DE102007043855B4 - Method for injection-compression molding of plastic molded parts - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Spritzprägen von Kunststoff-Formteilen, wobei Kunststoffschmelze in ein Spritzprägewerkzeug mit einer feststehenden und einer beweglichen Werkzeughälfte eingespritzt wird, wobei die bewegliche Werkzeughälfte gegenüber der feststehenden Werkzeughälfte verfahren wird, wobei sich der beweglichen Werkzeughälfte zugeordnete Referenzpunkte auf die feststehende Werkzeughälfte zu bewegen und die bewegliche Werkzeughälfte entlang eines Verfahrweges Sn verfahren wird, wobei jeder Referenzpunkt entlang eines Soll Verfahrweges So bewegt wird, wenn die bewegliche Werkzeughälfte parallel zu der feststehenden Werkzeughälfte verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen der Verfahrwege Sn ein von dem Soll-Verfahrweg So abweichender Verfahrweg (Off-Set) vorgegeben wird.A method of injection-compression molding of plastic molded parts, wherein plastic melt is injected into an injection-compression molding tool having a fixed and a movable mold half, wherein the movable mold half is moved relative to the stationary mold half, wherein reference points associated with the movable mold half move towards the stationary mold half and the movable mold half Tool half along a travel Sn is moved, each reference point along a target travel path So is moved when the movable mold half is moved parallel to the stationary mold half, characterized in that for at least one of the travel paths Sn deviates from the desired travel path So (Off-set) is specified.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzprägen von Kunststoff-Formteilen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a method for injection-compression molding of plastic molded parts according to the generic term of claim 1.

Bei einem Spritzprägeverfahren gemäß der EP 0 244 783 B1 wird in einem Spritzprägewerkzeug ein vorvergrößerter Formhohlraum gebildet, in den Kunststoff-Schmelze eingespritzt wird, wobei das Spritzprägewerkzeug zugefahren wird, bevor das Einspritzen beendet ist. Da die Kunststoff-Schmelze während des Schließvorgangs in der sich verkleinernden Kavität verteilt und verprägt wird, spricht mach gelegentlich auch vom sogenannten „Schließprägen". Aus der DE 101 41 858 A1 ist ein Spritzprägeverfahren bekannt, das besonders zur Herstellung flächenartiger Kunststoff-Formteile, insbesondere Kunststoffscheiben, geeignet ist. Bei diesem Verfahren wird eine Form vollständig mit Kunststoffmaterial gefüllt und anschließend weiteres Kunststoffmaterial derart nachgefüllt, dass sich die Form aufdehnt. Man spricht in diesem Fall auch von einem „Atmungsprägen". Aus dem Stand der Technik ist auch das sogenannte „Öffnungsprägen" bekannt, bei dem eine Kunststoffschmelze in ein sich öffnendes bzw. in ein auffahrendes Spritzprägewerkzeug eingespritzt wird ( DE 195 31 143 C2 , DE 198 43 921 A1 ). Des Weiteren sind Spritzprägeverfahren bekannt, bei denen Kunststoffschmelze in einen keilförmig ausgebildeten Formhohlraum eingespritzt wird, und wobei die Formhälften in einer Kipp- oder Klappbewegung zugefahren werden. In diesem Fall ist wenigstens eine der Formhälften in geeigneter Weise drehbar um eine Achse senkrecht zur und außerhalb der Maschinenlängsachse gelagert ( DE4313015C1 , DE10233679B4 ); man kann in diesem Fall auch von einem „Kippprägen" sprechen.In an injection compression molding method according to EP 0 244 783 B1 In a die-stamping tool, a pre-enlarged mold cavity is formed, is injected into the plastic melt, wherein the injection-compression tool is fed before the injection is completed. Since the plastic melt is distributed and embossed during the closing process in the decreasing cavity, occasionally speaks of the so-called "closing stamping" DE 101 41 858 A1 an injection compression molding method is known, which is particularly suitable for producing sheet-like plastic molded parts, in particular plastic discs. In this method, a mold is completely filled with plastic material and then further plastic material is refilled so that the shape expands. The term "opening embossing" is also known from the state of the art in which a plastic melt is injected into an injection molding tool which opens or advances ( DE 195 31 143 C2 . DE 198 43 921 A1 ). Furthermore, injection compression molding methods are known in which plastic melt is injected into a wedge-shaped mold cavity, and wherein the mold halves are fed in a tilting or folding movement. In this case, at least one of the mold halves is suitably rotatably mounted about an axis perpendicular to and outside the machine longitudinal axis ( DE4313015C1 . DE10233679B4 ); In this case, one can also speak of a "tilting embossing".

