mehreren beheizten Werkzeugplatten.

Erfindungsgemäß kann auch noch ein Wärmdämm- und Isoliereinsatz aus der Glaskeramik in der Auswerferseite des Spritzgießwerkzeuges eingearbeitet v/erden, wobei Angießverteiler, Angießverteilerkanäle und Anschnittkanäle je nach den technologischen Erfordernissen oder Möglichkeiten ganz oder teilweise im auswerferseitigen und/oder düsenseitigen Warmedämm- und Isoliereinsatz eingearbeitet sein können.

Mit diesen erfindungsgemäßen Wärmedämm- und Isoliereinsätzen kann — trotz des ununterbrochenen Kontaktes mit den beheizten Werkzeugplatten — auch im Langzeitbetrieb eine extreme Temperaturdifferenz zwischen der Formmassetemperatur im Bereich des Angießsystems und in den Formenhohlräumen erhalten werden.

Diese Temperaturdifferenz ermöglicht 'Jie Vernetzung der Formmasse in den Formenhohlräumen und die Beibehaltung des plastischen, spritzgießfähigen Zustandes der Formmasse im Angießsystem. Durch den festen Einbau von Angieß- und Warmedämm- und Isoliereinsätzen entfallen Relativbewegunge.i im Werkzeug mit ihren Dichtungs- und Führungsproblemen, so daß eine hohe Funktionssicherheit des Spritzgießwerkzeuges und damit eine hohe Stabilität des Spritzgießprozesses erreicht

Beim Ablauf eines Spritzzyklus wird die Piastiziereinheit der Spritzgießmaschine an das Spritzgießwerkzeug herangefahren und die Maschinendüse liegt an der temperierten Angießbuchse des Spritzgießwerkzeuges an. Beim Einspritzvorgang fließt die wärmevernetzbare Formmasse von der Maschinendüse über die temperierbare Angießbuchse in das Sp^ritzgi6ßwerkzeug, wobei der Formmassestrom in der Trennebene des Werkzeuges in Teilmassestr&me aufgeteilt und durch die Angießverteilerkanäie und die Anschnittkanäle zu den Formenhohlräumen geführt wird.

Auf dem Weg dorthin wird die wärmevernetzbare Formmasse zunächst in der temperierten Angießbuchse und danach in den in den Warmedämm- und Isoliereinsätzen eingearbeiteten Angießverteilerkanälen bis an den Anschnittkana! der Formenhohlräume auf einer Temperatur unterhalb der Vernetzur.cjstemperatur gehalten, während sie in den Anschnittkanälen und in den Formenhohlräumen zu einem festen entformbaren Körper vernetzt.

Damit bleibt die in der Angießbuchse und in den Angießverteilerkanälen befindliche wärmevernetzbare Formmasse fließfähig und kann im nächsten Spritzzyklus weiterverarbeitet werden.

Nach Beendigung des Vernetzungsyorganges im Spritzgießwerkzeug wird das Spritzgießwarkzeug geöffnet und die Formteile sowie die vernetzten Anschnittstücke werden entformt.

Der Angießverteiler verbleibt im Spritzgießwerkzeug und wird durch Hinterschneidungen in den Angießverteilerkanälen gehalten. Die Trennung der Formteile vom Angießverteiler, d. h. das Abreißen der Formteile vom Angießverteiler, erfolgt im Bereich des Anschnittes.

Der Anschnittkanal weist gegenüber den Angießverteilerkanälen einen reduzierten Querschnitt auf, damit die in diasem Bereich befindliche wärmevernetzende Formmasse schnell und sicher ausvulkanisiert.

Ausführungsbeispiefe

Die Erfindung soll am Beispiel eines 4fach Spritzgießwerkzeuges zur Herstellung von Wellendichtringen aus Silikonkautschuk näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Spritzgießwerkzeug mit erfindungsgemäßen Wärmedämm- und Isoliereinsätzen im Schnitt Fig. 2: Draufsicht auf ein geöffnetes Spritzgitßwerkzeug (Düsenseite) Fig. 3: Draufsicht auf ein geöffnetes Spritzgießwerkzeug (Auswerforseite)

Nach Fig. 1 wird im Spritzgießwerkzeug die an sich bekannte, temperierbare Angießbuchse 1 eingesetzt. Die Angießbuchse ragt dabei soweit aus dem Spritzgießwerkzeug heraus, daß sie die düsenseitige Werkzeugträgerplatte 2 der nicht weiter dargestellten Spritzgießmaschine durchtunnult, wobei die Verbindung zum Piastizierzylinder 3 der Spritzgießmaschine über eine Standard-Maschinendüse erfolgt.

