WO2013189608A2 - Formwerkzeug, insbesondere spritzgiesswerkzeug - Google Patents

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tool
centering
mold insert
tool support
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    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/73—Heating or cooling of the mould

Definitions

  • the invention relates to a molding tool, in particular a casting tool for the production of molded parts.
  • the guide arrangements are designed as axial guides, which are each arranged on the edge side of the cavity and opposite and distanced from each other.
  • the mold insert is lifted over the guide assemblies in the axial direction of the tool support member, so as to form an air gap between the tool support member and the mold insert.
  • the heating of the mold insert takes place.
  • the tool support part can be cooled.
  • the mold inserts are applied to the tool support parts and there is the injection process. It could not be achieved in all applications, an exact alignment and tuning of the mold inserts at high temperature differences.
  • the present invention has for its object to provide a mold with which very high manufacturing accuracies in the molded parts to be produced can be achieved even at high temperature differences between the tool support parts and the mold inserts.
  • this can also be an exact mutual coordination of the mold inserts to each other, as this can still be done in a relatively cold state.
  • the temperature-related dimensional deviations can be taken into account with regard to shape, so that even in the subsequent operating case at high temperatures of the mold insert and the temperature differences between the mold insert and the tool support parts a very high manufacturing accuracy for the molded parts to be produced can be achieved.
  • the inclined orientation is mainly due to the heat-related, different change in length between the mold insert and the tool support member, in particular the centering of the further centering advantageous. In this way, an exact, linear guidance parallel to the centering surfaces of the further centering arrangement can be made possible.
  • the insulating layer can be tuned purely for their insulating effect and therefore does not have to assume any supporting functions.
  • an insulating layer formed mostly from air can be built up by this clearance or gap due to the selected game.
  • a heat transfer between the mold insert and the tool support member can be reduced here as well.
  • an exclusive support to the contact surfaces can be done all around a complete release of the mold inserts on the tool support parts.
  • an embodiment according to claim 12 proves advantageous because thereby the hanger can be performed in a spatial distance from the respective mold insert and a direct heat transfer reduced or for the most part can be avoided at all.
  • an exact positioning and alignment of the mandrel is created on the respective mold insert part. This is done in conjunction with the otherwise rather more floating storage or mounting of the mold core on the holding bracket but an exact, relative positioning of the mold core with respect to the mold inserts or parts.
  • the clamping device with additional, additional positioning or straightening surfaces between the mandrel and the mold inserts or these exact, positionally accurate arrangement and alignment of the mandrel is created with respect to the cavity.
  • an embodiment according to claim 14 is also advantageous since in this way the mold core can be tempered exactly according to the selected operating mode or the requirements required for it. This can range from heating to cooling of the mold core.
  • an embodiment as described in claim 15 possible because even with low flow rates a permanent Temperierstoffnikank can be maintained in the region of the mold core. Thus, the tempering result in terms of heating and / or cooling can be better and faster adapted to the particular operating case.
  • FIG. 1 shows a machine with a mold for the production of moldings in the casting process, in side view
  • FIG. 5 shows a partial region of the entire mold in the closed working position, cut in view, according to the lines V-V in Figure 3;
  • Fig. 6 the further, arranged peripherally arranged centering arrangement in side view, according to the lines Vl-Vl in Fig. 5;
  • FIG. 7 shows an enlarged portion of the nozzle-side part of the mold with a mold core, in the region of the mold parting plane, in section.
  • a machine 1 is shown in a simplified manner, with which a wide variety of molded parts can be produced.
  • it is an injection molding machine 2, with which the molding or parts can be produced by injection molding.
  • machine 1 a system suitable for metal casting, in which, for example, low-melting metal alloys can be used as the casting material.
  • a mold 3 which may be, for example, hollow body, hollow sections, fittings, sleeves, branches, nipples, elbows, tees, caps or the like.
  • all known materials that can be processed by this method can be used as materials. These are preferably plastics or alternative materials that can be processed by injection molding. In both methods, the primary forming operation is preferably selected.
  • the mold 3 is to be formed, for example, for a die casting process.
  • low-melting metal alloys aluminum and aluminum alloys, tin die-cast alloys, magnesium and magnesium alloys, zinc and zinc alloys, copper and copper alloys, lead alloys and copper-tin casting alloys and their possible combinations with one another.
  • the injection molding machine 2 shown here comprises a plasticizing unit 4 and a closing unit 5 in a known manner.
  • the molding tool 3 is held or received in the closing unit 5 and may in turn comprise a nozzle-side tool-carrying part 6 and an ejector-side tool-carrying part 7.
  • the two tool-carrying parts 6, 7 can in turn be formed from several tool plates or elements.
  • the two tool-carrying parts 6, 7 are preferably adjustable from a working position into a mutually spaced-apart release position in a single mold parting plane 8 running between them.
  • At least one mold insert 9, which is divisible into mold insert parts 10, 11, is arranged inside or on the two tool support parts 6, 7.
  • each of the mold inserts 10, 11 may be held on one of the tool support members 6, 7, respectively.
  • the associated mold inserts 10, 11 form at sides facing each other in the closed working position at least one cavity 12, which serves for molding and forming the at least one molded part.
  • both the tool-carrying parts 6, 7 and the mold inserts 10, 11 are divisible in the same mold parting plane 8.
  • the raw material provided for production is received in a storage container 13 and subsequently supplied to a plasticizing screw, not specified in any more detail.
  • the reservoir 13 may for example be connected via a supply line not shown with a storage silo from which the raw material is taken.
  • a tool clamping plate 14 is shown in simplified form, on which the nozzle-side tool-carrying part 6 can be fastened.
  • the further ejector-side tool-carrying part 7 can be arranged and held on an adjustably guided tool-holding plate 15.
  • the closing unit 5 makes it possible, by means of the closing unit 5, the two tool-carrying parts 6, 7 together with the mold insert parts 10, 11 arranged and held relative to each other to move relative to one another so as to selectively perform an opening movement and closing movement.
  • the two tool-carrying parts 6, 7 and the mold inserts 10, 11 can be distanced from one another in the region of the mold parting plane 8 so as to be able to remove or remove the mold part (s) produced from the cavity or cavities 12.
  • the injection molding machine 2 in the region of its plasticizing unit 4 may comprise its own traction drive 16 with which the plasticizing unit 4 can be adjusted relative to the tool clamping plate 14.
  • the plasticizing unit 4 and the closing unit 5 are constructed on a machine bed 17 or arranged thereon.
  • the machine bed 17 serves as a load-bearing basic construction of the injection molding machine 2, which is supported on a mostly flat footprint, such as e.g. superimposed on a hall floor.
  • the plasticizing unit 4 in particular the end of the plasticizing screw, is brought into contact with the tool clamping plate 14 by means of the traction drive 16, whereby the material processed in the plasticizing unit 4 is introduced into the cavity 12 via a sprue system 18 arranged in the nozzle-side tool-carrying part 6 can.
  • the sprue system 18 can also extend into the tool clamping plate 14 in order to achieve a sealing flow connection between the end of the plasticizing unit 4 and the cavity 12.
  • the sprue system 18 may in turn have at least one sprue 19. It is possible, one or more sprue channels 19 to provide which or which, starting from a gate opening 20 arranged in the nozzle-side tool support part 6, extends or extend to at least one gate 21 opening into the cavity 12. Under bleed
  • 21 is understood to mean that region in the mold 3 in which the sprue 19 opens into the cavity 12.
  • the cavity 12 has only been indicated schematically, wherein the representation of units for adjusting cores, as required for the production of hollow bodies, has also been omitted here.
  • this can also be a separate control device
  • the mold insert 9 worked can be provided at the side facing away from the mold parting plane 8 sides of the tool support parts also additional insulating in the form of insulating, so as to provide a radiation of To reduce heat during the manufacturing process towards the plasticizing unit 4.
  • the mold 3 is shown in different views and detailed representation, again with the same parts the same reference numerals or component designations as in the previous Fig. 1 are used.
  • the tool-supporting parts 6, 7 serve to receive and support the dimensionally and also massively smaller shaped insert parts 10, 11.
  • a thermal separation or insulation between the tool-carrying parts 6, 7 and the mold insert parts 10, 11 arranged thereon and held better can also be better.
  • the mold inserts 10, 11 are used to shape the produced, but unspecified molded parts, wherein this takes place in the cavity or cavities 12 provided therefor.
  • This molding tool 3 is a so-called high-temperature tool, in which the material to be molded is processed in the region of the mold inserts 10, 11 due to the strength properties of the molding to be achieved, the surface quality and dimensional accuracy with the smallest tolerances in a temperature range up to 400 ° C becomes.
  • These are, for example, materials from the group of polysulfone (PSU), polyphenylsulfone (PPSU), polyetheretherketone (PEEK), and other high-temperature materials.
  • This mold 3 can also be used for the processing of various engineering plastics such. Polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyamide (PA), acrylonitrile-butadiene styrene (ABS) or the like.
  • the tool-carrying parts 6, 7 are held at a lower temperature, for example in a temperature range between 40 ° C and 100 ° C, in particular 50 ° C and 80 ° C.
  • corresponding temperature control devices such as cooling channels and / or heating channels or the like, are arranged in the tool support parts 6, 7, through which a temperature control medium can be passed.
  • a liquid tempering medium for example water, thermal oil or the like can preferably be used. But it would also be an electrically operated temperature control conceivable. It will be necessary at the beginning of the injection process, the tool support parts 6, 7 to the corresponding To warm up to operating temperature.
  • thermocouples By means of a temperature control, such as thermocouples, then the respective tool support temperature can be determined and heated in a corresponding manner the tool support parts 6, 7 supplied temperature control and / or cooled.
  • a temperature control such as thermocouples
  • the temperature control in dependence on the determined actual value of the temperature to bring to the predetermined target value .. This can be done by supplying or removing heat.
  • the mold insert 9 with its mold insert parts 10, 11 is moved to a tool support parts 6, 7 to much higher temperature depending on the material to be processed. Because of this high temperature difference, there are also different length expansions between the tool-carrying parts 6, 7 and the mold insert parts 10, 11 arranged and held thereon.
  • the first centering arrangement 23 is preferably arranged approximately in a surface center of a contact surface 25, 26 of the respective mold insert part 10, 11 facing the tool support part 6, 7. With this arrangement, depending on the necessary change in length, the respective mold insert part 10, 1 can expand unhindered starting from this central centering arrangement 23.
