WO2004103679A1 - Automatisierte zuführung von funktionalen elementen in kunststoff-formwerkzeugen - Google Patents

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Marcus Koch
Oliver Geschwill
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14008—Inserting articles into the mould
    • B29C45/14032—Transferring the inserts from a storage space inside the mould to the mould cavity

Definitions

  • the invention relates to a plastic molding tool with a core and a die, a cavity being formed between them which corresponds to the shape of a plastic part to be created.
  • inserts functional elements
  • B a threaded press-fit bush
  • the manual clamping of the inserts has the disadvantage that it is expensive and is often only extremely unergonomic (eg inserts deep in the die). There is also a risk of forgetting, i. H. this is an unsafe process.
  • the automatic insertion by a robot has the disadvantage of unsafe insertion, ie the insert often comes loose when the robot is moved back. This then leads to poor sealing of the insert against the liquid plastic. The insert often slips completely. This always leads to increased rejects. It is also very difficult to check whether the insert is correctly positioned. The inserts also form obstacles in the plastic flow. This results in flow seams and a weakening of the component. Therefore, according to the state of the art, only the subsequent assembly on the finished molded plastic part remains, which is, however, an additional work step and thereby makes the molded part more expensive.
  • the invention is based on the object of improving a plastic molding tool in such a way that inexpensive and process-reliable insertion of inserts into the tool is possible.
  • this object is achieved in that a feed device for inserting inserts into the cavity is arranged in the die.
  • the feed device consists of a slide which can be displaced in a slide channel, the front end of which, in the extended position of the slide, is flush with the cavity wall and the slide exposes a feed channel for feeding the inserts into the slide channel in the retracted state.
  • the slide is displaceable in the slide channel via a hydraulic cylinder.
  • a holding device for the inserts which preferably consists of a vacuum connection, is expediently arranged at the front end of the slide.
  • the vacuum connection preferably consists of a central bore arranged in the slide, which is provided with a pump connection via channels in the slide and in the die.
  • the channel in the slide is advantageously connected to the channel in the die via a groove extending in the longitudinal direction of the slide.
  • the slide channel is preferably connected to the atmosphere via a cleaning hole in the die.
  • the actual positioning in the still liquid plastic can be delayed, so that the material flow is disturbed much less and fewer weld lines are formed *.
  • the essence of the invention lies in the fact that the inserts are not introduced from below through the opening of the die, but rather are introduced transversely through the wall of the die or from below across the punch into the contour of the mold.
  • the single figure shows schematically a section of a plastic molding tool.
  • a cavity 2 is arranged between the die 1 and a core (not shown), which corresponds to the shape of a plastic part to be created.
  • the liquid plastic is filled into this cavity.
  • a slide channel 4 is arranged in the die 1, in which a slide 5 is slidably arranged via a hydraulic cylinder 9.
  • the front end 6 of the slide 5 is flush with the cavity wall 7 in the extended position of the slide 5.
  • this exposes a feed channel 8 for feeding the inserts 3 into the slide channel 4.
  • the inserts 3 thus enter the slide channel 5 via the feed channel 8 and from there they are pushed into the cavity 2 by the slide 5.
  • a central bore 10 is provided in the slide 5, which extends from the front end 6 of the slide 5 via a groove 13 and channels 11 to a pump connection 12.
  • a vacuum pump is flanged to the pump connection 12, so that the inserts 3 are fixed on the slide 5 by a negative pressure.
  • a cleaning bore 14 is arranged in the die 1, which connects the slide channel 4 to the atmosphere.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Formwerkzeug mit einem Kern und einer Matrize (1), wobei zwischen diesen ein Hohlraum (2) gebildet ist, der der Form eines zu schaffenden Kunststoffteils entspricht. Zum kostengünstigen und prozesssicheren Einbringen von Einsätzen in das Werkzeug wird vorgeschlagen, dass in der Matrize (1) eine Zuführvorrichtung zum Einbringen von Einsätzen (3) in den Hohlraum (2) angeordnet ist.

