DE102010038915A1

DE102010038915A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen

Info

Publication number: DE102010038915A1
Application number: DE102010038915A
Authority: DE
Inventors: Rene Brunotte
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2012-02-09
Also published as: WO2012016801A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen (1), mit einem Werkzeug (17), das eine Aufnahmekammer (18) zum Aufnehmen und Erwärmen einer festen Formmasse (2) aufweist, wenigstens einem Verbindungskanal (22), der die Aufnahmekammer (18) mit wenigstens einer Kavität (15) eines Formwerkzeugs (12) verbindet und einer insbesondere kolbenartigen Einrichtung (19) zum Ausschieben der zumindest teilweise aufgeschmolzenen Formmasse (2) aus der Aufnahmekammer (18) in den wenigstens einen Verbindungskanal (22) und die wenigstens eine Kavität (15) des Formwerkzeugs (12). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem wenigstens einen Verbindungskanal (22) ein Trennelement (28) angeordnet ist, das den wenigstens einen Verbindungskanal (22) in Strömungsrichtung (30) der zumindest teilweise aufgeschmolzenen Formmasse (2) in wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24) unterteilt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Eine derartige Vorrichtung bzw. ein derartiges Verfahren sind aus der Praxis bereits bekannt, wobei das Verfahren auch als „Resin Transfer Molding”-Verfahren bezeichnet wird. Hierbei dient das Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Duroplasten und Elastomeren. Eine zur Anwendung des Verfahrens verwendete Vorrichtung weist eine Aufnahme- bzw. Vorkammer auf, in der eine zunächst feste Formmasse, aus der anschließend das Formteil gebildet wird, eingebracht wird. Die Formmasse wird dann über die meistens beheizte Aufnahme – bzw. Vorkammer nach deren zumindest teilweisem Aufschmelzen über wenigstens einen Verbindungskanal, bevorzugt mehrere Verbindungskanäle, in ein Formwerkzeug eingespritzt, wobei dies beispielweise mittels eines Kolbens erfolgt, der die zumindest teilweise aufgeschmolzene Formmasse aus der Aufnahme- bzw. Vorkammer in den wenigstens einen Verbindungskanal einspritzt bzw. überschiebt. Das Ausbilden des Formteils selbst erfolgt in einer Aufnahme (Kavität) bzw. einem Formnest des Formwerkzeugs unter Einwirkung von Wärme und Druck.
Bei relativ kleinen Formteilen und somit auch relativ kleinen, meist tablettenartigen Formmassen, arbeitet das bekannte Verfahren zufriedenstellend. Problematisch sind hingegen relativ große Formteile, die dementsprechend relativ große oder aber mehrere Formmassen benötigen, um, insbesondere beim Vorhandensein mehrerer Aufnahmen in dem Formwerkzeug, in einem Arbeitsgang möglichst viele Formteile herstellen zu können. Problematisch ist hierbei insbesondere, dass genügend Material der Formmasse aufgeschmolzen ist, bevor dieses in die Aufnahme des Formwerkzeugs eingebracht wird. Es sind daher relativ große Heizleistungen bzw. eine relativ lange Verweilzeit der Formmasse in der Aufnahmekammer erforderlich, um das gewünschte Aufschmelzen der Formmasse zu erreichen.