  • At least an additional, further centering arrangement 24 is arranged approximately in an edge-side peripheral region of the respective mold insert part 10, 11 and serves for the exact alignment of the respective mold insert part 10, 11 relative With respect to the respective tool-carrying part 6, 7, an exact, relative positioning of the respective mold inserts 10, 11 with respect to the tool-carrying parts 6, 7 is achieved via the two centering arrangements 23, 24 cooperating here. With these two centering arrangements 23, 24 already two degrees of freedom of the mold inserts 10, 11 can be taken.
  • the first centering arrangement 23 is formed by cooperating, first centering elements 27, 28. These centering elements 27, 28 in turn each comprise cooperating, frusto-conical first and second centering surfaces 29, 30.
  • the first centering element 27 is formed as a frustoconical, projecting component, which projects into a recess of the same shape in the mold insert 10, 11.
  • the frusto-conical centering surfaces 29, 30 define a centering axis 31. Due to the frusto-conical shaped first and second centering surfaces 29, 30 is a centered orientation of the respective mold insert part 10, 11 with respect to the centering. 3 This still allows a rotational movement of the respective mold insert part 10, 11 with respect to the tool-carrying part 6, 7. This and the second degree of freedom in a parallel direction with respect to the mold parting plane 8 are taken by the further centering arrangement 24.
  • FIG. 4 One possible embodiment can be seen in FIG. 4.
  • the third degree of freedom in the vertical direction with respect to the mold parting plane 8 is taken through this system.
  • a lifting of the contact surface 25, 26 from the respective tool support member 6, 7 can be prevented by holding or fastening means.
  • Abstützung own support members 32 may be provided between the contact surface 25, 26 and the tool support members 6, 7. These can have a much smaller proportion than the surface area of the respective contact surface 25, 26.
  • the mold insert 10, 11 with its contact surface 25, 26 with the interposition of preferably several such support members 32 in the vertical direction with respect to the mold parting plane 8 on the tool support part 6, 7th be positioned supported.
  • the support member or members 32 serve to support the mold insert 10, 11 positioned at a predetermined distance from the respective tool support member 6, 7. This distance serves to ensure that between the contact surface 25, 26 of the mold insert 10, 11 and the tool support member 6, 7 a separate insulating layer 33 can be formed.
  • the insulating layer 33 may be formed, for example, as an air gap or else by a separate insulating.
  • the insulating layer 33 serves to achieve a thermal separation between the mold insert part 10, 11, which has a higher temperature during operation, and the tool support part 6, 7. A fixed support of the mold insert 10, 11 via the or the support members 32 on the tool support member 6, 7th
  • This further centering arrangement 24 comprises further centering elements 34, 35, these third and fourth centering surfaces 36, 37 comprising.
  • the centering surfaces 36, 37 are formed here planar. Preferably, these may also be aligned in a wedge shape tapering.
  • the centering surfaces 36, 37 are aligned approximately in a parallel direction or longitudinal extent with respect to a center plane 38 extending perpendicular to the mold parting plane 8 and through the center of the surface of the contact surface 25, 26. This results in a clear positioning or alignment of the individual mold insert parts 10, 11 to the tool support parts 6, 7 to each other.
  • the first centering arrangement 23 with its preferably frusto-conical, opposite to each other formed centering elements 27, 28 in the region of Center center of the contact surface 25, 26 positions the mold insert 10, 11 relative to the centering axis 31.
  • the centering axis 31 extends in a vertical orientation with respect to the mold parting plane 8 and approximately in the center of area of the contact surface 25, 26th
  • the further centering arrangement 24 with the parallel longitudinal course of the centering surfaces 36, 37 allows a relative unhindered movement or a linear expansion of the mold insert 10, 11 in the direction of the centering plane 38 relative to the centering element 34.
  • a longitudinal extent in the same plane and in the vertical direction is also starting from the central positioning in the region of the first centering 23 unhindered possible.
  • the centering elements 27, 34 each held stationary on the tool-carrying parts 6, 7 and secured thereto.
  • the cooperating, formed as recesses further centering elements 28 and 35 are provided in the mold inserts 10, 11. Regardless of this, it would also be possible to provide the stationary arrangement of the centering elements 27, 34 on the mold insert parts 10, 11 and the further centering elements 28 or 35 in the tool carrying parts 6, 7 which are designed as recesses.
  • the third and fourth centering surfaces 36, 37 of the further centering elements 34, 35 extend as seen in cross section with respect to the centering plane 38, inclined relative to one another.
  • the mold insert 10, 11 is positioned with a circumferential or a circumferential play on the respective tool-carrying part 6, 7 or held thereto. This makes it possible that an unimpeded longitudinal expansion of the mold insert 10, 11 relative to the tool support member 6, 7 can be carried out starting from the central centering assembly 23.
  • these two tool-carrying parts 6, 7 are preferably kept at the same temperature level with respect to one another, they can be roughly guided relative to one another and aligned in the working position with respect to one another.
  • these guides 39 may be formed by guide rods, preferably circular guides, and cooperating guide receptacles. These cooperating guides 39 can be engaged with each other both in the working position and in the spaced-apart release position of the tool support parts 6, 7.
  • additional positioning devices 40 can be provided which, at least in the working position, align the two tool-carrying parts 6, 7 with respect to one another.
  • the positioning devices 40 may be formed by frustoconical and cooperating positioning.
  • one of the positioning elements is formed as a component projecting beyond the tool support part 6, 7 and the further positioning element as a recess of the same shape in the tool support part 6, 7.
  • a first alignment or positioning of the two tool-carrying parts 6, 7 to each other already take place.
  • these can be aligned with each other over at least in their working position engaged and cooperating positioning elements 41, 42.
  • the positioning element 41 may be designed as a frusto-conical recess and the further positioning element 42 on the ejector-side mold insert part 11 as a frusto-conical projection.
  • These positioning elements 41, 42 are preferably provided several times between the mold insert parts 10, 11. A mostly diametrically opposite arrangement has been found to be advantageous.
  • At least one mold core 43 is to be provided in the region of the mold parting plane 8 for the formation of hollow body-shaped or tubular components.
  • the mold core 43 has mutually distanced ends 44, 45, between which a mold core axis 46 extends.
  • the at least one mold core 43 projects in the working or closed position with its first end 44 into the cavity 12 formed between the mold insert parts 10, 11. Its further end 45 is preferably held on a retaining block 47 with an axial play.
  • the holding block is formed approximately block-shaped.
  • the holding block 47 is arranged at a distance therefrom, at least when the mold insert parts 10, 11 are in the working position.
  • the distanced from here is a spacing in the region of the outer circumference of the mold inserts 10, 11 understood. This spacing should also be maintained in the working position so as to form at least one air gap for insulation. But it would also be possible in addition to the arrangement of a separate insulating. It should be achieved so that a thermal separation.
  • the further end 45 of the mold core 43 can be held with a radial clearance in the vertical direction with respect to the mold core axis 46 on the holding block 47. Thereby, a relative movement of the mandrel 43 with respect to the support bracket 47 in a vertical orientation with respect to the mandrel axis 46 is made possible.
  • This radial clearance can be achieved in that the attachment and retention of the mold core 43 on the support bracket 47 in a slot over a sleeve and a passing through this fastening element, such as a screw takes place.
  • This radial clearance is mostly made possible in an adjustment plane oriented parallel to the mold parting plane 8.
  • the axial clearance between the mold core 43 and the holding block 47 can be achieved for example by an additional, sleeve-shaped element which passes through the holding block 47 and thereby has a longitudinal extent in the direction of the mandrel axis 46, which is greater than a thickness of the holding block 47 in the same spatial direction ,
  • a slightly greater distance can be formed between the end 45 of the mold core 43 and, for example, a collar arranged on the sleeve, than the previously described thickness of the holding bracket 47.
  • the mold core 43, together with the holding block 47 is guided here via a guide arrangement 48 in the axial direction with respect to the mold core axis 46 on one of the tool support parts 6, 7.
  • This adjustment of the mold core 43 together with the holding block 47 is preferably carried out parallel to the mold parting plane 8, wherein this can be done for example in a known manner by a slotted guide in the course of the opening movement of the tool support parts 6, 7.
  • adjusting device with its own drive means, such as, for example, To shift piston assemblies, actuators, adjusting nuts or the like for the release and removal of the molding.
  • guides eg dovetail guides, T-guides or the like can be used.
  • an exact side and / or height guide for the support bracket 47 should be provided.
  • the adjusting movement takes place in a rectilinear direction of movement in parallel alignment with respect to the mold parting plane 8.
  • the holding block 47 or a guide plate can be opened by means of a releasably releasable holding device in the open position or release order.
  • this locked holder is unlocked and there is the adjustment of the support bracket 47 by means of the guide assembly 48 in the working position.
  • the mold core 43 In order to position the mold core 43 relative to the mold inserts 10, 11 in the working or closed position exactly positioned in the cavity 12, the mold core 43 is positioned in the region of the mold inserts 10, 11 by means of a clamping device 49 acting in the axial direction with respect to the mold core axis 46 held on at least one of the mold inserts 10, 11.
  • the clamping device 49 for example, comprise a clamping wedge 50 with a wedge surface which engages in a recess 51 with a further wedge surface.
  • a corresponding positioning stop 52 is provided between at least one of the mold inserts 10, 11 and each of the mold cores 43, so as to position at least the protruding into the cavity 12 end 44 exactly in the axial direction with respect to the mold core axis 46.
  • a sealing seat of the mold core 43 on the mold insert parts 10, 11. With the clamping device, a sufficient bias in the axial direction of the mandrel 43 is achieved.
  • the game before described in the region of the end 45 on the support bracket 47 is used to compensate for temperature-dimensional changes. The positioning takes place by the interaction of the clamping device 49 with the positioning stop or the 52nd
  • the mold core 43 arranged in the region of the mold parting plane 8 can be adjusted in the direction parallel to it and in the direction of its mandrel axis 46 from a position projecting into the cavity 12 into a release position (not shown in detail), as has already been explained above.
  • At least two tempering passages 53, 54 which are in fluid communication with each other are provided or arranged.
  • these are preferably arranged concentrically or coaxially with one another in the region of the mold core axis 46 and extend into the mold core 43 in the working position into the region of the cavity 12 and thus directly up to the end 44, which extends from the holding fixture 47 averted side of the mold core 43 is arranged.
  • the two tempering channels 53, 54 are arranged coaxially with each other in this embodiment due to the small available space. But it would also be a side by side leading arrangement possible.
  • the temperature control channel 53 located inside can be designed as a tubular component.