Description

Automatisierte Zuführung von funktionalen Elementen in Kunststoff- Formwerkzeugen
Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Formwerkzeug mit einem Kern und einer Matrize, wobei zwischen diesen ein Hohlraum gebildet ist, der der Form eines zu schaffenden Kunststoffteils entspricht.
Bei diesen Kunststoff-Formwerkzeugen besteht das Problem, wie funktionale Elemente (im Folgenden Einsätze genannt) in das Formwerkzeug eingebracht werden können. Ein solcher Einsatz ist z. B. eine Gewinde-Einpressbuchse.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, diese Einsätze von Hand oder mit einem Roboter über die Öffnung der Matrize in die Form einzubringen. Bei einer großen Anzahl von Einsätzen und/oder Positionen tief in der Matrize ist oft nur ein nachträgliches Montieren in das Kunststoff-Formteil möglich (z. B. mit selbstschneidenden Gewindeeinsätzen).
Das manuelle Einbπngen der Einsätze hat den Nachteil, dass es teuer ist und oft nur extrem unergonomisch (z. B. Einsätze tief in der Matrize) machbar ist. Außerdem besteht die Gefahr des Vergessens, d. h. dies ist ein unsicherer Prozess.
Das automatische Einbringen durch einen Roboter hat den Nachteil des unsicheren Einlegens, d. h. der Einsatz löst sich oft beim Zurückfahren des Roboters. Dies führt dann zu einem schlechten Dichten des Einsatzes gegen den flüssigen Kunststoff. Oft rutscht der Einsatz auch komplett ab. Dieses führt immer zu vermehrtem Ausschuss. Weiterhin ist auch eine Kontrolle, ob der Einsatz korrekt positioniert ist, sehr schwierig. Außerdem bilden die Einsätze Hindernisse im Kunststoff-Fluss. Daraus folgen Fließnähte und eine Schwächung des Bauteils. Daher bleibt nach dem Stand der Technik nur das nachträgliche Montieren an das fertig geformte Kunststoffteil, welches allerdings ein zusätzlicher Arbeitsschritt ist und dadurch das Formteil verteuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kunststoff-Formwerkzeug so zu verbessern, dass ein kostengünstiges und prozesssicheres Einbringen von Einsätzen in das Werkzeug möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Matrize eine Zuführvorrichtung zum Einbringen von Einsätzen in den Hohlraum angeordnet ist.
Vorteilhafterweise besteht die Zuführvorrichtung aus einem in einem Schieberkanal verschiebbaren Schieber, dessen stirnseitiges Ende in der ausgefahrenen Position des Schiebers bündig mit der Hohlraumwand abschließt und der Schieber im eingefahrenen Zustand einen Zuführkanal zur Zuführung der Einsätze in den Schieberkanal freilegt.
In bevorzugter Ausführungsform ist der Schieber über einen Hydraulik-Zylinder im Schieberkanal verschiebbar.
Zweckmäßigerweise ist am stirnseitigen Ende des Schiebers eine Halteeinrichtung für die Einsätze angeordnet, die bevorzugt aus einem Vakuumanschluss besteht.
Der Vakuumanschluss besteht bevorzugt aus einer im Schieber angeordneten zentralen Bohrung, die über Kanäle im Schieber und in der Matrize mit einem Pumpenanschluss versehen ist.
Vorteilhaft ist an der Nahtstelle von Schieber und Matrize der Kanal im Schieber mit dem Kanal in der Matrize über eine sich in Längsrichtung des Schiebers erstreckende Nut verbunden. Bevorzugt ist der Schieberkanal über eine Reinigungsbohrung in der Matrize mit der Atmosphäre verbunden.
Die Erfindung zeichnet sich demnach durch folgende Merkmale aus:
Durch eine Kombination aus beweglicher Einsatz-Aufnahme, hydraulisch gesteuertem Schieber und einer automatisierten Zuführung, sowie einer pneumatischen Sicherung und Abfrage des Einsatzes, wird quer durch die Werkzeugwand der Einsatz an seine Position gebracht. Dabei kann das eigentliche Positionieren im noch flüssigen Kunststoff verzögert erfolgen, so dass der Materialfluss wesentlich weniger gestört und weniger Bindenähte entstehen* werden.
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass die Einsätze nicht von unten durch die Öffnung der Matrize eingebracht werden, sondern quer durch die Wand der Matrize bzw. von unten quer durch den Stempel in die Formkontur eingebracht werden.
Folgende Vorteile werden durch die Erfindung erzielt:
1. Automation des Pressprozesses - Verringerung der Handarbeit - Kostenreduktion
2. Prozesssicherheit erheblich gesteigert - Verringerung des Ausschusses
3. Vermeidung einer zusätzlichen Montage - Kostenreduktion
4. Erhöhung der Belastbarkeit durch Ersatz von selbstschneidenden Einsätzen durch eingeformte Einsätze - Erweiterung des Einsatzbereiches der Produkte
5. Vermeidung von gestörtem Materialfluss - Steigerung der Produktqualität Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer Figur erläutert.
Die einzige Figur zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem Kunststoff- Formwerkzeug. Zwischen der, Matrize 1 und einem nichtgezeigten Kern ist ein Hohlraum 2 angeordnet, der der Form eines zu schaffenden Kunststoffteils entspricht. In diesen Hohlraum wird der flüssige Kunststoff eingefüllt.
Zur automatischen Zuführung von Einsätzen 3 (hier Gewindebuchse) in den Hohlraum 2 ist in der Matrize 1 ein Schieberkanal 4 angeordnet, in dem ein Schieber 5 über einen Hydraulik-Zylinder 9 verschiebbar angeordnet ist. Das stirnseitige Ende 6 des Schiebers 5 schließt in der ausgefahrenen Position des Schiebers 5 bündig mit der Hohlraumwand 7 ab. Im eingefahrenen Zustand des Schiebers 5 legt dieser einen Zuführkanal 8 zur Zuführung der Einsätze 3 in den Schieberkanal 4 frei. Über den Zuführkanal 8 gelangen so die Einsätze 3 in den Schieberkanal 5 und von dort aus werden sie vom Schieber 5 in den Hohlraum 2 geschoben.
Damit die Einsätze 3 am Schieber 5 nicht verrutschen können, ist im Schieber 5 eine zentrale Bohrung 10 vorgesehen, die sich von dem stirnseitigen Ende 6 des Schiebers 5 über eine Nut 13 und Kanäle 11 bis zu einem Pumpenanschluss 12 erstreckt. An den Pumpenanschluss 12 wird eine Vakuumpumpe angeflanscht, so dass die Einsätze 3 durch einen Unterdruck an dem Schieber 5 festliegen. Zur Reinigung des Schieberkanals 5 ist eine Reinigungsbohrung 14 in der Matrize 1 angeordnet, die den Schieberkanal 4 mit der Atmosphäre verbindet.

