DE19632507C2 - Werkzeugform zur Verarbeitung plastischer Massen, insbesondere Kunststoffspritzgießform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugform zur Verarbei­ tung plastischer Massen, insbesondere Kunstoffspritzgießform, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Werkzeugform ist in dem Buch "Der Spritzgieß-Werkzeugbau in Beispielen" von Dipl.-Ing. Hans Gastrow, Carl Hanser Verlag München Wien 1975 (s. dort S. 83, 84, Abb. 3.1./1. und 3.1./2.) beschrieben.

Bei einer solchen bekannten Werkzeugform sind beispiels­ weise eine Formplatte oder ein Formeinsatz, die jeweils einen Bereich der artikelbildenden Formhöhlung begrenzen, von min­ destens einer Halteaussparung durchsetzt, welche ein hülsen­ förmiges Einsatzelement auswechselbar aufnimmt, dessen axiale Ausnehmung eine Führungsaussparung bildet. Relativ zu dieser Führungsaussparung beweglich, ist in letzterer ein stabförmi­ ger Auswerfer aufgenommen, dessen Querschnitt beispielsweise eine Vollkreisfläche, ein flaches Rechteck (Flachauswerfer) oder eine Kreisringfläche (Auswerferhülse) darstellen kann.

An seinem der Formhöhlung abgewandten Ende weist das be­ kannte hülsenförmige Einsatzelement zu seiner axialen Festle­ gung in den Werkzeugplatten einen Ringbund auf, welcher auf seiner gesamten Axiallänge die Mantelfläche des Auswerfers mit verhältnismäßig großer Spielpassung umgibt.

Wenn bei der bekannten Werkzeugform ein nicht mehr tolerierbarer Verschleiß zwischen dem Auswerfer und der Führungsaussparung auftritt, können das hülsenförmige Ein­ satzelement und der Auswerfer komplett in kürzester Zeit aus­ gewechselt werden, ohne daß Anpassungsarbeiten an der Form­ platte bzw. am Formeinsatz vorgenommen werden müßten, weil deren Halteaussparung, die das hülsenförmige Einsatzelement auf nimmt, keinem Verschleiß unterliegt.

Ausgehend von der a. a. O. in dem Buch "Der Spritzgieß- Werkzeugbau in Beispielen" beschriebenen gattungsgemäßen Werkzeugform, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte hülsenförmige Einsatzelement zu einer Werkzeugnorma­ lie mit einem besonders bearbeitungsgünstigen axialen Kür­ zungs- und Bearbeitungsbereich weiterzuentwickeln.

Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe in Verbin­ dung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 da­ durch gelöst, daß der Ringbund nur über einen zur Formhöhlung weisenden axialen Teilbereich die die Mantelfläche des stab­ förmigen Auswerfers mit enger Gleitpassung umschließende Füh­ rungsaussparung enthält, während der übrige axiale Endbe­ reich - der Kürzungs- und Bearbeitungsbereich des Ringbundes - die Mantelfläche des Auswerfers mit der verhältnismäßig großen Spielpassung umgibt.

Dies bedeutet zunächst, daß die Erfindung bezüglich der mit der Gravurfläche bündigen Stirnfläche des Einsatzelements eine Fertigbearbeitung gestattet, während der von der Form­ höhlung abgewandte endseitige Axialbereich des Einsatzele­ ments beispielsweise gekürzt oder hinsichtlich seines Außen­ maßes abgearbeitet werden kann.

Eine besondere Eigenart der Erfindung besteht darin, daß der die Axialsicherung des Einsatzelements innerhalb der Hal­ teaussparung des formbildenden Werkzeugteils darstellende Ringbund zugleich den axialen Kürzungs- und Bear­ beitungsbereich darstellt. Eine solche Normalie ist für den Werkzeugmacher besonders vorteilhaft, weil sich dessen erfor­ derliche Anpassungsarbeiten lediglich auf eine Kürzung bzw. gegebenenfalls auf eine Anpassung des Ringbund-Außendurchmes­ sers beschränken.

Im Zusammenhang mit den letztgenannten Merkmalen ist die erfindungsgemäße Maßnahme sehr sinnvoll, wonach der Ringbund nur über einen zur Formhöhlung weisenden axialen Teilbereich die die Mantelfläche des stabförmigen Auswerfers mit enger Gleitpassung umschließende Führungsaussparung enthält, wäh­ rend der übrige axiale Teilbereich des Ringbundes, also des­ sen Kürzungs- und Bearbeitungsbereich, die Mantelfläche des Auswerfers mit verhältnismäßig großer Spielpassung umgibt. Hiermit ist der Herstellungsaufwand des hülsenförmigen Ein­ satzelements erheblich vermindert, da nur die eigentliche Führungsaussparung des Einsatzelements, welche die Außenman­ telfläche des Auswerfers mit einer eine Gleitbewegung ermög­ lichenden präzisen, verhältnismäßig engen Übergangspassung umschließt, feinbearbeitet werden muß.