  • the tempering medium is guided in the interior of the tube and can thus flow into the region of the end 44.
  • the tube-shaped component forming the tempering channel 53 is further inserted into the further tempering channel 54 extending as an opening or recess extending into the region of the end 44.
  • a preferably annular gap is formed, which subsequently forms the tempering channel 54.
  • the first temperature control channel 53 serves to supply the temperature control medium. This flows within the Due to the fact that the tube-shaped tempering channel 53 is shorter than the further tempering channel 54 extending inside the mandrel 43, the tempering medium supplied via the tempering channel 53 can flow out of it and into the area between the outer sides of the tubular tempering channel 53 and the inside of the tempering channel 54 formed annular gap, starting from the end 44 back to the other end 45 to flow back.
  • the two temperature control channels 53, 54 are in the region of the other end 45 of the mold core 43 via a separate feed channel 55 and a discharge channel 56 in fluid communication.
  • the flow direction is indicated schematically by arrows and is chosen here so that the supply channel 55 is in flow communication with the first tubular temperature control channel 53.
  • the first temperature control channel 53 is in flow communication with the further temperature control channel 54, wherein the return flow takes place via the tempering channel 54 of annular design in cross-section to the discharge channel 56.
  • the supply channel 55 is in flow communication with the discharge channel 56 via its own arranged in the mold core 43 circulation line 57.
  • control element 58 is formed, for example, by an adjusting screw, which projects laterally into the throughflow cross section of the circulation line 57.
  • the circulation line 57 can be opened completely closed up to the completely open flow cross-section.
  • the arrangement of the circulation line 57 is selected so that one of the temperature control channels - in the present embodiment, the temperature control 54th - opens for the return flow of the temperature control medium in the circulation line 57.
  • the coupling elements 59 are connected directly to the mold core 43 and the feed arranged thereon and discharge channels 55, 56.
  • a leak-free coupling possibility is advantageous between the coupling elements 59 and the adjoining Zu and discharges.
  • This makes it possible to change and dismantle the entire mold core 43 with the coupling elements 59 connected thereto and to grow another mold core on the holding block, without it being possible for temperature control means to escape, which may possibly lead to contamination of the cavity 12.
  • By opening the supply and discharge lines of Temperierstoffnikank always remains closed.
  • a simple change for example, the mold inserts 10, 11 and the mandrels 43 of the tool-carrying parts 6, 7 done without it can lead to an outlet of the tempering.
  • tempering for example, oils, thermal oils, water, other fluids and / or gases, such. Steam, find application.
  • the formation of the temperature control unit for the mold core 43 can also represent an independent, independent invention.
  • the object of the invention should be seen in the fact that a temperature of the mold core 43 can be adapted quickly to the respective Bertriebszunot even with minimal space requirements.
  • the advantage is that a good and above all rapid temperature adjustment can be performed by the coaxial arrangement of the temperature control channels 53, 54 to each other within the mold core 43 with minimal space requirements.
  • each of the mandrels 43 protrude into the cavity 12 so as to be able to shape the component to be produced.
  • Each of the mandrels 43 is arranged with its end 45 on a support bracket 47, wherein the demolding and release of the molded part of the molding cores 43 are adjusted together with the or the support brackets 47 and their guide assemblies 48 in the region of the mold parting plane 8 so far that a release of the produced workpiece or molded part from the cavity 12 can take place. This can be done by means of ejector pins.
  • the tool support parts 6, 7 and / or the mold inserts 10, 1 and / or the mandrels 43 can be assigned their own sensors as needed, with which the actual temperature can be determined. With a control and monitoring device can then be tempered in accordance with the respective predetermined setpoint the respective temperature control medium or medium.
  • the mold insert 9 with its mold inserts 10, 11 circumferentially along the contact surfaces 25, 26 from the respective tool support member 6, 7 be completely released.
  • a request then takes place only in the region of the contact surfaces 25, 26 optionally via intermediate formwork of support elements 32 and / or an insulating layer 33 on the respective tool support part 6, 7.
  • the embodiments show possible embodiments of the mold 3, wherein the invention is not limited to the specific embodiments illustrated variants thereof, but also various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this variation possibility due to the teaching of technical action by objective invention in the ability of this technical Area professional.
  • Molded insert 46 Mold core axis
  • Gutter channel 54 Temperature control channel

Landscapes

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
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Description

Formwerkzeug, insbesondere Spritzgießwerkzeug
Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug, insbesondere ein Gießwerkzeug zur Herstellung von Formteilen..
Es ist bereits auf dem Gebiet des Spritzgießens bekannt, ein Formwerkzeug mit im Bereich der Formtrennebene angeordneten Formeinsätzen auszustatten, bei welchem der Formeinsatz in senkrecht zur Formtrennebene ausgerichteten Füh- rungsanordnungen verstellbar geführt an den Werkzeugtragteilen gelagert ist.
Die Führungsanordnungen sind dabei als Axialführungen ausgebildet, welche jeweils randseitig von der Kavität sowie gegenüberliegend und voneinander distanziert angeordnet sind. Zu dessen Erwärmung wird der Formeinsatz über die Führungsanordnungen in Axialrichtung vom Werkzeugtragteil abgehoben, um so einen Luftspalt zwischen dem Werkzeugtragteil und dem Formeinsatz auszubilden. Mittels einer Infrarotstrahlung erfolgt die Erwärmung des Formeinsatzes. Der Werkzeugtragteil kann dabei gekühlt werden. Beim Schließen des gesamten Formwerkzeugs werden die Formeinsätze an die Werkzeugtragteile angelegt und es erfolgt der Einspritzvorgang. Dabei konnte nicht in allen Anwendungsfällen eine exakte Ausrichtung und Abstimmung der Formeinsätze bei hohen Temperaturunterschieden erzielt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug zu schaffen, mit welchem auch bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen den Werkzeugtragteilen und den Formeinsatzteilen sehr hohe Fertigungsgenauigkeiten bei den herzustellenden Formteilen erzielbar sind.
Weiters soll auch die Abstimmung des Formwerkzeugs erleichtert werden.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Der sich durch die Merkmale des Anspruches 1 ergebende Vorteil liegt darin, dass so einerseits durch die zentrale Anordnung der ersten Zentrieranordnung bezüglich des Formeinsatzteils eine temperaturbedingte Maßänderung des Formeinsatzteils in seinen Randbereichen zu keiner Änderung der Zentriergenauigkeit führt und andererseits durch die weitere Zentrieranordnung bezüglich der zentralen Zentrierung eine Ausrichtung und Positionierung in einer weiteren Ebene erfolgen kann.
So wird die Möglichkeit geschaffen, dass eine temperaturbedingte Längenänderung durch die Lage der Zentrieranordnungen einfach aufgefangen werden kann und trotzdem ein einwandfreies Positionierergebnis erzielbar ist.
Weiters kann damit aber auch eine exakte gegenseitige Abstimmung der Formeinsätze zueinander erfolgen, da diese noch im relativ kalten Zustand durchgeführt kann. Die temperaturbedingten Maßabweichungen können formtechnisch soweit mit berücksichtigt werden, sodass auch im anschließenden Betriebsfall bei hohen Temperaturen des Formeinsatzes und den Temperaturdifferenzen zwischen dem Formeinsatz und den Werkzeugtragteilen eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit für die herzustellenden Formteile erzielt werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform nach Anspruch 2, da dadurch im Zentrum des Formeinsatzteils eine mit dem Werkzeugtragteil zusammenwirkende Zentrieranordnung geschaffen werden kann, die eine exakte Aufnahme und vor allem zentrische Ausrichtung bezüglich der durch die Zentrieranordnung definierten Zentrierachse ermöglicht. Damit kann sich der jeweilige Formeinsatzteil, ausgehend von dessen Zentrum rundum allseitig ausdehnen und wird trotzdem in seinem Flächenmittel mit hoher Präzision zentriert gehalten. Damit werden in Verbindung mit der Anlage bzw. Abstützung des Formeinsatzteils am Werkzeugtragteil bis auf eine mögliche Rotationsbewegung des Formeinsatzteils relativ bezüglich des Werkzeugtragteils alle weiteren Freiheitsgrade eingeschränkt. Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 3, da so auch der letzte Freiheitsgrad, nämlich eine mögliche Drehbewegung des Formeinsatzteils um die Zentrierachse, für den Formeinsatzteil genommen wird. Eine Längenänderung aufgrund von Wärmedehnung ist dabei trotzdem in paralleler Richtung bezüglich der weiteren Zentrieranordnung möglich. Die zusammenwirkenden Zentrierflächen erlauben eine gegenseitige Verstellung bzw. Längenänderung des Formeinsatzteils bezüglich des Werkzeugtragteils.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 4 ist es möglich, ein noch satteres Anliegen der Zentrierflächen aneinander auch bei unterschiedlichen Betriebszuständen zu ermöglichen. Die geneigte Ausrichtung ist vor allem aufgrund der wärmebedingten, unterschiedlichen Längenänderung zwischen dem Formeinsatzteil und dem Werkzeugtragteil, insbesondere den Zentrierelementen der weiteren Zentrieranordnung, vorteilhaft. Damit kann eine exakte, geradlinige Führung parallel zu den Zentrierflächen der weiteren Zentrieranordnung ermöglicht werden.
