DE4224682A1 - Spritzgießwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zum Mehr­ komponentenspritzen, mit einer oberen und einer unteren Werkzeughälfte, welche beiden selben Werkzeughälften sowohl beim Spritzen der ersten wie beim Spritzen der zweiten Komponente zum Einsatz kommen und jeweils Form­ flächen aufweisen, die bei geschlossenem Spritzgießwerk­ zeug gemeinsam einen Formhohlraum begrenzen, wobei der Formhohlraum vergrößerbar ist.

Ein derartiges Spritzgießwerkzeug ist bspw. auf Grundla­ ge der Schiebertechnik bekannt aus der EP-A3 253 576. Dieser Schieberlösung sind aber hinsichtlich der erziel­ baren Geometrien enge Grenzen gesetzt. Insbesondere tief ausgeformte sphärische Formflächen, die für die zweite Komponente über der Formfläche für die erste Komponente nur um eine geringfügige Tiefe vergrößert sind, lassen sich hierdurch nicht erzeugen.

Im übrigen ist es für sich bekannt, in einer Werkzeug­ hälfte einen austauschbaren Einsatz vorzusehen, wozu bspw. auf die DE-PS 20 52 055 hingewiesen wird. Hier wird aber schon nicht die zweite Komponente mit densel­ ben Formhälften gespritzt, mit welchen die erste Kompo­ nente gespritzt worden ist. Vielmehr wird zum Spritzen der zweiten Komponente eine Formhälfte, einschließlich des austauschbaren Einsatzes, vollständig ausgetauscht. Der austauschbare Einsatz hat hier nicht die Aufgabe, einen Formhohlraum beim Spritzen der ersten Komponente abzudecken, der beim Spritzen der zweiten Komponente benutzt wird.

Ausgehend von dem zunächst genannten Stand der Technik wird ein Ziel der Erfindung darin gesehen, ein Spritz­ gießwerkzeug anzugeben, mit dem bei möglichst geringem Aufwand auch formtechnisch anspruchsvolle Spritzlinge unter Einsatz von Zwei- oder Mehrkomponentenspritzen einfach spritzbar sind.