Um die Qualität der Kunststoff-Formteile zu verbessern, ist man bestrebt, die Werkzeugaufspannplatten möglichst parallel zueinander zu halten, d. h. die Formhälften eines Spritzprägewerkzeugs sollen nach Möglichkeit exakt parallel zueinander verfahren werden (abgesehen von dem Fall des Kippprägens). Zu diesem Zweck wird der Abstand zwischen den Werkzeugaufspannplatten und/oder zwischen den Formhälften des Spritzprägewerkzeugs an wenigstens drei Stellen überwacht und bei Abweichungen von der parallelen Stellung der Werkzeugaufspannplatten bzw. der Formhälften werden geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen, um die Parallelität wieder herzustellen. Diese Parallelitätsregelung ist beispielsweise aus JP05269750AA , DE29811214U1 und DE 10 2004 048 543 A1 bekannt.In order to improve the quality of the plastic molded parts, it is endeavored to keep the platens as parallel to each other as possible, ie the mold halves of a injection compression tool should be moved exactly parallel to each other if possible (apart from the case of Tilting). For this purpose, the distance between the platens and / or between the mold halves of the injection compression tool is monitored at least three places and in case of deviations from the parallel position of the mold platens or the mold halves appropriate countermeasures are taken to restore the parallelism. This parallelism control is off, for example JP05269750AA . DE29811214U1 and DE 10 2004 048 543 A1 known.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spritzprägen anzugeben, bei dem auf eine Parallelitätsregelung verzichtet wird und mit dem gleichwohl qualitativ hochwertige Kunststoff-Formteile hergestellt werden können.outgoing This is the object of the invention, a method to specify for injection molding, in which waived a parallelism regulation And with the same high quality plastic moldings can be produced.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.The solution This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous Further developments and refinements can be found in the subclaims.

Dadurch, dass die bewegliche Werkzeughälfte nicht entlang desjenigen Verfahrweges verfahren wird, der einer parallelen Bewegung entspricht, sondern bewusst die Sollwerte von Verfahrwegen mit einer Abweichung versehen werden (sogenannter Off-Set), kann die bewegliche Werkzeughälfte in einer vorgegebenen – in der Regel nur geringfügig – gekippten Stellung verfahren werden, wobei die gekippte Stellung zu Anfang und/oder zu Ende des Prägevorgangs vorliegen kann. Die gekippte Stellung kann während des Verfahrweges auch geändert werden. Beispielsweise kann die bewegliche Werkzeughälfte ausgehend von einer gekippten Stellung auf eine parallele Stellung und umgekehrt verfahren werden. Ebenso kann die bewegliche Werkzeughälfte auch von einer ersten gekippten Stellung auf eine dazu unterschiedliche gekippte Stellung verfahren werden.Thereby, that the movable tool half is not moved along that path, the one parallel movement, but deliberately the setpoints of Traverse paths are provided with a deviation (so-called off-set), the movable tool half in a given - in usually only slightly - tilted Position are moved, with the tilted position to start and / or at the end of the embossing process may be present. The tilted position may also be during the travel changed become. For example, the movable mold half starting from a tilted position to a parallel position and vice versa be moved. Likewise, the movable tool half can also from a first tilted position to a different one tilted position are moved.