Weiterhin hat man festgestellt, dass Wärme auch über den Verbindungskanal zwischen der Aufnahmekammer und dem Formwerkzeug in die Formmasse eingebracht wird. Dabei hat man festgestellt, dass in der Randschicht der Formmasse zu dem Verbindungskanal eine laminare Strömung herrscht, die zu einer besseren Erwärmung der Formmasse an der Wand des Verbindungskanals führt.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen nach den Oberbegriffen der beiden unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass ein verbessertes Aufschmelzen der Formmasse ermöglicht wird. Ein derartiges, verbessertes Aufschmelzen der Formmasse schafft die Möglichkeit, den wenigstens einen Verbindungskanal zwischen der Aufnahmekammer und dem Formwerkzeug hinsichtlich seiner Länge zu minimieren bzw. die Heizleistung der Aufnahmekammer herabzusetzen. Beides führt zu verringerten Investitions- bzw. Betriebskosten. Weiterhin führt eine verbesserte Aufschmelzleistung der Formmasse bei ansonsten gleichen. Bedingungen zu einer höheren Leistung der Vorrichtung, da die Zeit zum Aufschmelzen der Formmasse verringert ist und die Taktzeit beim Herstellen der Formteile somit verkürzt ist. Die angesprochenen Aufgaben werden bei einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen mit den Merkmalen der beiden unabhängigen Ansprüche gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, durch ein Trennelement in dem wenigstens einen Verbindungskanal zwischen der Aufnahmekammer für die Formmasse und dem Formwerkzeug den Verbindungskanal bzw. den Strömungsweg des zumindest teilweise aufgeschmolzenen Kunststoffelements in wenigstens zwei Teilkanäle zu unterteilen bzw. eine Kavität mittels mehrerer Verbindungskanäle mit einer Aufnahmekammer zu verbinden. Im Falle der Ausbildung eines Verbindungskanals mit wenigstens zwei Teilkanälen wird hierbei durch eine im Vergleich zu einem einzigen Verbindungskanal vergrößerte Gesamtkontaktfläche zu der aufzuschmelzenden Formmasse im Wandbereich ein besserer Wärmeübergang geschaffen, der die benötigte Aufschmelzzeit für die Formmasse verringert. Ein ähnlicher Effekt lässt sich erzielen, wenn eine Kavität mit einer Aufnahmekammer mit mehreren Verbindungskanälen verbunden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen sind in den jeweils angeführten Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen von zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Weiterhin sollen in den Ansprüchen vorrichtungstechnische Merkmale auch verfahrenstechnisch beanspruchbar sein und verfahrenstechnische Merkmale auch vorrichtungstechnisch.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Größe der Mantelflächen der Teilkanäle je Längeneinheit größer ist als die Mantelfläche des wenigstens einen Verbindungskanals vor der Auftrennung in die wenigstens zwei Teilkanäle. Dadurch wird die vergrößerte Kontaktfläche der wenigstens zwei Teilkanäle im Vergleich zudem wenigstens einen Verbindungskanal ermöglicht, der eine bessere Wärmeübertragung zur Folge hat.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass die Querschnittsfläche des wenigstens einen Verbindungskanals und die Summe der Querschnittsflächen der wenigstens zwei Teilkanäle gleich groß sind. Dadurch wird eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit des aufzuschmelzenden Materials ermöglicht bzw. ein über den Strömungsweg des Materials gleichbleibender Druck erzeugt.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Querschnittsflächen der wenigstens zwei Teilkanäle gleich groß sind. Dadurch wird insbesondere eine gleichmäßige Erwärmung der beiden Teilstränge des Kunststoffmaterials bzw. der Formmasse ermöglicht. Dies führt beim nachfolgenden Einbringen der aufgeschmolzenen Formmasse in das Formwerkzeug zu einer homogen aufgeschmolzenen Masse mit gleichförmiger Temperatur, die eine gleichmäßige Aushärtung und somit eine hohe Qualität ermöglicht.
Insbesondere bei einem Formwerkzeug, das aufgrund seiner Gestaltung bzw. seiner Größe lediglich mittels eines einzigen Verbindungskanals mit Formmasse versorgt wird, ist es darüber hinaus vorteilhaft, wenn die wenigstens zwei Teilkanäle in Strömungsrichtung der zumindest teilweise aufgeschmolzenen Formmasse vor der wenigstens einen Kavität des Formwerkzeugs wieder zu dem wenigstens einem Verbindungskanal vereint werden. Dadurch wird eine Durchmischung bzw. Wiedervereinigung der Teilstränge der Formmasse in dem Verbindungskanal ermöglicht, die bzgl. der Temperaturverteilung eine relativ homogene Formmasse zur Folge hat.