Weiterhin sieht die Erfindung zur Erzielung einer Norma­ lie mit weitestgehendem Durchfertigungsgrad vor, daß der der Formhöhlung zugekehrten Endbereich des Einsatzelements gehär­ tet ist. Demgegenüber ist der der Formhöhlung abgewandte End­ bereich des Werkzeugelements entsprechend der Erfindung der­ art vergütet, insbesondere zähvergütet, daß noch eine anpas­ sende Bearbeitung mit vertretbarem Aufwand möglich ist.

In besonderen Anwendungsfällen kann es außerdem zweck­ mäßig sein, daß die Führungsaussparung des Einsatzelements und/oder die Mantelfläche des stabförmigen Auswerfers mit ei­ ner die Gleiteigenschaften verbesserenden Beschichtung verse­ hen sind.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele entsprechend der Erfindung näher dargestellt, es zeigen,

Fig. 1 einen schematisch dargestellten teilweisen Längs­ schnitt durch eine Kunststoffspritzgießform und

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein hülsenförmiges Ein­ satzelement.

In Fig. 1 ist eine Werkzeugform insgesamt mit der Be­ zugsziffer 10 gekennzeichnet, deren strichpunktiert angedeu­ tete Trennebene mit E bezeichnet ist. Düsenseitig weist die Werkzeugform 10 eine Aufspannplatte 11 und eine Formplatte 12 auf.

Auswerferseitig besitzt die Werkzeugform 10 eine Auf­ spannplatte 13, eine Zwischenplatte 14, eine Auswerferhalte­ platte 15, eine Auswerferplatte 16, eine Formhalteplatte 17 und eine auswerferseitige Formplatte 18.

Die düsenseitige Formplatte 12 und die auswerfeseitige Formplatte 18 bilden zwischen ihren Gravurflächen GD und GA die Formhöhlung F zur Aufnahme des mit A bezeichneten Kunst­ stoffspritzgußartikels.

Fig. 1 zeigt die Werkzeugform 10 in ihrem Geschlossenzu­ stand vor dem Auswerfen des Artikels A.

Der düsenseitige Bereich der Werkzeugform 10 oberhalb der Trennebene E ist mit 19 bezeichnet, während dem unterhalb der Trennebene E angeordneten auswerferseitigen Werkzeugbe­ reich insgesamt die Bezugsziffer 20 zugeordnet ist.

Wenn der Artikel A entformt werden soll, bewegt sich der auswerferseitige Werkzeugbereich 20 in Öffnungsrichtung y der Werkzeugform 10 um einen solchen Betrag, daß unterhalb der Trennebene E ein Entformungsspalt entsteht, welcher größer ist als die Höhe des Artikels A.

Bei der Öffnungsbewegung in Richtung y bleibt der Arti­ kel A auf der Gravurfläche GA der Formplatte 18 haften, zumal ein im wesentlichen kreiszylindrischer Hohlzapfen H innerhalb einer kreiszylindrischen Ausnehmung Z, welche Bestandteil der Gravurfläche GA der Formplatte 18 darstellt, reibschlüssig festgehalten wird.

Sobald sich der Entformungsspalt in vorbezeichneter Weise gebildet und dabei der auswerferseitige Werkzeugbereich 20 nach seiner Öffnungsbewegung in Richtung y seine Endstel­ lung erreicht hat, bewegt sich das Auswerferplattenpaket 15, 16 entlang der Bewegungsrichtung x und nimmt dabei die Aus­ werferelemente 21, 22, 23 in Richtung x mit.

Die Auswerferelemente 21 und 23 bilden vollquerschnit­ tige Stäbe mit kreisrundem Querschnitt, während das Auswerferelement 22 eine Auswerferhülse mit kreisringförmigen Querschnitt ist. Der axiale Innenraum der Auswerferhülse 22 ist von einem vollquerschnittigen kreiszylindrischen Auswer­ ferstift, dem Kernstift 24, durchsetzt, dessen Halteende 25 zwischen der Aufspannplatte 13 und der Zwischenplatte 14 festgelegt ist.

Der das obere Ende 26 der Auswerferhülse 22 frei überra­ gende Endbereich 27 des kreiszylindrischen Kernstifts 24 wirkt formbildend wie ein Kern. Und zwar stellt der Endbe­ reich 27 gemeinsam mit der kreiszylindrischen Ausnehmung Z der Gravurfläche A einen zylindrischen Formhohlraum mit kreisringförmigem Querschnitt zur Bildung des Hohlzapfens H dar.

Während sich die Auswerferstifte 21, 23 und die Auswer­ ferhülse 22 in Richtung x in den Entformungsspalt hineinbewe­ gen, wobei der Kernstift 24 raumfest gehalten ist, heben die Auswerferstifte 21, 23 den Artikel A von der Gravurfläche GA ab. Zugleich entformt die Auswerferhülse 22 den Artikel A im Bereich seines Hohlzapfens H, d. h. die Auswerferhülse 22 drückt den Hohlzapfen H aus der kreiszylindrischen Vertiefung Z hinaus und streift dabei den Hohlzapfen H vom oberen Endbe­ reich 27 des raumfest gehaltenen Kernstifts 24 ab.