Dieses Ziel ist beim Gegenstand des Anspruches 1 er­ reicht, wobei darauf abgestellt ist, daß in einer Werk­ zeughälfte ein Einsatzteil ausgebildet ist, das einen Teil der Formfläche dieser Werkzeughälfte bildet, daß das Einsatzteil bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug zur Schaffung des Zusatz-Formhohlraumes für die zweite Kompo­ nente gegen ein Ersatzeinsatzteil austauschbar ist, das eine gegenüber dem Einsatzteil vergrößerte Formfläche aufweist und daß ein in den durch das Ersatzeinsatzteil geschaffenen Zusatz-Formhohlraum mündender Einspritzka­ nal in einer der Werkzeughälften ausgebildet ist. Erfin­ dungsgemäß wird beim Spritzen der ersten und zweiten Komponente mit denselben Werkzeughälften gearbeitet, nur ein Teilbereich der Formfläche einer Werkzeughälfte wird durch den Austausch eines Einsatzteiles ersetzt. Natür­ lich lassen sich auf diese Weise auch weitere Komponen­ ten spritzen. Im Unterschied etwa zu der Schiebertechnik ist es möglich, auch komplizierte Formen in einfacher Weise in Zweikomponententechnik zu realisieren, ohne daß werkzeugseitig ein hoher Aufwand getrieben werden muß. Es ist auch nicht erforderlich, wie bei der Vorgehenswei­ se des Austausches einer kompletten Werkzeughälfte, auch diejenigen Bereiche der Formfläche bei der Herstellung einer zweiten Werkzeughälfte nochmals auszubilden, die sich beim Spritzen mit der zweiten Komponente nicht ändern sollen. Im Gegenteil wird bei einer erfindungsge­ mäßen Ausbildung des Spritzgießwerkzeuges diesbezüglich sogar in der Regel eine Qualitätsverbesserung beobach­ tet, da diejenigen Formflächen, die nicht geändert sind, jeweils identisch wieder zusammenfahren und nicht durch Abweichungen bei einem Kopiervorgang oder unterschiedli­ cher Abnutzungen sich Unterschiede in diesem Bereich der Formfläche zwischen einer ersten und einer zweiten Werk­ zeughälfte etwa einstellen. In Ausgestaltung ist vorgese­ hen, daß das Einsatzteil und das Ersatzeinsatzteil mit­ tels Schnellverschlüssen in der Werkzeughälfte befestigt sind. Diese Schnellverschlüsse können bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug schnell gelöst werden, das Einsatz­ teil gegen das Ersatzeinsatzteil ausgetauscht werden und die Werkzeughälften sodann wieder zusammengefahren wer­ den. Eine besondere Ausgestaltung sieht auch vor, daß das Einsatzteil und das Ersatzeinsatzteil an der Werk­ zeughälfte anscharniert sind. So kann durch einfaches Herausklappen bzw. Einklappen des Einsatzteils bzw. Ersatzeinsatzteils der Austausch zwischen den Einsatztei­ len vorgenommen werden und daran anschließend der zweite Spritzvorgang durchgeführt werden. Eine geeignete Anord­ nung der Scharnierachsen ermöglicht es bei dieser Ausge­ staltung, daß die Einsatzteile zwar in dieselbe Aufnahme eingeschwenkt werden, beim Ausschwenken jedoch jeweils einen eigenen Ort einnehmen. Es ist auch möglich, daß das Einsatzteil und das Ersatzeinsatzteil Elemente eines bspw. drehbar außerhalb der Werkzeughälften angeordneten Magazins sind. Hierbei kann eine feste Verbindung zwi­ schen einem Einsatzteil und dem Magazin auch während des Spritzvorganges aufrechterhalten bleiben, so daß nach Öffnen der Werkzeughälften das Einsatzteil sogleich herausgezogen werden kann und, nach Schwenkung des Maga­ zins und Vorfahren bzw. Einfahren in die Werkzeughälfte, das Ersatzeinsatzteil an seinen Ort gebracht werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrkomponentenspritzgußteiles in einem eine obere und eine untere Werkzeughälfte aufweisenden Spritzgießwerkzeug, wobei das Spritzgießwerkzeug nach einem ersten Spritzvorgang geöffnet wird.

Um das Mehrkomponentenspritzgußteil in möglichst ratio­ neller Weise bei hoher Qualität herstellen zu können, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß bei geöff­ netem Spritzgießwerkzeug in derjenigen Werkzeughälfte, welche von der anderen Werkzeughälfte, in der das ge­ spritzte Trägerteil verblieben ist, abgehoben wird, ein einen Teilbereich des Formhohlraumes bildendes Einsatz­ teil gegen ein Ersatzeinsatzteil ausgetauscht wird und dieselben Werkzeughälften sodann wieder derart zusammen­ gefahren werden, daß die Teile des Formhohlraumes, die nicht ausgetauscht worden sind, bei dem nachfolgenden zweiten Spritzvorgang wieder in der gleichen Weise an dem Trägerteil anliegen wie nach Beendigung des ersten Spritzvorganges. In rationeller Weise sind hierbei nur diejenigen Teile des Formhohlraumes ausgetauscht worden, die sich im Hinblick auf die zweite Komponente tatsäch­ lich ändern. Die Identität der verbleibenden Formfläche in der Werkzeughälfte, in der das Einsatzteil sich befin­ det, führt zugleich zu einer hohen Qualitätskonstanz der so hergestellten Spritzlinge. Die nicht geänderten Form­ flächen werden trotz Öffnen einer Werkzeughälfte und teilweisen Austausches der Formfläche identisch beibehal­ ten. Abweichungen in der Abnutzung oder Formunterschied­ lichkeiten zwischen einer Originalformfläche und einer Sekundärformfläche treten nicht auf.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Spritzgießwerkzeug mit austauschbarem Einsatzteil und angedeute­ tem Handhabungsgerät und

Fig. 2 eine Darstellung gemäß der Fig. 1, in abgewan­ delter Ausführung.