In einer besonders bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, dass die Querschnittsform des wenigstens einen Verbindungskanals und der wenigstens zwei Teilkanäle jeweils rund oder oval ausgebildet ist, dass der wenigstens eine Verbindungskanal und die wenigstens zwei Teilkanäle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und, dass das Formwerkzeug wenigstens zwei miteinander zusammenwirkende Formteile aufweist, deren Teilung in der gemeinsamen Ebene verläuft. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass ein einfaches Entformen der erstarrten Formmasse aus dem Bereich des Verbindungskanals bzw. der wenigstens zwei Teilkanäle ermöglicht wird, wobei durch die runde bzw. ovale Ausbildung das Haftenbleiben von Resten der erstarrten Formmasse in dem wenigstens einen Verbindungskanal bzw. den wenigstens zwei Teilkanälen vermieden wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 bis 4 eine Vorrichtung zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen während verschiedener Prozessphasen, jeweils in stark vereinfachter Seitenansicht,
5 den Bereich eines Verbindungskanals und zweier Teilkanäle in einem vereinfachten Schnitt,
6 eine gegenüber der 5 modifizierte Anordnung mit mehreren Teilkanälen, ebenfalls in einem vereinfachten Schnitt und
7 eine gegenüber der 6 modifizierte Anordnung mit mehreren Verbindungskanälen, die eine Aufnahmekammer mit einer Kavität verbinden, ebenfalls in einem vereinfachten Schnitt.
In den 1 bis 4 ist eine Vorrichtung 10 zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen 1 dargestellt. Bei dem Formteil 1 handelt es sich insbesondere um ein Formteil 1, das Teil eines elektrischen Schaltungsträgers bzw. eines elektrischen Schaltgeräts ist, insbesondere bei Anwendungen in der Kraftfahrzeugtechnik. Hierbei wird mittels der Vorrichtung 10 während eines einzigen Fertigungstaktes wenigstens ein Formteil 1, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl bzw. mehrere Formteile 1 gleichzeitig hergestellt.
Die Vorrichtung 10 umfasst beispielhaft ein Maschinengestell 11, an dessen Oberseite ein Formwerkzeug 12 angeordnet ist. Das Formwerkzeug 12 weist zwei Formwerkzeughälften 13, 14 auf, die miteinander zusammenwirken, wobei durch das Formwerkzeug 12 bzw. die Formwerkzeughälften 13, 14 die Gestalt des Formteils 1 bzw. der Formteile 1 derart gebildet wird, dass in den Formwerkzeughälften 13, 14 für jedes Formteil 1 jeweils eine in den 1 bis 4 nicht dargestellte Kavität 15 ausgebildet ist. Da bevorzugt, wie bereits erläutert, pro Fertigungstakt mehrere Formteile 1 gleichzeitig gefertigt werden, umfasst das Formwerkzeug 12 somit auch eine Vielzahl von Kavitäten 15, auch wenn in der Beschreibung bzw. den Figuren ggf. nur eine Kavität 15 beschrieben bzw. gezeigt ist.
Während des eigentlichen Fertigungsprozesses der Formteile 1 sind die beiden Formwerkzeughälften 13, 14 entsprechend der 1 bis 3 übereinander bzw. in Deckung angeordnet, derart, dass die Kavitäten 15 nach außen hin geschlossen sind. Zum Entnehmen bzw. Entformen des wenigstens einen Formteils 1 werden die beiden Formwerkzeughälften 13, 14 entsprechend der 4 voneinander getrennt bzw. beabstandet. Hierzu weist das Maschinengestell 11 mehrere Säulen 16 bzw. Führungen auf, die ein Werkzeug 17 (auch „Plunger” genannt) tragen.