Auf diese Weise kann man gezielt auf eine asymmetrische Füllung der Kavität reagieren bzw. den sich daraus ergebenden Konsequenzen vorbeugen. Im Falle einer asymmetrischen Füllung bewirkt nämlich ein paralleles Zufahren bzw. paralleles Prägen der beiden Werkzeughälften unter Umständen ein ungleichmäßiges Verteilen der Kunststoffmasse, so dass das fertige Kunststoff-Formteil an unterschiedlichen Stellen von vorgegebenen Dickenmassen abweichen kann. Dies wirkt sich insbesondere bei großflächigen Kunststoffscheiben nachteilig aus. Außerdem kann ein ungenau gefertigtes Werkzeug zu Qualitätseinbußen am Formteil führen. Wenn das Werkzeug beispielsweise für die Herstellung von Kunststoffscheiben vorgesehen ist, kann es bei Ungenauigkeiten im Werkzeug dazu kommen, dass zwar die Anschlagflächen der Werkzeughälften parallel zueinander liegen und beim parallelen Verfahren auch sauber aufeinandertreffen, dass aber die Kunststoffscheibe nicht die gewünschte gleichförmige Dicke aufweist, sondern beispielsweise an einem Rand etwas dünner ist als vorgesehen.On this way you can target an asymmetric filling of the cavity react or prevent the resulting consequences. In case of an asymmetric filling namely causes a parallel approach or parallel embossing of the two tool halves below Circumstances uneven distribution the plastic compound, leaving the finished plastic molding to differ in different places of predetermined thicknesses can. This has a disadvantage, especially with large-area plastic discs out. Furthermore An inaccurately manufactured tool can lead to a loss in quality of the molded part. If the tool for example The production of plastic discs is provided, it can at Inaccuracies in the tool come to the fact that although the stop surfaces of mold halves parallel to each other and in the parallel process also clean However, the plastic disc does not meet the desired uniform thickness has, but for example, at an edge is slightly thinner as intended.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der 1 bis 8 näher beschrieben werden.The invention is based on the 1 to 8th be described in more detail.

Die 1 zeigt schematisch ein Werkzeug mit zwei Werkzeughälften A und B, die in geschlossenem Zustand eine Kavität K bilden. Für die weiteren Erläuterungen soll angenommen werden, dass B die bewegliche Werkzeughälfte sein soll. Zu Beginn des Prägevorgangs liegt zwischen den Werkzeughälften ein Prägespalt DELTA vor. Mittels mehrerer hier nicht dargestellter Wegaufnehmer kann der Abstand zwischen den Werkzeughälften A und B an mehreren Stellen gemessen und überwacht werden, vorzugsweise im Randbereich der Werkzeughälften. Zwischen jedem Messpunkt an der beweglichen Werkzeughälfte B und dem zugehörigen Messpunkt an der feststehenden Werkzeughälfte A wird ein Weg Sn gebildet. Die Messpunkte an der beweglichen Werkzeughälfte B stellen Referenzpunkte dar, wobei die bewegliche Werkzeughälfte B an diesem Referenzpunkt entlang des Verfahrweges Sn verfahren wird. Vorliegend sind an den vier Eckbereichen des Werkzeugs in dessen Trennebene Wegaufnehmer vorgesehen, sodass vier Verfahrwege S1, S2, S3 und S4 gebildet werden. Im Falle eines parallelen Prägens legen alle Referenzpunkte den gleichen Verfahrweg zurück, d. h. S1 = S2 = S3 = S4 und zwar ausgehend von dem Prägespalt DELTA in der parallelen Position der Werkzeughälften zueinander. In der 2 ist der Verlauf des Prägeweges Sn über die Zeit t dargestellt, wobei ein Prägeweg von 300 mm angenommen wird. Jeder Referenzpunkt der beweglichen Werkzeughälfte B legt in der gleichen Zeit den gleichen Weg zurück, d. h. die bewegliche Werkzeughälfte wird exakt parallel auf die feststehende Werkzeughälfte zubewegt, bis die Werkzeughälften in der Trennebene aufeinandertreffen.The 1 schematically shows a tool with two tool halves A and B, which form a cavity K in the closed state. For further explanation, it should be assumed that B should be the movable mold half. At the beginning of Embossing process is between the tool halves an embossing DELTA before. By means of several position transducers, not shown here, the distance between the tool halves A and B can be measured and monitored at several points, preferably in the edge region of the tool halves. Between each measuring point on the movable mold half B and the associated measuring point on the stationary mold half A, a path Sn is formed. The measuring points on the movable mold half B represent reference points, wherein the movable mold half B is moved at this reference point along the travel path S n . In the present case, displacement transducers are provided at the four corner regions of the tool in its parting plane, so that four traverse paths S 1 , S 2 , S 3 and S 4 are formed. In the case of parallel embossing, all reference points return the same path of travel, ie S 1 = S 2 = S 3 = S 4 , starting from the embossing gap DELTA in the parallel position of the tool halves relative to one another. In the 2 the course of the embossing path Sn is shown over the time t, assuming an embossing path of 300 mm. Each reference point of the movable mold half B moves the same way in the same time, ie the movable mold half is moved exactly parallel to the stationary mold half until the tool halves meet in the parting plane.