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäß Anspruch 5 wird so nur eine flächenmäßig gesehen kleine Kontaktfläche zwischen der Anlagefläche des Formeinsatzteils und dem Werkzeugtragteil geschaffen. Durch die mehrfach verteilt über die Oberfläche angeordneten Stützelemente kann trotzdem eine ausreichend sichere Abstützung gewährleistet werden. Aufgrund der doch relativ kleinen Stützelemente kann so ein Wärmetransport zwischen dem eine hohe Temperatur aufweisenden Formeinsatzteil und dem dazu kühleren Werkzeugtragteil zum größten Teil unterbunden werden.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 6, da so ein Wärmetransport zwischen dem Formeinsatzteil und dem jeweiligen Werkzeugtragteil stark herabgesetzt bzw. nahezu unterbunden werden kann. Durch das Vorsehen der tragenden Stützelemente kann die Isolierschicht rein auf ihre Isolierwirkung abgestimmt werden und muss daher keine tragenden Funktionen zu übernehmen. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 7 ist von Vorteil, dass so zwischen dem Formeinsatzteil und dem Werkzeugtragteil ein ausreichender Freiraum geschaffen werden kann, welcher für die wärmebedingten Längenänderungen des Formeinsatzteils relativ bezüglich des Werkzeugtragteils für eine Ausdehnung benötigt wird. Damit kann eine ungehinderte Längenänderung stattfinden. Weiters kann durch diesen Freiraum bzw. Spalt aufgrund des gewählten Spiels eine zumeist aus Luft gebildete Isolierschicht aufgebaut werden. So kann auch hier ein Wärmeübergang zwischen dem Formeinsatzteil und dem Werkzeugtragteil vermindert werden. Bei einer ausschließlichen Abstützung an den Anlageflächen kann auch rundum eine vollständige Freistellung der Formeinsatzteile an den Werkzeugtragteilen erfolgen.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 8 wird erreicht, dass so die Formeinsatzteile zumindest in deren Arbeitsstellung exakt zueinander positioniert ausgerichtet werden können. Damit werden für die Ausformung des herzustellenden Gegenstandes hohe Maßgenauigkeiten erzielt. Bei entsprechender Wahl der Positionierelemente kann so eine exakte, gegenseitige Ausrichtung der zusammenwirkenden Formeinsatzteile, insbesondere im Bereich von deren Kavität, erzielt werden.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 9 kann so auch eine Ausformung von profil- bzw. hohlkörperförmigen Bauteilen ermöglicht werden. Dadurch kann der Formkern als eigener formgebender Bauteil zur Ausformung des entsprechenden Formteils in seiner Lage entsprechend verlagert werden. Durch diese Verstellmöglichkeit des Formkerns relativ bezüglich des Haltebocks kann so ein gewisser Freiheitsgrad geschaffen werden, mit welchem der Formkern in weiterer Folge relativ gegenüber dem Formeinsatzteil positioniert gehalten wird, wobei dies in gewissen Grenzen unabhängig von der Stellung des Haltebocks relativ bezüglich des Werkzeugtragteils möglich ist.
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 10, da so auch eine gewisse relative Verstellmöglichkeit des Formkerns bezüglich des Haltebocks geschaffen wird, um hier auch auf wärmebedingte Längenänderungen bzw. Abmessungsänderungen Rücksicht nehmen zu können. Dies ist gerade bei einer mehrfachen Verbindung des Formkerns am Haltebock von Vorteil. Darüber hinaus kann so auch ein gewisser selbsttätig wirkender Zentriereffekt des Formkerns relativ bezüglich des jeweiligen Formeinsatzteils in der Arbeitsstellung erzielt werden.
Gemäß einer Ausbildung, wie im Anspruch 11 beschrieben, kann so ein direkter Wärmeübergang vom Formeinsatzteil hin auf den Haltebock reduziert werden. Des Weiteren können so aber auch mögliche Kollisionen zwischen dem Formeinsatzteil und dem Haltebock vermieden werden, welche aufgrund von wärmebedingten Längenänderungen zu einem gegenseitigen Anliegen bzw. einer Beschädigung des Haltebocks führen könnten.
Dabei erweist sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 12 vorteilhaft, weil dadurch der Haltebock in räumlicher Distanz von dem jeweiligen Formeinsatz geführt werden kann und ein direkter Wärmeübergang herabgesetzt bzw. zum größten Teil überhaupt vermieden werden kann.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 13 wird so eine exakte Positionierung und Ausrichtung des Formkerns am jeweiligen Formeinsatzteil geschaffen. Damit erfolgt in Verbindung mit der ansonsten eher schwimmenden Lagerung bzw. Halterung des Formkerns am Haltebock doch eine exakte, relative Positionierung des Formkerns bezüglich des oder der Formeinsatzteile. Durch das Zusammenwirken der Spannvorrichtung mit weiteren, zusätzlichen Positionier- bzw. Richtflächen zwischen dem Formkern und dem oder den Formeinsatzteilen wird diese exakte, positionsgenaue Anordnung und Ausrichtung des Formkerns bezüglich der Kavität geschaffen.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 14, da so der Formkern je nach der gewählten Betriebsart bzw. den dafür benötigten Erfordernissen exakt temperiert werden kann. Dies kann von einer Beheizung bis hin zu einer Kühlung des Formkerns reichen. Schließlich ist aber auch eine Ausbildung, wie im Anspruch 15 beschrieben, möglich, da so auch bei geringen Durchflussmengen ein ständiger Temperiermittelkreislauf im Bereich des Formkerns aufrecht erhalten werden kann. Damit kann das Temperierergebnis in Bezug auf Heizung und/oder Kühlung noch besser und rascher an den jeweiligen Betriebsfall angepasst werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine Maschine mit einem Formwerkzeug zur Herstellung von Formteilen im Gussverfahren, in Seitenansicht;
Fig. 2 den düsenseitigen Teil des Formwerkzeugs, in vergrößerter schaubildlicher Darstellung;
Fig. 3 den auswerferseitigen Teil des Formwerkzeugs, in vergrößerter schaubildlicher Darstellung;
Fig. 4 den auswerferseitigen Teil des Formwerkzeugs, jedoch mit entferntem Formeinsatzteil, Formkernen und deren Halte- und Führungsanordnungen, in vergrößerter schaubildlicher Darstellung;
Fig. 5 einen Teilbereich des gesamten Formwerkzeugs in der geschlossenen Arbeitsstellung, in Ansicht geschnitten, gemäß den Linien V-V in Fig.3;
Fig. 6 die weitere, randlich angeordnete Zentrieranordnung in Seitenansicht geschnitten, gemäß den Linien Vl-Vl in Fig. 5;
Fig. 7 einen vergrößerten Teilbereich des düsenseitigen Teils des Formwerkzeugs mit einem Formkern, im Bereich der Formtrennebene, im Schnitt. Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In der Fig. 1 ist vereinfacht eine Maschine 1 gezeigt, mit welcher die unterschiedlichsten Formteile hergestellt werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Spritzgießmaschine 2, mit welcher der oder die Formteile im Spritzgießverfahren hergestellt werden können.
Unabhängig davon wäre es aber auch möglich, als Maschine 1 eine für den Me- tallguss geeignete Anlage einzusetzen, bei der als Gusswerkstoff zum Beispiel niedrig schmelzende Metalllegierungen Verwendung finden können.
Der oder die Formteile werden dabei in einem Formwerkzeug 3 ausgeformt, wobei es sich hier beispielsweise um Hohlkörper, Hohlprofile, Fittings, Muffen, Abzweiger, Nippel, Bogenstücke, T-Stücke, Kappen oder dergleichen handeln kann.
Wird eine Spritzgießmaschine 2 eingesetzt, können als Werkstoffe alle bekannten und mit diesem Verfahren verarbeitbaren Werkstoffe eingesetzt werden. Dabei handelt es sich bevorzugt um Kunststoffe oder alternative im Spritzgießverfahren verarbeitbare Werkstoffe. Bei beiden Verfahren wird bevorzugt der Urformvorgang gewählt.
Werden hingegen niedrig schmelzende Metalllegierungen eingesetzt, ist das Formwerkzeug 3 beispielsweise für einen Druckgussvorgang auszubilden. Dabei wird unter niedrig schmelzenden Metalllegierungen Aluminium und Aluminiumlegierungen, Zinn-Druckgusslegierungen, Magnesium und Magnesiumlegierungen, Zink und Zinklegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen, Bleilegierungen sowie Kupfer-Zinn-Gusslegierungen sowie deren möglichen Kombinationen untereinander verstanden.
Die hier dargestellte Spritzgießmaschine 2 umfasst in bekannter Weise eine Plastifiziereinheit 4 sowie eine Schließeinheit 5.
Das Formwerkzeug 3 ist in der Schließeinheit 5 gehaltert bzw. aufgenommen und kann seinerseits einen düsenseitigen Werkzeugtragteil 6 sowie einen auswerferseitigen Werkzeugtragteil 7 umfassen.
Die beiden Werkzeugtragteile 6, 7 können ihrerseits wiederum aus mehreren Werkzeugplatten bzw. Elementen gebildet sein. Die beiden Werkzeugtragteile 6, 7 sind bevorzugt in einer einzigen zwischen diesen verlaufenden Formtrennebene 8 von einer Arbeitsstellung in eine voneinander distanzierte Freigabestellung verstellbar.
Im Bereich der Formtrennebene 8 ist innerhalb bzw. an den beiden Werkzeugtragteile 6, 7 zumindest ein Formeinsatz 9 angeordnet, welcher in Formeinsatzteile 10, 11 teilbar ist. Dabei kann jeder der Formeinsatzteile 10, 11 jeweils an einem der Werkzeugtragteile 6, 7 gehalten sein. Die zusammengehörigen Formeinsatzteile 10, 11 bilden an einander zugewandten Seiten in der geschlossenen Arbeitsstellung zumindest eine Kavität 12 aus, welche zur Ausformung und Ausbildung des zumindest einen Formteils dient. Bevorzugt sind sowohl die Werkzeugtragteile 6, 7 als auch die Formeinsatzteile 10, 11 in der gleiche Formtrennebene 8 teilbar.
In der Plastifiziereinheit 4 wird beim Einsatz der Maschine 1 als Spritzgießmaschine 2 in einem Vorratsbehälter 13 das zur Herstellung vorgesehene Rohmaterial aufgenommen und in weiterer Folge einer nicht näher bezeichneten Plastifizierschnecke zugeführt. Der Vorratsbehälter 13 kann z.B. über eine nicht näher dargestellte Zuleitung mit einem Speichersilo verbunden sein, aus welchem das Rohmaterial entnommen wird. Weitere ist zwischen der Plastifiziereinheit 4 und der Schließeinheit 5 vereinfacht eine Werkzeug- Aufspannplatte 14 dargestellt, an welcher der düsenseitige Werkzeugtragteil 6 befestigt sein kann. Der weitere, auswerferseitige Werkzeugtragteil 7 kann an einer verstellbar geführten Werkzeug-Halteplatte 15 daran angeordnet und gehalten sein.
Damit wird es möglich, mittels der Schließeinheit 5 die beiden Werkzeugtragteile 6, 7 gemeinsam mit den daran angeordneten bzw. gehaltenen Formeinsatzteilen 10, 11 relativ gegeneinander zu verlagern, um so wahlweise eine Öffnungsbewegung und Schließbewegung durchführen zu können. Dadurch können die beiden Werkzeugtragteile 6, 7 und die Formeinsatzteile 10, 11 im Bereich der Formtrennebene 8 voneinander distanziert werden, um so den oder die hergestellten Formteile aus der oder den Kavitäten 12 entformen bzw. entnehmen zu können.