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu Fig. 1, ein Spritzgießwerkzeug 1 zum Mehrkomponenten­ spritzen. Das Spritzgießwerkzeug 1 besitzt eine obere Werkzeughälfte 2 und eine untere Werkzeughälfte 3. Die beiden Werkzeughälften 2, 3 weisen jeweils Formflächen 4, 5 auf, welche Formflächen 4, 5 bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug 1 gemeinsam einen Formhohlraum 6 begrenzen.

Ein Teil der Formfläche 5 ist durch ein Einsatzteil 7 gebildet, nämlich die Formfläche 5′. Dieses Einsatzteil 7 ist mittels eines Handhabungsgerätes 8 gegen ein Er­ satzeinsatzteil 9 austauschbar. Das Ersatzeinsatzteil 9 besitzt eine Formfläche 5′′, die, wie unterhalb der Formfläche 5′ auch durch strichlinierte Darstellung angedeutet, zu einem vergrößerten Formhohlraum 6 im Bereich des Ersatzeinsatzteiles 9 führt.

Das Einsatzteil 7 ist mittels eines Schnellverschlusses 10, der hier nicht in weiteren Einzelheiten erläutert ist, in der Werkzeughälfte 3 gehaltert. Das Einsatzteil 7 weist hierzu eine Halterungsausnehmung 11 auf, in welche Halterungsklauen 12 des Schnellverschlusses 10 eingreifen können. Das Ersatzeinsatzteil 9 weist eine gleichausgestaltete Halterungsaussparung 11 auf.

In der unteren Werkzeughälfte 3 ist ein erster Einspritz­ kanal 13 vorgesehen, der in den Formhohlraum 6 mündet. In der oberen Werkzeughälfte 2 ist ein zweiter Einspritz­ kanal 14 vorgesehen, der mittels der Überleitung 15 in den nach Austausch des Einsatzteiles 7 gegen das Ersatz­ einsatzteil 9 geschaffenen Zusatz-Formhohlraum 6′ mün­ det. Der Zusatz-Formhohlraum 6′ ist in der Zeichnung zwischen der Formfläche 5′ und der Formfläche 5′′ ange­ deutet.

Das Einsatzteil 7 und das Ersatzeinsatzteil 9 sind je­ weils an gegenüberliegenden Enden auf einem Träger 16 gehaltert. Der Träger 16 ist, wie durch die Pfeile Fig. 1 angedeutet, sowohl verschwenkbar, wie auch nach oben, unten und auf das Spritzgießwerk zu und auch von diesem weg bewegbar. Hiermit ist in einfacher Weise der Aus­ tausch des Einsatzteiles 7 gegen das Ersatzeinsatzteil 9 möglich. Im einzelnen wird dies durch das erwähnte Hand­ habungsgerät 8 durchgeführt. Dieses kann auch programmge­ steuert den Vorgang durchführen.

Bei dem Spritzgießwerk 1 gemäß Fig. 2 sind im wesentli­ chen Übereinstimmungen zu dem zuvor beschriebenen Spritz­ gießwerkzeug 1 gemäß Fig. 1 gegeben. Für gleiche Teile sind daher die Bezugszeichen übernommen worden.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist angedeutet, daß das Einsatzteil 7 zum Austausch gegen das Ersatzeinsatzteil 9 zunächst nach unten, in die Position 7′ verfahren wird und sodann seitlich aus dem Spritzgießwerk 1 in die Position 7′′ herausgefahren wird. Zuvor ist der Schnell­ verschluß 10 gelöst worden und das Gegenhalterungsteil 17 nach unten verfahren worden. Der Schnellverschluß 10 ist durch ein keilförmiges Teil 18 gesichert, das seit­ lich verfahrbar ist.