In der 3 ist – in übertriebenem Maßstab – der Fall dargestellt, dass die bewegliche Werkzeughälfte B nicht genau gefertigt ist, so dass bei geschlossenem Werkzeug am Ende des Prägevorgangs eine Kunststoffscheibe vorliegt, die an einem Rand (in der 3 der obere Rand) eine geringere Dicke als die Solldicke aufweist, d. h. trotz parallelem Zufahren und Prägen erhält man nicht das gewünschte Produkt bzw. ein Produkt minderer Qualität.In the 3 is shown - on an exaggerated scale - the case that the movable mold half B is not accurately manufactured, so that when the tool is closed at the end of the embossing process, there is a plastic disk, which at one edge (in the 3 the upper edge) has a smaller thickness than the desired thickness, ie despite parallel feeding and stamping one does not obtain the desired product or a product of inferior quality.

Wenn man nun an den oberen Verfahrwegen S4 und S3 ein geeignetes Off-Set vorgibt, z. B. von +0,1 mm, wird die bewegliche Werkzeughälfte vor dem Start des Prägevorgangs an ihrem oberen Rand um diese Strecke von der feststehenden Werkzeughälfte wegbewegt und nimmt infolgedessen eine geringfügig gekippte Stellung ein. Wenn dieses Off-Set beibehalten wird, d. h. auch am Ende des Prägevorgangs das gleiche Off-Set vorliegt, kommt es am oberen Rand der Werkzeughälften nicht zu einer Plattenberührung, sondern es verbleibt ein dem Off-Set entsprechender Abstand, so dass in diesem Bereich auch die Dicke der Kunststoffscheibe um einen in etwa dem Off-Set entsprechenden Wert größer geworden ist. Letztendlich erhält man auf diese Weise eine Kunststoffscheibe mit gleichförmiger Dickenverteilung, d. h. mit parallelen Oberflächen (siehe 4).If one now pretends at the upper travels S 4 and S 3 a suitable off-set, z. B. of +0.1 mm, the movable mold half is moved away from the stationary mold half at this point before the start of the embossing process at its upper edge and as a result assumes a slightly tilted position. If this off-set is retained, ie also at the end of the embossing process, the same off-set, it comes at the top of the tool halves not to a plate touch, but it remains a distance corresponding to the off-set, so that in this area the thickness of the plastic disc has become larger by a value approximately corresponding to the off-set value. Finally, in this way, a plastic disc with uniform thickness distribution, ie with parallel surfaces (see 4 ).