Weiters kann die Spritzgießmaschine 2 im Bereich ihrer Plastifiziereinheit 4 einen eigenen Fahrantrieb 16 umfassen, mit welchem die Plastifiziereinheit 4 relativ hin zur Werkzeug-Aufspannplatte 14 verstellt werden kann. Dabei sind die Plastifiziereinheit 4 sowie die Schließeinheit 5 auf einem Maschinenbett 17 aufgebaut bzw. daran angeordnet. So dient das Maschinenbett 17 als tragende Grundkonstruktion der Spritzgießmaschine 2, welche auf einer zumeist ebenen Aufstandsfläche, wie z.B. einem Hallenboden auflagert.
Im Betriebsfall wird die Plastifiziereinheit 4, insbesondere das Ende der Plastifizierschnecke, mittels des Fahrantriebs 16 in Kontakt mit der Werkzeug- Aufspannplatte 14 verbracht, wodurch der in der Plastifiziereinheit 4 aufbereitete Werkstoff über ein im düsenseitigen Werkzeugtragteil 6 angeordnetes Angusssystem 18 in die Kavität 12 eingebracht werden kann. Dabei kann sich das Angusssystem 18 auch noch in die Werkzeug-Aufspannplatte 14 hinein erstrecken, um so eine dichtende Strömungsverbindung zwischen dem Ende der Plastifiziereinheit 4 und der Kavität 12 zu erzielen.
Das Angusssystem 18 kann seinerseits zumindest einen Angusskanal 19 aufweisen. Dabei ist es möglich, einen oder mehrere Angusskanäle 19 vorzusehen, welcher oder welche sich ausgehend von einer im düsenseitigen Werkzeugtragteil 6 angeordneten Angussöffnung 20 zu zumindest einem in die Kavität 12 einmündenden Anschnitt 21 erstreckt bzw. erstrecken. Unter Anschnitt
21 wird dabei jener Bereich im Formwerkzeug 3 verstanden, in welchem der Angusskanal 19 in die Kavität 12 einmündet.
Der besseren Übersichtlichkeit halber wurde die Kavität 12 nur schematisch angedeutet, wobei auch noch auf die Darstellung von Einheiten zur Verstellung von Kernen, wie diese zur Herstellung von Hohlkörpern benötigt werden, hier verzichtet worden ist.
Zur Steuerung und Bedienung der Maschine 1 , insbesondere der Spritzgießmaschine 2, kann diese auch noch eine eigene Steuerungsvorrichtung
22 aufweisen, mit welcher in bekannter Weise die Abfolge des Spritzgussvorganges eingestellt, überwacht und gesteuert werden kann.
Da bei den hier verarbeiteten Werkstoffen mit einer relativ hohen Betriebstemperatur des Formwerkzeugs 3, insbesondere des Formeinsatzes 9, gearbeitet wird, können an den von der Formtrennebene 8 abgewendeten Seiten der Werkzeugtragteile auch noch zusätzliche Isolierelemente in Form von Isolierplatten vorgesehen werden, um so eine Abstrahlung von Wärme während des Fertigungsvorganges hin auf die Plastifiziereinheit 4 zu verringern.
In den Fig. 2 bis 7 ist das Formwerkzeug 3 in unterschiedlichen Ansichten sowie Detaildarstellung gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen Fig. 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie nun aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, dienen die Werkzeugtragteile 6, 7 dazu, die abmessungsmäßig und auch massemäßig kleineren Formeinsatzteile 10, 11 aufzunehmen und zu haltern. Damit kann auch besser eine thermische Trennung bzw. Isolierung zwischen den Werkzeugtragteilen 6, 7 und den daran angeordneten und gehalterten Formeinsatzteilen 10, 11 erfolgen.
Dabei dienen die Formeinsatzteile 10, 11 zur Ausformung der herzustellenden, jedoch nicht näher bezeichneten Formteile, wobei dies in der oder den dafür vorgesehenen Kavitäten 12 erfolgt.
Bei diesem Formwerkzeug 3 handelt es sich um ein sogenanntes Hochtemperaturwerkzeug, bei welchem der zu formende Werkstoff aufgrund von den zu erzielenden Festigkeitseigenschaften des Formteils, dessen Oberflächenqualität sowie Maßgenauigkeit bei kleinsten Toleranzen in einem Temperaturbereich bis zu 400 °C im Bereich der Formeinsatzteile 10, 11 verarbeitet wird. Dabei handelt es sich beispielsweise um Werkstoffe aus der Gruppe von Polysulfon (PSU), Polyphenylsulfon (PPSU), Polyetheretherketon (PEEK), und weiteren Hochtemperaturwerkstoffen. Dieses Formwerkzeug 3 kann aber auch für die Verarbeitung von diversen technischen Kunststoffen wie z.B. Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamid (PA), AcrylnitrilButadienStyrol (ABS) oder dergleichen verwendet werden.
Die Werkzeugtragteile 6, 7 werden dabei auf einer dazu geringeren Temperatur, beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 40 °C und 100 °C, insbesondere 50 °C und 80°C gehalten. Um dieses Temperaturniveau bzw. den Temperaturbereich einhalten zu können, sind in den Werkzeugtragteilen 6, 7 entsprechende Temperiervorrichtungen, wie beispielsweise Kühlkanäle und/oder Heizkanäle oder dergleichen angeordnet, durch welche ein Temperiermedium hindurchgeführt werden kann. Dabei kann bevorzugt ein flüssiges Temperiermedium, beispielsweise Wasser, Thermoöl oder dergleichen Anwendung finden. Es wäre aber auch eine elektrisch betriebene Temperiervorrichtung denkbar. Dabei wird es notwendig sein, am Beginn des Spritzvorganges die Werkzeugtragteile 6, 7 auf die entsprechende Betriebstemperatur aufzuwärmen. Mittels einer Temperaturüberwachung, wie beispielsweise Thermofühlern, kann dann die jeweilige Werkzeugtragteiltemperatur ermittelt werden und in entsprechender Weise das den Werkzeugtragteilen 6, 7 zugeführte Temperiermedium erwärmt und/oder gekühlt werden. Zu diesem Zweck sind nicht näher dargestellte Aggregate vorgesehen, mit welchen einerseits die Strömungsbewegung des Temperiermediums, falls dieses flüssig oder gasförmig ist, zu bewerkstelligen ist und andererseits das Temperiermedium in Abhängigkeit vom ermittelten Ist-Wert der Temperatur auf den vorgegebenen Soll-Wert zu bringen ist.. Dies kann durch Zufuhr oder Abfuhr von Wärme erfolgen.
Wie bereits zuvor beschrieben, wird der Formeinsatz 9 mit seinen Formeinsatzteilen 10, 11 auf eine zu den Werkzeugtragteilen 6, 7 dazu wesentlich höhere Temperatur in Abhängigkeit vom zu verarbeitenden Werkstoff verbracht. Aufgrund dieser hohen Temperaturdifferenz kommt es auch zu unterschiedlichen Längenausdehnungen zwischen den Werkzeugtragteilen 6, 7 und den daran angeordneten und gehalterten Formeinsatzteilen 10, 11.
Um diese Längenänderungen bzw. Längendifferenzen zwischen dem kalten Zustand der Bauteile und den jeweiligen Betriebstemperaturen besser ausgleichen und abfangen zu können, ist eine spezielle Anordnung von später noch näher beschriebenen Zentrieranordnungen 23, 24 vorgesehen.
So ist bevorzugt die erste Zentrieranordnung 23 in etwa in einem Flächenmittelpunkt einer dem Werkzeugtragteil 6, 7 zugewandten Anlagefläche 25, 26 des jeweiligen Formeinsatzteils 10, 11 angeordnet. Mit dieser Anordnung kann sich der jeweilige Formeinsatzteil 10, 1 ausgehend von dieser zentralen Zentrieranordnung 23 je nach der notwendigen Längenänderung ungehindert ausdehnen.
Zumindest ist eine zusätzliche, weitere Zentrieranordnung 24 in etwa in einem randseitigen Umfangsbereich des jeweiligen Formeinsatzteils 10, 11 angeordnet und dient zur exakten Ausrichtung des jeweiligen Formeinsatzteils 10, 11 relativ bezüglich des jeweiligen Werkzeugtragteils 6, 7. So wird über die beiden hier zusammenwirkenden Zentrieranordnungen 23, 24 eine exakte, relative Positionierung der jeweiligen Formeinsatzteile 10, 11 bezüglich der Werkzeugtragteile 6, 7 erreicht. Mit diesen beiden Zentrieranordnungen 23, 24 können bereits zwei Freiheitsgrade der Formeinsatzteile 10, 11 genommen werden.
Wie nun besser aus der Fig. 5 zu ersehen ist, ist die erste Zentrieranordnung 23 durch zusammenwirkende, erste Zentrierelemente 27, 28 gebildet. Diese Zentrierelemente 27, 28 umfassen ihrerseits jeweils zusammenwirkende, kegelstumpfförmig ausgebildete erste und zweite Zentrierflächen 29, 30. Dabei ist das erste Zentrierelement 27 als kegelstumpfförmiger, vorragender Bauteil ausgebildet, welcher in eine dazu gegengleich ausgebildete Ausnehmung im Formeinsatzteil 10, 11 hineinragt. Die kegelstumpfförmig ausgebildeten Zentrierflächen 29, 30 definieren eine Zentrierachse 31. Bedingt durch die kegelstumpfförmig ausgebildeten ersten und zweiten Zentrierflächen 29, 30 erfolgt eine zentrierte Ausrichtung des jeweiligen Formeinsatzteils 10, 11 bezüglich der Zentrierachse 3 . Damit wird noch eine Rotationsbewegung des jeweiligen Formeinsatzteils 10, 11 bezüglich des Werkzeugtragteils 6, 7 ermöglicht. Dieser und der zweite Freiheitsgrad in paralleler Richtung bezüglich der Formtrennebene 8 werden durch die weitere Zentrieranordnung 24 genommen.
Um eine Abstützung der Anlagefläche 25, 26 der Formeinsatzteile 10, 11 an den Werkzeugtragteilen 6, 7 zu erzielen, sind an den Werkzeugtragteilen 6, 7 entsprechende Abstützflächen vorzusehen, um so eine positionsgenaue Abstützung der Formeinsatzteile 10, 11 daran zu erzielen.