Jedes Auswerferelement 21, 22, 23 ist von einer Füh­ rungsaussparung 28 eines hülsenartigen Einsatzelements 29 mit einer Übergangspassung umschlossen, welche eine im wesentli­ chen spielfreie Gleitpassung ermöglicht.

Das formbildende Werkzeugteil, also die auswerferseitige Formplatte 18, weist zur Aufnahme des jeweiligen hülsenarti­ gen Einsatzelements 29 je eine sie durchsetzende Halteausspa­ rung 30 in Form einer Stufenbohrung auf. In dem weiteren Teil 31 der Halteaussparung 30 ist ein axial endseitiger Ringbund R des Einsatzelements 29 aufgenommen und von der Formhalte­ platte 17 stirnseitig hintergriffen.

Dabei besitzt der Ringbund R zwei voneinander wegwei­ sende radiale ringförmige Anschlagflächen 34, 35. Die ring­ förmige Anschlagfläche 34 arbeitet mit einer ringförmigen Ge­ genanschlagfläche 36 der Halteaussparung zusammen.

Die andere ringförmige Anschlagfläche 35 des Ringbundes R wirkt mit einer kreisringförmigen Gegenanschlagfläche 37 der Formhalteplatte 17 zusammen, welche die Formplatte 18 hintergreift. Auf diese Weise ist jedes Einsatzelement 29 axial unverschieblich in der auswerferseitigen Formplatte 18 gehalten.

Es ist vorstellbar, daß im Falle eines betriebsbedingten Verschleißes jedes hülsenförmige Einsatzelement 29 leicht und mit verhältnismäßig geringem Zeitaufwand aus der Formplatte 18 entnommen und gegen ein neues Einsatzelement 29 ausgewech­ selt werden kann.

In Fig. 2 ist ein hülsenförmiges Einsatzelement 29 als Normalie dargestellt. Der obere Bereich 32 ist zur Erzielung einer standfesten Stirnfläche 33, welche praktisch Teil der Gravur GA bildet, gehärtet, während der Ringbund R lediglich zäh vergütet ist, derart, daß er noch mit vertretbarem Auf­ wand bearbeitet werden kann. Zur individuellen Anpassung an die Gegebenheiten der Werkzeugform kürzt der Werkzeugmacher den Ringbund R entlang der Schnittlinie T.

Aus Fig. 2 ist auch ersichtlich, daß sich die Führungs­ aussparung 28, welche eine verhältnismäßig enge spielfreie Gleitpassung mit der jeweiligen Außenmantelfläche des Auswerferelements 21, 22, 23 ermöglichen soll, sich nur über einen axialen Teilbereich des Ringbundes R erstreckt.

Der größere axiale Teilbereich, nämlich der Kürzungs- und Bearbeitungsbereich K des Ringbundes R, umschließt dabei eine kreiszylindrische Innenmantelfläche 34, welche das jeweilige Auswerferelement 21, 22, 23 mit verhältnismäßig großem Spiel umgibt, also in diesem Bereich keiner herstellungsaufwendigen Feinbearbeitung bedarf.

Claims (4)

1. Werkzeugform (10) zur Verarbeitung plastischer Mas­ sen, insbesondere Kunststoffspritzgießform, mit mindestens einem eine Formhöhlung (F) begrenzenden formbildenden Werk­ zeugteil (18), wie Formplatte oder Formeinsatz, welches min­ destens eine Halteaussparung (30) mit einem in letzterer aus­ wechselbar aufgenommenen hülsenförmigen Einsatzelement (29) aufweist, welches zur Aufnahme eines relativ zu ihm bewegli­ chen stabförmigen Auswerfers (21, 22, 23), wie Auswerferstift oder Auswerferhülse, eine axiale Führungsaussparung (28) für die Mantelfläche des stabförmigen Auswerfers (21, 22, 23) enthält und welches zu seiner axialen Festlegung in der Hal­ teaussparung (30) einen Ringbund (R) aufweist, welcher die Mantelfläche des Auswerfers (21, 22, 23) mit verhältnismäßig großer Spielpassung umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (R) nur über einen zur Formhöhlung (F) weisenden axialen Teilbereich die die Mantelfläche des stabförmigen Auswerfers (21, 22, 23) mit enger Gleitpassung umschließende Führungsaussparung (28) enthält, während der übrige axiale Endbereich (bei 38) - der Kürzungs- und Bearbeitungsbereich (K) des Ringbundes (R) - die Mantelfläche des Auswerfers (21, 22, 23) mit der verhältnismäßig großen Spielpassung umgibt.

2. Werkzeugform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Formhöhlung (F) zugekehrte Endbereich (32) des Einsatzelements (29) gehärtet ist.

3. Werkzeugform nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Formhöhlung (F) abge­ wandte Endbereich (bei R) des Werkzeugelements (29) vergütet, insbesondere zähvergütet ist.

4. Werkzeugform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsaussparung (28) des Einsatzelements (29) und/oder die Mantelfläche des stabförmi­ gen Auswerfers (21, 22, 23) mit einer die Gleiteigenschaften verbessernden Beschichtung versehen sind.