In der 5 ist der Verlauf der Verfahrwege über die Zeit dargestellt. Der unter Rand mit den Verfahrwegen S2 und S4 wird entlang des Soll-Verfahrweges So verfahren, während der obere Rand mit den Verfahrwegen S1 und S3 mit einem positiven Off-Set versehen wird, d. h. einen Prägeweg zurückliegt, der zurückversetzt startet und zurückversetzt endet.In the 5 the course of the travel paths over time is shown. The under edge with the traversing paths S 2 and S 4 is moved along the desired travel path So, while the upper edge is provided with the travels S 1 and S 3 with a positive off-set, that is, lies behind a stamping path, which starts set back and retired ends.

In den 6 bis 8 sind weitere Prägeverfahren dargestellt, bei denen für die bewegliche Werkzeughälften an unterschiedlichen Referenzpunkten unterschiedliche Off-Sets vorgesehen sind, wobei der Einfachheit halber die Verfahrwege S1, S2, S3 und S4 aus der 1 zugrundegelegt werden sollen. Aus der Darstellung in der 6 ergibt sich, dass für den Start kein Off-Set vorgegeben wird, d. h. das Zufahren wird in paralleler Stellung gestartet. Hingegen ist für den Verfahrweg S3 ein positives und für den Verfahrweg S4 ein negatives Off-Set vorgegeben, so dass die bewegliche Werkzeughälfte ein diesen Offset-Werte entsprechende gekippte Endstellung einnimmt. In der 7 ist der umgekehrte Fall dargestellt, d. h. die bewegliche Werkzeughälfte wird aus einer den Offset-Werten entsprechenden gekippten Stellung in eine parallele Endstellung verfahren. Schließlich zeigt die 8 den Fall, dass sowohl zu Anfang als auch zum Ende des Prägens die bewegliche Werkzeughälfte eine gekippte, d. h. von der parallelen Stellung abweichende, Stellung einnimmt.In the 6 to 8th are further embossing shown, in which different off-sets are provided for the movable mold halves at different reference points, wherein the sake of simplicity, the traverse paths S 1 , S 2 , S 3 and S 4 from the 1 should be taken as a basis. From the representation in the 6 This means that no off-set is specified for the start, ie the approach is started in a parallel position. On the other hand, a positive off-set is given for the travel path S 3, and a negative off-set for the travel path S 4 , so that the movable tool half adopts a tilted end position corresponding to these offset values. In the 7 the opposite case is shown, ie the movable mold half is moved from a tilted position corresponding to the offset values into a parallel end position. Finally, the shows 8th the case that both at the beginning and at the end of embossing, the movable mold half occupies a tilted, ie deviating from the parallel position, position.

Neben den hier beschriebenen Beispielen des Prägens beim Zufahren der Werkzeughälften (Schließprägen) kann auch bei den eingangs genannten Verfahren des Atmungsprägens und des Öffnungsprägens im Bedarfsfalle mit einem geeigneten Off-Set gearbeitet werden.Next the examples of embossing described here when approaching the tool halves (closing stamping) can also in the aforementioned methods of respiratory embossing and of opening embossing in If necessary, work with a suitable off-set.

Für das erfindungsgemäße Spritzprägeverfahren können an sich bekannte Spritzprägewerkzeuge verwendet werden, wie sie beispielsweise aus der EP 0 980304 B1 bekannt sind.For the injection compression molding process according to the invention can be used per se known injection compression tools, as for example from the EP 0 980 304 B1 are known.

Das Verkippen der beweglichen Werkzeughälfte kann in der Weise erfolgen, dass die bewegliche Werkzeugaufspannplatte entsprechend verkippt wird, beispielsweise durch geeignetes Verfahren der mit der Werkzeugaufspannplatte verriegelten Säulen.The Tilting the movable mold half can be done in the way that the movable platen is tilted accordingly, for example, by suitable method with the platen locked columns.