Eine mögliche Ausbildung ist in der Fig. 4 zu ersehen. Damit wird der dritte Freiheitsgrad in senkrechter Richtung bezüglich der Formtrennebene 8 durch diese Anlage genommen. Ein Abheben der Anlagefläche 25, 26 vom jeweiligen Werkzeugtragteil 6, 7 kann durch Halte- oder Befestigungsmittel unterbunden werden. Zu dieser AbStützung können zwischen der Anlagefläche 25, 26 sowie den Werkzeugtragteilen 6, 7 eigene Stützelemente 32 vorgesehen sein. Diese können flächenmäßig einen wesentlich geringeren Anteil aufweisen als das Flächenausmaß der jeweiligen Anlagefläche 25, 26. Somit kann der Formeinsatzteil 10, 11 mit seiner Anlagefläche 25, 26 unter Zwischenschaltung bevorzugt mehrerer derartiger Stützelemente 32 in senkrechter Richtung bezüglich der Formtrennebene 8 am Werkzeugtragteil 6, 7 positioniert abgestützt sein.
Das oder die Stützelemente 32 dienen dazu, den Formeinsatzteil 10, 11 in einer vorbestimmten Distanz vom jeweiligen Werkzeugtragteil 6, 7 positioniert abzustützen. Diese Distanz dient dazu, dass zwischen der Anlagefläche 25, 26 des Formeinsatzteils 10, 11 und dem Werkzeugtragteil 6, 7 eine eigene Isolierschicht 33 ausgebildet werden kann.
Die Isolierschicht 33 kann beispielsweise als Luftspalt oder aber auch durch ein eigenes Isolierelement gebildet sein. Die Isolierschicht 33 dient dazu, eine thermische Trennung zwischen dem im Betriebsfall eine höhere Temperatur aufweisenden Formeinsatzteil 10, 11 und dem Werkzeugtragteil 6, 7 zu erzielen. Eine feststehende Auflage des Formeinsatzteils 10, 11 erfolgt über das oder die Stützelemente 32 am Werkzeugtragteil 6, 7.
Die zuvor beschriebene randseitig angeordnete weitere Zentrieranordnung 24 ist am besten aus den Fig. 5 und 6 zu ersehen. Diese weitere Zentrieranordnung 24 umfasst weitere Zentrierelemente 34, 35, wobei diese dritte und vierte Zentrierflächen 36, 37 umfasst. Die Zentrierflächen 36, 37 sind hier ebenflächig ausgebildet. Bevorzugt können diese auch keilförmig zulaufend ausgerichtet sein. Weiters sind die Zentrierflächen 36, 37 in etwa in paralleler Richtung bzw. Längserstreckung bezüglich einer senkrecht zur Formtrennebene 8 sowie durch den Flächenmittelpunkt der Anlagefläche 25, 26 verlaufenden Zentrierebene 38 ausgerichtet. Damit erfolgt eine eindeutige Positionierung bzw. Ausrichtung der einzelnen Formeinsatzteile 10, 11 an den Werkzeugtragteilen 6, 7 zueinander. Die erste Zentrieranordnung 23 mit ihren bevorzugt kegelstumpfförmig, gegengleich zueinander ausgebildeten Zentrierelementen 27, 28 im Bereich des Flächenmittelpunktes der Anlagefläche 25, 26 positioniert den Formeinsatzteil 10, 11 relativ bezüglich der Zentrierachse 31. Die Zentrierachse 31 verläuft dabei in senkrechter Ausrichtung bezüglich der Formtrennebene 8 sowie in etwa im Flächenmittelpunkt der Anlagefläche 25, 26.
Die weitere Zentrieranordnung 24 mit dem parallelen Längsverlauf der Zentrierflächen 36, 37 ermöglicht eine relative ungehinderte Bewegung bzw. eine Längenausdehnung des Formeinsatzteils 10, 11 in Richtung der Zentrierebene 38 relativ bezüglich des Zentrierelements 34. Eine Längsausdehnung in der gleichen Ebene sowie in senkrechter Richtung dazu ist ebenfalls ausgehend von der zentralen Positionierung im Bereich der ersten Zentrieranordnung 23 ungehindert möglich.
Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Zentrierelemente 27, 34 jeweils ortsfest an den Werkzeugtragteilen 6, 7 gehalten bzw. daran befestigt. Die damit zusammenwirkenden, als Ausnehmungen ausgebildeten weiteren Zentrierelemente 28 bzw. 35 sind in den Formeinsatzteilen 10, 11 vorgesehen. Unabhängig davon wäre es aber auch möglich, die ortsfeste Anordnung der Zentrierelemente 27, 34 an den Formeinsatzteilen 10, 11 und die als Ausnehmungen ausgebildeten weiteren Zentrierelemente 28 bzw. 35 in den Werkzeugtragteilen 6, 7 vorzusehen.
Die dritten und vierten Zentrierflächen 36, 37 der weiteren Zentrierelemente 34, 35 verlaufen im Querschnitt bezüglich der Zentrierebene 38 gesehen, geneigt zueinander verlaufend. Damit wird eine relativ exakte geradlinige Führung bzw. eine Längsverstellung des Formeinsatzteils 10, 11 aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnungen bezüglich der Werkzeugtragteile 6, 7 ermöglicht, ohne dass dabei ein Verklemmen aufgrund von starren Führungen erfolgen würde.
Somit wird damit bei einer Abstützung des Formeinsatzteils 10, 11 am Werkzeugtragteil 6, 7 ein letzter Freiheitsgrad durch das Vorsehen der weiteren Zentrieranordnung 24 des jeweiligen Formeinsatzteils 10, 11 relativ bezüglich der Werkzeugtragteile 6, 7 genommen, wodurch eine exakte, positionierte Ausrichtung und damit verbunden eine Führung erzielbar ist, jedoch ein relativer Längenausgleich bzw. eine relative Bewegung zueinander zwischen dem Formeinsatzteil 10, 11 und dem Werkzeugtragteil 6, 7 ermöglicht wird. Dazu ist der Formeinsatzteil 10, 11 mit einem umfänglichen bzw. einem umfangseitigen Spiel am jeweiligen Werkzeugtragteil 6, 7 positioniert angeordnet bzw. daran gehaltert. Damit wird es möglich, dass eine ungehinderte Längenausdehnung des Formeinsatzteils 10, 11 relativ gegenüber dem Werkzeugtragteil 6, 7 ausgehend von der zentralen Zentrieranordnung 23 erfolgen kann.
Da die beiden Werkzeugtragteile 6, 7 bevorzugt zueinander auf einem gleichen Temperaturniveau gehalten werden, können diese zueinander grob geführt sowie' in der Arbeitsstellung zueinander positioniert ausgerichtet werden. Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind diametral gegenüberliegende Führungen 39 vorgesehen. So können beispielsweise diese Führungen 39 durch Führungsstangen, bevorzugt Rundführungen, und damit zusammenwirkende Führungsaufnahmen gebildet sein. Diese zusammenwirkenden Führungen 39 können dabei sowohl in der Arbeitsstellung als auch in der voneinander distanzierten Freigabestellung der Werkzeugtragteile 6, 7 miteinander in Eingriff stehen.
Des Weiteren können noch zusätzliche Positioniervorrichtungen 40 vorgesehen sein, welche zumindest in der Arbeitsstellung die beiden Werkzeugtragteile 6, 7 positioniert zueinander ausrichten. Dabei können die Positioniervorrichtungen 40 durch kegelstumpfförmig ausgebildete und zusammenwirkende Positionierelemente gebildet sein. So ist eines der Positionierelemente als über das Werkzeugtragteil 6, 7 vorragender Bauteil und das weitere Positionierelement als dazu gegengleiche Ausnehmung im Werkzeugtragteil 6, 7 ausgebildet. Damit kann in der Schließ- bzw. Arbeitsstellung bereits eine erste Ausrichtung bzw. Positionierung der beiden Werkzeugtragteile 6, 7 zueinander erfolgen. Um eine noch exaktere Ausrichtung der Formeinsatzteile 10, 11 in deren Arbeitsbzw. Schließstellung zueinander zu erreichen, können diese über zumindest in deren Arbeitsstellung miteinander in Eingriff befindliche und zusammenwirkende Positionierelemente 41 , 42 zueinander positioniert ausgerichtet sein. So kann beispielsweise im Bereich des düsenseitigen Formeinsatzteils 10 das Positionierelement 41 als kegelstumpfförmige Ausnehmung und das weitere Positionierelement 42 am auswerferseitigen Formeinsatzteil 11 als kegelstumpfförmiger Ansatz ausgebildet sein. Bevorzugt sind diese Positionierelemente 41 , 42 mehrfach zwischen den Formeinsatzteilen 10, 11 vorgesehen. Eine zumeist diametral gegenüberliegende Anordnung hat sich dabei als vorteilhaft gezeigt.
Wie nun besser aus den Fig. 3 und 7 zu ersehen ist, ist zur Ausformung von hohlkörperförmigen bzw. rohrförmigen Bauteilen im Bereich der Formtrennebene 8 zumindest ein Formkern 43 vorzusehen. Der Formkern 43 weist voneinander distanzierte Enden 44, 45 auf, zwischen welchen sich eine Formkernachse 46 erstreckt. So ragt der zumindest eine Formkern 43 in der Arbeits- bzw. Schließstellung mit seinem ersten Ende 44 in die zwischen den Formeinsatzteilen 10, 11 ausgebildete Kavität 12 hinein. Sein weiteres Ende 45 ist bevorzugt mit einem axialen Spiel an einem Haltebock 47 gehalten. Der Haltebock ist dabei in etwa blockförmig ausgebildet. Um auch hier eine thermische Trennung zwischen dem Formeinsatzteil 10, 11 und dem Haltebock 47 zu erzielen, ist der Haltebock 47 zumindest bei sich in der Arbeitsstellung befindlichen Formeinsatzteilen 10, 11 distanziert von diesen angeordnet. Unter distanziert wird hier eine Beabstandung im Bereich des äußeren Umfangs von den Formeinsatzteilen 10, 11 verstanden. Diese Beabstandung soll auch in der Arbeitsstellung beibehalten werden, um so zumindest einen Luftspalt zur Isolierung auszubilden. Es wäre aber auch zusätzlich noch die Anordnung eines eigenen Isolierelements möglich. Es soll damit eine thermische Trennung erzielt werden. Um zumindest einen weiteren Freiheitsgrad zwischen dem Formkern 43 und dem Haltebock 47 zu erzielen, kann das weitere Ende 45 des Formkerns 43 mit einem Radialspiel in senkrechter Richtung bezüglich der Formkernachse 46 am Haltebock 47 gehalten sein. Dadurch wird eine relative Bewegung des Formkerns 43 bezüglich des Haltebocks 47 in senkrechter Ausrichtung bezüglich der Formkernachse 46 ermöglicht. Dieses Radialspiel kann dadurch erzielt werden, dass die Befestigung und Halterung des Formkerns 43 am Haltebock 47 in einem Langloch über eine Hülse sowie ein diese durchsetzendes Befestigungselement, wie beispielsweise eine Schraube, erfolgt. Dieses Radialspiel wird zumeist in einer parallel zur Formtrennebene 8 ausgerichteten Verstellebene ermöglicht.