Die v/erkzeugseitige Stirnfläche 4 der Angießbuchse liegt in einer Ebene mit der Trennebene des Spritzgießwerkzeuges und ist als Angießverteiler δ ausgebildet. Sie übernimmt die Aufteilung des Massestromes in Teilmasseströme entsprechend der Fachzahl des Werkzeuges sowie die Fortleitung dieser Teilmasseströme im Bereich der Stirnfläche 4 der Angießbuchse 1.

Auf der Düsenseite des Spritzgießwerkzeuges im Bereich um die Angießbuchse 1 herum ist ein konischer, scheibenförmiger Wärmedämm- und Isoliereinsatz 6 aus der Glaskeramik eingesetzt. Dieser Wärmedämm- und Isoliereinsatz 6 reicht bis an die Anschnittkanäle 7 der Formenhohlräume 8 heran.

Die Glaskeramik kann durch Bohren, Drehen, Fräsen und Schleifen spanend bearbeitet werden, so daß entsprechend der Lage der Formenhohlräume 8 im Spritzgießwerkzeug auch relativ komplizierte Wärmdämm- und fsoliereinsätze angefertigt werden können. Die Angießverteilerkanäle 9 sind ausgehend vom Angießverteiler 5 in der Stirnfläche 4 der Angießbuchse 1 in den Wärmedämm- und Isoliereinsatz 6 eingearbeitet und führen über die Anschnittkanäle 7 zu den Formenhohlräumen 8. Die Anschnittkanäle 7 und die Formenhohlräume 8 sind in die Werkzeugplatten 10 und 11 aus Stahl eingearbeitet, die durch die Heizpatronen 14 beheizt werden.

In der Werkzeugplatte 11 auf der Auswerferseite des Spritzgießwerkzeuges ist ein weiterer zylindrischer, scheibenförmiger Wärmedämm- und Isoliereinsatz 12 eingesetzt. Dieser Wärmedämm- und Isoliereinsatz 12 schließt mit der Trennebene des Werkzeuges ab, besitzt eine plane Stirnfläche 13 und ist im Durchmesser so bemessen, daß er kongruent mit dem Wärmedämm- und Isoliereinsatz 6 bis an die Anschnittkanäle 7 heranreicht.

Mit den Wärmedämm- und Isoliereinsätzen 6 und 12 kann im Bereich des Angießverteilers 5 und der Angießverteilerkanäle eine niedrige Kaltkanaltemperatur von nur etwa 70X gehalten werden.

Damit bleibt die im Angießbereich befindliche wärmevernetzbare Formmasse spritzfähig und kann beim nächsten Spritzzyklus weiter verarbeitet werden.

Claims

1. Kaltkanalspritzgießwerkzeug mit zentraler, temperierbarer Angießbuchse, deren werkzeugseitige Stirnfläche in einer Ebene mit der Trennebene des Spritzgießwerkzeuges liegt und die allain oder zusammen mit der ihr gegenüberliegenden Fläche einen Angießverteiler bildet, gekennzeichnet dadurch, daß in die düsenseitige Werkzeugplatte (10) im Bereich um die Angießbuchse (1) herum bis an oder in die Anschnittkanäle (7) ein Wärmedämm- und Isolierelement (6) aus der Glaskeramik oder einem ähnlichen glaskeramischen Werkstoff eingesetzt ist, daß zusätzlich in die auswerferseitige Werkzeugplatte (11) ein zentraler Wärmedämm- und Isoliereinsatz (12) eingesetzt sein kann, daß in den Wärrnedämm- und Isoliereinsatz (6) und/oder in den Wärmedär τη- und Isoliereinsatz (12) ganz oder anteilig Angießverteilerkanäle (9) eingearbeitet sind oder—falls der Wärmed jmm- und IsoÜereinsatz (12) fehlt — Angießverteilerkanäle (9) ganz oder anteilig in die auswerfersvitige Werkze gplatte (11) eingearbeitet sind, und daß die Anschnittkanäle (7) vorzugsweise in ganzer Längt .r- -ie die Formenhohlräurne (8) in einer oder in beiden sich gegenüberliegenden, Deheizten vv*erkzeugplatten (10,11) eingearbeitet sind.

2. Kaltkanalspritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anschnittkanäle (7) teilweise in den Wärmtdämm- und Isoliereinsätzen (6) und/oder (12) eingearbeitet sind.