Claims

Patentansprüche
1. Kunststoff-Formwerkzeug mit einem Kern und einer Matrize (1 ), wobei zwischen diesen ein Hohlraum (2) gebildet ist, der der Form eines zu schaffenden Kunststoffteils entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Matrize (1 ) eine Zuführvorrichtung zum Einbringen von Einsätzen (3) in den
Hohlraum (2) angeordnet ist.
2. Formwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung aus einem in einem Schieberkanal (4) verschiebbaren Schieber (5) besteht, dessen stirnseitiges Ende (6) in der ausgefahrenen Position des Schiebers (5) bündig mit der Hohlraumwand (7) abschließt und der Schieber (5) im eingefahrenen Zustand einen Zuführkanal (8) zur Zuführung der Einsätze (3) in den Schieberkanal (4) freilegt.
3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (5) über einen Hydraulik-Zylinder (9) im Schieberkanal (4) verschiebbar ist.
4. Formwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am stirnseitigen Ende (6) des Schiebers (5) eine Halteeinrichtung für die Einsätze (3) angeordnet ist.
5. Formwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung aus einem Vakuumanschluss besteht.
6. Formwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumanschluss aus einer im Schieber (5) angeordneten zentralen Bohrung (10) besteht, die über Kanäle (11 ) im Schieber (5) und in der Matrize (1 ) mit einem Pumpenanschluss (12) verbunden ist.
7. Formwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nahtstelle von Schieber (5) und Matrize (1 ) der Kanal (11 ) im Schieber (5) mit dem Kanal (11) in der Matrize (1 ) über eine sich in Längsrichtung des Schiebers (5) erstreckende Nut (13) verbunden ist.
i 8. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberkanal (4) über eine Reinigungsbohrung (14) in der Matrize (1 ) mit der Atmosphäre verbunden ist.
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