DE10322622A1 - Automatisierte Zuführung von funktionalen Elementen in Kunststoff-Formwerkzeugen - Google Patents

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. DOLLAR A 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

• 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 Einbringen 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 (8)

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.
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.