Das Axialspiel zwischen dem Formkern 43 und dem Haltebock 47 kann beispielsweise durch ein zusätzliches, hülsenförmiges Element erzielt werden, welches den Haltebock 47 durchsetzt und dabei eine Längserstreckung in Richtung der Formkernachse 46 aufweist, welche größer ist als eine Dicke des Haltebocks 47 in der gleichen Raumrichtung. Damit kann zwischen dem Ende 45 des Formkerns 43 und beispielsweise einem an der Hülse angeordneten Bund eine geringfügig größere Distanz ausgebildet werden, als die zuvor beschriebene Dicke des Haltebocks 47. Damit kann in gewissen Grenzen auch eine relative Verlagerung des Formkerns 43 relativ gegenüber dem Haltebock 47 sowie den Formeinsatzteilen 10, 11 in Axialrichtung erfolgen.
Um eine Entformung des herzustellenden Formteils aus der Kavität 12 zu ermöglichen, ist hier der Formkern 43 mitsamt dem Haltebock 47 über eine Führungsanordnung 48 in axialer Richtung bezüglich der Formkernachse 46 an einem der Werkzeugtragteile 6, 7 geführt. Diese Verstellung des Formkerns 43 mitsamt dem Haltebock 47 erfolgt bevorzugt parallel zur Formtrennebene 8, wobei dies z.B. in bekannter Weise durch eine Kulissenführung im Zuge der Öffnungsbewegung der Werkzeugtragteile 6, 7 erfolgen kann. Es wäre aber auch denkbar, den Haltebock 47 und damit den oder die Formkerne 43 über eine Versteilvorrichtung mit eigenen Antriebsmitteln, wie beispielsweise Zylinder- Kolben-Anordnungen, Stellmotoren, Stellmuttern oder dergleichen für die Freigabe und Entformung des Formteils zu verlagern. Als Führungen können z.B. Schwalbenschwanzführungen, T-Führungen oder dgl. eingesetzt werden. Auf alle Fälle soll eine exakte Seiten- und/oder Höhenführung für den Haltebock 47 bereitgestellt werden. Zumeist erfolgt die Verstellbewegung in einer geradlinigen Bewegungsrichtung in paralleler Ausrichtung bezüglich der Formtrennebene 8. Um ein unbeabsichtigtes Rücksteilen des Haltebocks 47 mit dem oder den daran gehaltenen Formkernen 43 zu verhindern, kann der Haltebock 47 bzw. eine Führungsplatte mittels einer bedarfsweise lösbaren Haltevorrichtung in der Öffnungsstellung bzw. Freigabestellung gehalten werden. Beim Schließen des Formwerkzeugs wird diese arretierte Halterung entriegelt und es erfolgt die Verstellung des Haltebocks 47 mittels der Führungsanordnung 48 in die Arbeitsstellung.
Um den Formkern 43 relativ zu den Formeinsatzteilen 10, 11 in der Arbeits- bzw. Schließstellung exakt positioniert in der Kavität 12 anzuordnen, wird der Formkern 43 im Bereich der Formeinsatzteile 10, 11 mittels einer in axialer Richtung bezüglich der Formkernachse 46 wirkenden Spannvorrichtung 49 positioniert an zumindest einem der Formeinsatzteile 10, 11 gehalten. So kann die Spannvorrichtung 49, beispielsweise einen Spannkeil 50 mit einer Keilfläche umfassen, welche in eine Ausnehmung 51 mit einer weiteren Keilfläche eingreift. Durch diese schräg bezüglich der Formtrennebene 8 ausgerichteten und zusammenwirkenden Keilflächen wird der Formkern 43 in Richtung seiner Formkernachse 46 hin in die Kavität 12 gedrückt. Ein entsprechender Positionieranschlag 52 ist zwischen zumindest einem der Formeinsatzteile 10, 11 und jedem der Formkerne 43 vorzusehen, um so zumindest das in die Kavität 12 hineinragende Ende 44 exakt in Axialrichtung bezüglich der Formkernachse 46 zu positionieren. Dabei ist im Bereich der Kavität auf einen dichtenden Sitz des Formkerns 43 an den Formeinsatzteilen 10 ,11 zu achten. Mit der Spannvorrichtung wird eine ausreichende Vorspannung in Axialrichtung des Formkerns 43 erreicht. Das zu vor beschriebene Spiel im Bereich des Endes 45 am Haltebock 47 dient zum Ausgleich von temperaturabhängen Dimensionsänderungen. Die Positionierung erfolgt durch das Zusammenwirken der Spannvorrichtung 49 mit dem oder den Positionieranschlägen 52.
Der im Bereich der Formtrennebene 8 angeordnete Formkern 43 kann in paralleler Richtung dazu sowie in Richtung seiner Formkernachse 46 von einer in die Kavität 12 hineinragenden Stellung in eine nicht näher dargestellte Freigabestellung verstellt werden, wie dies bereits zuvor erläutert worden ist.
Um den Formkern 43 entsprechend temperieren zu können, sind je nach Größe und Ausmaß des Formkerns 43 zumindest zwei miteinander in Strömungsverbindung stehende Temperierkanäle 53, 54 vorgesehen bzw. angeordnet. Diese sind bei dieser Ausführung bevorzugt zentrisch bzw. koaxial zueinander verlaufend im Bereich der Formkernachse 46 angeordnet und erstrecken sich in den in der Arbeitsposition befindlichen Formkern 43 bis in den Bereich der Kavität 12 und somit bis unmittelbar hin zum Ende 44, welches auf der vom Haltebock 47 abgewendeten Seite des Formkerns 43 angeordnet ist. Die beiden Temperierkanäle 53, 54 sind bei diesem Ausführungsbeispiel aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Raumangebotes koaxial zueinander verlaufend angeordnet. Es wäre aber auch eine nebeneinander führende Anordnung möglich.
So kann beispielsweise der hier innenliegende Temperierkanal 53 als rohrförmiger Bauteil ausgebildet sein. Das Temperiermedium wird dabei im Inneren des Rohres geführt und kann so bis hin in den Bereich des Endes 44 strömen. Der rohrförmig ausgebildete und den Temperierkanal 53 bildende Bauteil ist weiters in den als Öffnung bzw. Ausnehmung bis hin in den Bereich des Endes 44 erstreckenden, weiteren Temperierkanal 54 eingesetzt. Zwischen der Außenseite des rohrförmig ausgebildeten Temperierkanals 53 und der Innenfläche des weiteren Temperierkanals 54 bildet sich ein bevorzugt kreisringförmiger Spalt aus, welcher in weiterer Folge den Temperierkanal 54 ausbildet. Es wäre aber auch möglich, dass auch andere Hilfsmittel zur Strömungsausbildung eingesetzt werden.
Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel dient der erste Temperierkanal 53 zur Zufuhr des Temperiermediums. Damit strömt dieses innerhalb des rohrförmigen Bauteils bis hin in den Bereich des Endes 44. Dadurch, dass der rohrförmig ausgebildete Temperierkanal 53 kürzer ausgebildet ist als der sich innerhalb des Formkerns 43 erstreckende, weitere Temperierkanal 54, kann das über den Temperierkanal 53 zugeführte Temperiermedium aus diesem ausströmen und in dem zwischen der Außenseiten des rohrförmigen Temperierkanals 53 und der Innenseite des Temperierkanals 54 gebildeten Ringspalt, ausgehend vom Ende 44 hin zum weiteren Ende 45 zurückströmen. Die beiden Temperierkanäle 53, 54 stehen im Bereich des weiteren Endes 45 des Formkerns 43 über einen eigenen Zufuhrkanal 55 sowie einen Abfuhrkanal 56 jeweils in Strömungsverbindung. Die Strömungsrichtung ist mit Pfeilen schematisch angedeutet und ist hier so gewählt, dass der Zufuhrkanal 55 mit dem ersten rohrförmigen Temperierkanal 53 in Strömungsverbindung steht. Im Bereich des vom Haltebock 47 abgewendeten Endes 44 des Formkerns 43 steht der erste Temperierkanal 53 mit dem weiteren Temperierkanal 54 in Strömungsverbindung, wobei das Rückströmen über den im Querschnitt kreisringförmig ausgebildeten Temperierkanal 54 hin zum Abfuhrkanal 56 erfolgt.
Zusätzlich ist es auch noch möglich, dass der Zufuhrkanal 55 mit dem Abfuhrkanal 56 noch über eine eigene im Formkern 43 angeordnete Zirkulationsleitung 57 in Strömungsverbindung steht.
Zur Regulierung der Durchströmmenge bzw. des Durchsatzes des Temperiermediums durch die Zirkulationsleitung 57 kann in dieser ein Regelorgan 58 angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Regelorgan 58 beispielsweise durch eine Justierschraube gebildet, welche seitlich in den Durchströmquerschnitt der Zirkulationsleitung 57 hineinragt. Je nach Stellung des Regelorgans 58 kann die Zirkulationsleitung 57 vollständig geschlossen bis hin zum gänzlich offenen Durchströmquerschnitt geöffnet werden.
Weiters ist die Anordnung der Zirkulationsleitung 57 so gewählt, dass einer der Temperierkanäle - im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Temperierkanal 54 - für die Rückströmung des Temperiermediums in die Zirkulationsleitung 57 einmündet.
Im Bereich des Zufuhr- sowie Abfuhrkanals 55, 56 ist noch vereinfacht dargestellt, dass diese jeweils über eigene Kupplungselemente 59 und weiteren nicht näher dargestellten Leitungen mit entsprechenden Aggregaten in Verbindung stehen, um so den Temperiermittelkreislauf zu bilden.