Claims (7)

Verfahren zum Spritzprägen von Kunststoff-Formteilen, wobei Kunststoffschmelze in ein Spritzprägewerkzeug mit einer feststehenden und einer beweglichen Werkzeughälfte eingespritzt wird, wobei die bewegliche Werkzeughälfte gegenüber der feststehenden Werkzeughälfte verfahren wird, wobei sich der beweglichen Werkzeughälfte zugeordnete Referenzpunkte auf die feststehende Werkzeughälfte zu bewegen und die bewegliche Werkzeughälfte entlang eines Verfahrweges Sn verfahren wird, wobei jeder Referenzpunkt entlang eines Soll Verfahrweges So bewegt wird, wenn die bewegliche Werkzeughälfte parallel zu der feststehenden Werkzeughälfte verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen der Verfahrwege Sn ein von dem Soll-Verfahrweg So abweichender Verfahrweg (Off-Set) vorgegeben wird.A method of injection-compression molding of plastic molded parts, wherein plastic melt is injected into an injection compression tool with a fixed and a movable mold half, wherein the movable mold half is moved relative to the stationary mold half, wherein the movable mold half associated reference points on the stationary Werkzenughälf te and the movable mold half is moved along a travel path Sn, each reference point being moved along a set travel path So when the movable mold half is moved parallel to the stationary mold half, characterized in that for at least one of the travel paths Sn one of the Specified travel path So deviating travel path (off-set) is specified. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Werkzeughälfte mit der feststehenden Werkzeughälfte einen Prägespalt DELTA bildet, der während des Prägens verringert wird, bis die Werkzeughälften ihre Endposition erreicht haben, und dass für den Start des Prägens für einen der Verfahrwege Sn ein Off-Set vorgegeben wird.Method according to claim 1, characterized in that that the movable tool half with the fixed tool half an embossing gap DELTA that forms during of embossing is reduced until the tool halves reaches their final position have, and that for the start of embossing for one the travel paths Sn is given an off-set. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Werkzeughälfte mit der feststehenden Werkzeughälfte einen Prägespalt DELTA bildet, der während des Prägens verringert wird, bis die Werkzeughälften ihre Endposition erreicht haben, und dass für das Ende des Prägens für einen der Verfahrwege Sn ein Off-Set vorgegeben wirdMethod according to claim 1 or 2, characterized that the movable tool half with the fixed tool half an embossing gap DELTA forms during of embossing is reduced until the tool halves reaches their final position have, and that for the end of imprinting for one the travel paths Sn is given an off-set Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen oder mehrere der Verfahrwege Sn sowohl für den Start als auch für das Ende des Prägens ein Off-Set vorgegeben wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that for one or more of the traversing paths Sn for both the start and the end of embossing an off-set is given. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Start und für das Ende des Prägens der gleiche Off-Set vorgegeben wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that for the start and for that End of embossing the same off-set is given. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Werkzeughälfte zunächst von der feststehenden Werkzeughälfte wegbewegt wird, bis ein Prägespalt DELTA erreicht ist, dass die bewegliche Werkzeughälfte nachfolgend wieder auf die feststehende Werkzeughälfte zubewegt wird, wobei der Prägespalt DELTA verringert wird, und dass für den Weg des Auffahrens SA und/oder für den Weg des Zufahrens SZ ein Off-Set vorgegeben wird.A method according to claim 1, characterized in that the movable mold half is first moved away from the stationary mold half until an embossing gap DELTA is reached, that the movable mold half is subsequently moved back onto the stationary mold half, wherein the embossing gap DELTA is reduced, and that the path of the approach S A and / or for the path of access S Z an off-set is given. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei, vorzugsweise vier, Wegaufnehmer vorgesehen sind, mittels derer einem parallelen Prägen entsprechende Wege So für den Prägevorgang aufgezeichnet und diesen Wegen entsprechende Prägewege So ermittelt werden, und dass die so aufgezeichneten Prägewege So mit dem gewünschten Off-Set versehen werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that at least three, preferably four, Wegaufnehmer provided are, by means of which parallel embossing corresponding paths So for the embossing process recorded and these paths corresponding embossing paths are determined So and that the recorded embossed paths So with the desired Off-set be provided.
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