Nachdem das Einsatzteil 7 die Position 7′′ erreicht hat, wird es nach unten abgelegt, in die Position 7′′′. Das Ersatzeinsatzteil 9 wird mittels der Hebevorrichtung 18 abgesenkt und sodann von der horizontalen Transportein­ richtung 19 übernommen und in das Werkzeug 1 verbracht.

Die Einrichtungen 18 und 19 sind lediglich schematisch angedeutet.

Aufgrund der Geometrie des mit dem Spritzgießwerk gemäß Fig. 2 zu spritzenden Teiles mündet der Einspritzkanal 13 bei dem Spritzgießwerkzeug 1 gemäß Fig. 2 in einen Kanal 20, von dem aus der Kunststoff sowohl in den Form­ hohlraum 6 wie auch in dem Formhohlraum 6′′ bzw. 6′ strömt.

Bei beiden Spritzgießwerkzeugen 1 verbleibt nach dem Spritzen der ersten Komponente der so erzeugte Spritz­ ling in der oberen Werkzeughälfte 2, die abgehoben wird, so daß jeweils das Einsatzteil 7 aus der unteren Werk­ zeughälfte entnommen werden kann und gegen das Ersatzein­ satzteil 9 ausgetauscht werden kann.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzelnen als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen.

Claims (6)

1. Spritzgießwerkzeug (1) zum Mehrkomponentenspritzen, mit einer oberen und einer unteren Werkzeughälfte (2, 3), welche beiden Werkzeughälften (2, 3) sowohl beim Spritzen der ersten wie beim Spritzen der zweiten Kompo­ nente zum Einsatz kommen und die jeweils Formflächen (4, 5) aufweisen, die bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug (1) gemeinsam einen Formhohlraum (6) begrenzen, wobei der Formhohlraum (6) vergrößerbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einer der Werkzeughälfte (3) ein Ein­ satzteil (7) ausgebildet ist, das einen Teil der Formflä­ che (5) bzw. (5′) dieser Werkzeughälfte (3) bildet, daß das Einsatzteil (7) bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug (1) zur Schaffung eines Zusatz-Formhohlraumes (6′) für die zweite Komponente gegen ein Ersatzeinsatzteil (9) austauschbar ist, und daß ein in den durch das Ersatzein­ satzteil (9) geschaffenen Zusatz-Formhohlraum (6′) mün­ dender Einspritzkanal (14) in einer der Werkzeughälften (2, 3) ausgebildet ist.

2. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (7) und/oder das Ersatzeinsatzteil (9) eine hinterschnittene Oberflächengeometrie aufweist.

3. Spritzgießwerk nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Einsatzteil (7) und das Ersatzein­ satzteil (9) mittels Schnellverschlüssen (10) in der Werkzeughälfte (3) befestigt sind.

4. Spritzgießwerkzeug nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (7) und das Ersatz­ einsatzteil (9) an der Werkzeughälfte (3) anscharniert sind.

5. Spritzgießwerkzeug nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (7) und das Ersatz­ einsatzteil (9) Elemente eines beispielsweise drehbar angeordneten Magazins sind.

6. Verfahren zum Herstellen eines Mehrkomponentenspritz­ gußteiles in einem eine obere und eine untere Werkzeug­ hälfte aufweisenden Spritzgießwerkzeug, wobei das Spritzgießwerkzeug nach einem ersten Spritzvorgang geöff­ net wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug in derjenigen Werkzeughälfte, welche von der anderen Werkzeughälfte, in der das gespritzte Trägerteil verblieben ist, abgehoben wird, ein einen Teilbereich des Formhohlraums bildendes Einsatzteil gegen ein Ersatzeinsatzteil ausgetauscht wird und diesel­ ben Werkzeughälften sodann wieder derart zusammengefah­ ren werden, daß die Teile des Formhohlraumes, die nicht ausgetauscht worden sind, bei dem nachfolgenden zweiten Spritzvorgang wieder in der gleichen Weise an dem Träger­ teil anliegen wie nach Beendigung des ersten Spritzvor­ ganges.