Dabei sind die Kupplungselemente 59 direkt mit dem Formkern 43 und den daran angeordneten Zufuhr sowie Abfuhrkanälen 55, 56 verbunden. Eine leckfreie Kupplungsmöglichkeit ist dabei zwischen den Kupplungselementen 59 und den daran anschließenden Zu sowie Ableitungen vorteilhaft. Damit wird es möglich, den gesamten Formkern 43 mit den daran angeschlossenen Kupplungselementen 59 zu wechseln und abzubauen sowie einen anderen Formkern am Haltebock anzubauen, ohne dass dabei Temperiermittel austreten kann, welches möglicherweise zu einer Verschmutzung der Kavität 12 führen kann. Durch das Öffnen der Zu- sowie Ableitungen bleibt der Temperiermittelkreislauf stets geschlossen. Damit kann ein einfacher Wechsel, beispielsweise der Formeinsatzteile 10, 11 sowie der Formkerne 43 von den Werkzeugtragteilen 6, 7 erfolgen, ohne dass es dabei zu einem Austritt des Temperiermediums kommen kann. Als Temperiermedien können beispielsweise Öle, Thermoöle, Wasser, weitere Fluide und/oder Gase, wie z.B. Wasserdampf, Anwendung finden.
Die Ausbildung der Temperiereinheit für den Formkern 43 kann auch eine eigenständige, für sich unabhängige Erfindung darstellen. Dabei wäre hier die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, dass eine Temperierung des Formkerns 43 auch bei geringstem Platzbedarf rasch an die jeweiligen Bertriebszustände angepasst werden kann. Der Vorteil liegt darin, dass durch die zueinander koaxiale Anordnung der Temperierkanäle 53, 54 zueinander innerhalb des Formkerns 43 bei geringstem Platzbedarf eine gute und vor allem rasche Temperaturanpassung durchgeführt werden kann.
Weiters ist hier noch dargestellt, dass bei der Anordnung mehrerer zusammenwirkender Formkerne 43 diese im Bereich der Kavität 12 an einander zugewandeten Enden 44 zueinander bzw. gegeneinander zentriert werden können. Damit kann eine bessere, gegenseitige Ausrichtung und damit höhere Formgenauigkeit des herzustellenden Formstücks bzw. Formteils im Bereich der Kavität 12 erzielt werden.
Bei dem hier dargestellten T-förmigen Rohrstück ragen beispielsweise drei zusammenwirkende Formkerne 43 in die Kavität 12 hinein, um so den herzustellenden Bauteil ausformen zu können. Jeder der Formkerne 43 ist mit seinem Ende 45 an einem Haltebock 47 angeordnet, wobei zur Entformung und Freigabe des herzustellenden Formteils der bzw. die Formkerne 43 gemeinsam mit dem oder den Halteböcken 47 und deren Führungsanordnungen 48 im Bereich der Formtrennebene 8 soweit verstellt werden, dass eine Freigabe des hergestellten Werkstücks bzw. Formteils aus der Kavität 12 erfolgen kann. Dies kann mittels Auswerferstiften erfolgen.
Zur Ermittlung und Überwachung der Temperatur der Werkzeugtragteile 6, 7 und/oder der Formeinsatzteile 10, 1 und/oder der Formkerne 43 können diesen je nach Bedarf eigene Sensoren zugeordnet werden, mit welchen die Ist- Temperatur ermittelt werden kann. Mit einer Steuer- und Überwachungsvorrichtung kann dann das jeweilige Temperiermittel bzw. Medium in Abstimmung mit dem jeweiligen vorgegebenen Sollwert temperiert werden.
Bei all den zuvor beschriebenen Ausbildungen kann der Formeinsatz 9 mit seinen Formeinsatzteilen 10 ,11 umfangsseitig entlang der Anlageflächen 25, 26 vom jeweiligen Werkzeugtragteil 6, 7 vollständig freigestellt sein. Ein Anliegen erfolgt dann nur im Bereich der Anlageflächen 25, 26 gegebenenfalls über Zwischenschalung von Stützelementen 32 und/oder einer Isolierschicht 33 am jeweiligen Werkzeugtragteil 6, 7.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Formwerkzeugs 3 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise nicht maßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1 ,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Formwerkzeugs 3, wobei die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Bezugszeichenaufstellung
1 Maschine 36 Zentrierfläche
2 Spritzgießmaschine 37 Zentrierfläche
3 Formwerkzeug 38 Zentrierebene
4 Plastifiziereinheit 39 Führung
5 Schließeinheit 40 Positionsvorrichtung
6 Werkzeugtragteil 41 Positionierelement
7 Werkzeugtragteil 42 Positionierelement
8 Formtrennebene 43 Formkern Formeinsatz 44 Ende
Formeinsatzteil 45 Ende
Formeinsatzteil 46 Formkernachse
Kavität 47 Haltebock
Vorratsbehälter 48 Führungsanordnung
Werkzeug-Aufspannplatte 49 Spannvorrichtung
Werkzeug-Halteplatte 50 Spannkeil
Fahrantrieb 51 Ausnehmung
Maschinenbett 52 Positionieranschlag
Angusssystem 53 Temperierkanal
Angusskanal 54 Temperierkanal
Angussöffnung 55 Zufuhrkanal
Anschnitt 56 Abfuhrkanal
Steuerungsvorrichtung 57 Zirkulationsleitung
Zentrieranordnung 58 Regelorgan
Zentneranordnung 59 Kupplungselement
Anlagefläche
Anlagefläche
Zentrierelement
Zentrierelement
Zentrierfläche
Zentrierfläche
Zentrierachse
Stützelement
Isolierschicht
Zentrierelement
Zentrierelement

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Formwerkzeug (3), insbesondere Gießwerkzeug, zur Herstellung von Formteilen aus einem im Gussverfahren verarbeitbaren Werkstoff, umfassend einen düsenseitigen Werkzeugtragteil (6), einen auswerferseitigen Werkzeugtragteil (7), sowie zumindest einen Formeinsatz (9), welcher in Formeinsatzteile (10, 11 ) teilbar ist und die Formeinsatzteile (10, 11 ) jeweils an einem der Werkzeugtragteile (6, 7) gehalten sind, sowie an einander zugewandten Seiten zumindest eine Kavität (12) ausbilden, wobei die Werkzeugtragteile (6, 7) und die jeweils daran gehaltenen Formeinsatzteile (10, 11 ) in einer zwischen diesen im Bereich der zumindest einen Kavität (12) verlaufenden Formtrennebene (8) von einer geschlossenen Arbeitsstellung in eine voneinander distanzierte Freigabestellung verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Formeinsatzteile (10, 11) mittels mindestens zweier Zentrieranordnungen (23, 24) am jeweiligen Werkzeugtragteil (6, 7) relativ zu diesem positioniert ausgerichtet ist, wobei die erste Zentrieranordnung (23) in etwa in einem Flächenmittelpunkt einer dem Werkzeugtragteil (6, 7) zugewandten Anlagefläche (25, 26) des Formeinsatzteils (10, 11 ) und die weitere Zentrieranordnung (24) in etwa in einem randseitigen Umfangsbereich des Formeinsatzteils (10, 11 ) angeordnet sind.
2. Formwerkzeug (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zentrieranordnung (23) erste Zentrierelemente (27, 28) mit jeweils zusammenwirkenden kegelstumpfförmig ausgebildeten ersten und zweiten Zentrierflächen (29, 30) umfasst.
3. Formwerkzeug (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zentrieranordnung (24) weitere Zentrierelemente (34, 35) mit dritten und vierten Zentrierflächen (36, 37) umfasst und die Zentrierflächen (36, 37) in etwa parallel bezüglich einer senkrecht zur Formtrennebene (8) sowie durch den Flächenmittelpunkt verlaufenden Zentrierebene (38) ausgerichtet sind.
4. Formwerkzeug (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierflächen (36, 37) der weiteren Zentrieranordnung (24) im Querschnitt bezüglich der Zentrierebene (38) gesehen, geneigt zueinander verlaufen.
5. Formwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formeinsatzteil (10, 11 ) mit seiner Anlagefläche (25, 26) unter Zwischenschaltung mehrerer Stützelemente (32) in senkrechter Richtung bezüglich der Formtrennebene (8) am Werkzeugtragteil (6, 7) positioniert abgestützt ist.
6. Formwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Formeinsatzteil (10, 11 ), insbesondere dessen Anlagefläche (25, 26), und dem Werkzeugtragteil (6, 7) eine Isolierschicht (33) vorgesehen ist.
7. Formwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formeinsatzteil (10, 11 ) mit umfangseitigem Spiel am jeweiligen Werkzeugtragteil (6, 7) angeordnet ist.
8. Formwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Formeinsatzteile (10, 11 ) zumindest in deren Arbeitsstellung zueinander durch zusammenwirkende Positionierelemente (41 , 42) positioniert ausgerichtet sind.
9. Formwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Formtrennebene (8) zumindest ein Formkern (43) mit einer sich zwischen seinen Enden (44, 45) erstreckenden Formkernachse (46) angeordnet ist und der Formkern (43) in der Arbeitsstellung mit seinem ersten Ende (44) in die zwischen den Formeinsatzteilen (10, 11 ) ausgebildete Kavität (12) hineinragt und sein weiteres Ende (45) mit einem axialen Spiel an einem Haltebock (47) gehalten ist.
10. Formwerkzeug (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ende (45) des Formkerns (43) mit einem Radialspiel in senkrechter Richtung bezüglich der Formkernachse (46) am Haltebock (47) gehalten ist.
11. Formwerkzeug (3) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebock (47) bei sich in der Arbeitsstellung befindlichen Formeinsatzteilen (10, 11 ) distanziert von den Formeinsatzteilen (10, 11 ) angeordnet ist.
12. Formwerkzeug (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebock (47) über eine Führungsanordnung (48) in axialer Richtung bezüglich der Formkernachse (46) an einem der Werkzeugtragteile (6, 7) geführt ist.
13. Formwerkzeug (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (43) in seiner Arbeitsstellung im Bereich der Formeinsatzteile (10, 11 ) mittels einer in axialer Richtung bezüglich der Formkernachse (46) wirkenden Spannvorrichtung (49) positioniert an zumindest einem der Formeinsatzteile (10, 1 ) gehalten ist.
14. Formwerkzeug (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Formkern (43) zumindest zwei miteinander in Strömungsverbindung stehende Temperierkanäle (53, 54) vorgesehen sind, welche über einen Zufuhrkanal (55) sowie einen Abfuhrkanal (56) miteinander in Strömungsverbindung stehen.
15. Formwerkzeug (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (55) mit dem Abfuhrkanal (56) weiters über eine im Formkern (43) angeordnete Zirkulationsleitung (57) in Strömungsverbindung steht und einer der Temperierkanäle (53, 54) in die Zirkulationsleitung (57) einmündet.
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