Die obere Formwerkzeughälfte 14 ist an der Unterseite des Werkzeugs 17 angeordnet, derart, dass bei einem Anheben des Werkzeugs 17 gleichzeitig die obere Formwerkzeughälfte 14 mit angehoben wird, um ein Entformen der Formteile 1 zu ermöglichen (4).
Das Werkzeug 17 umfasst eine in den 1 bis 4 lediglich schematisch dargestellte Aufnahmekammer 18 zur Aufnahme wenigstens einer festen Formmasse 2. Die Formmasse 2 weist dabei, im Gegensatz zur Verwendung von Granulat, eine tabletten- bzw. pelletartige Form mit beispielsweise einem größtem Maß (Länge oder Durchmesser) von etwa maximal 20 mm auf. Die insbesondere aus einem Duroplast bestehende Formmasse 2 bildet das Material für die Formteile 1, wobei die Formmasse 2 mittels des Werkzeugs 17 zumindest teilweise aufgeschmolzen wird und anschließend in die Kavitäten 15 des Formwerkzeugs 12 eingebracht wird. Dabei füllt die Formmasse 2 die Kavitäten 15 aus und nach deren Abkühlung, bei der sich die Formmasse 2 wieder verfestigt, können die Formteile 1 aus dem Formwerkzeug 12 entnommen und ggf. nachgetempert werden.
Das Überführen bzw. Ausschieben der Formmasse 2 aus dem Werkzeug 17 in das Formwerkzeug 12 findet mittels einer in den 1 bis 4 nur schematisch dargestellten Einrichtung 19 statt, die beispielhaft einen Kolben 20 aufweist, der in die Aufnahmekammer 18 einführbar ist und dabei die zumindest teilweise aufgeschmolzene Formmasse 2 aus der Aufnahmekammer 18 verdrängt. Zum Aufschmelzen der Formmasse 2 ist das Werkzeug 17 bzw. die Aufnahmekammer 18 beheizbar ausgebildet, derart, dass die Wand der Aufnahmekammer 18 beispielsweise eine Temperatur von etwa 180°C aufweist.
Das Überführen bzw. Ausschieben der zumindest teilweise aufgeschmolzenen Formmasse 2 aus der Aufnahmekammer 18, die hierbei zunächst beispielsweise eine Temperatur von 70°C aufweist, in die Kavitäten 15 des Formwerkzeugs 12 findet nicht direkt bzw. unmittelbar, sondern über wenigstens einen, in der 5 erkennbaren Verbindungskanal 22 statt. Der Verbindungskanal 22 hat somit direkte Verbindung einerseits mit der Aufnahmekammer 18 und andererseits mit der bzw. den Kavitäten 15 des Formwerkzeugs 12. Der Verbindungskanal 22 ist dabei entweder im Formwerkzeug 12 oder aber im Werkzeug 17 angeordnet.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Verbindungskanal 22 zumindest über einen Teilabschnitt seiner Länge in wenigstens zwei Teilkanäle 23, 24 aufgeteilt ist. Bei dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal 22 auf der Seite 25 mit der Aufnahmekammer 18 des Werkzeugs 17, und auf der Seite 26 mit der bzw. den Kavitäten 15 des Formwerkzeugs 12 verbunden. Die Ausbildung bzw. Anordnung der beiden Teilkanäle 23, 24 ist derart, dass der Verbindungskanal 22 auf der Seite 25 sich in die beiden Teilkanäle 23 und 24 aufteilt, und sich die beiden Teilkanäle 23 und 24 auf der Seite 26 wieder zu dem (einzigen) Verbindungskanal 22 vereinen.
Zur Ausbildung der beiden Teilkanäle 23, 24 ist ein Trennelement 28 vorgesehen, das in der in der 5 dargestellten Ausführung auf der der Aufnahmekammer 18 zugewandten Seite eine Trennkante 29 aufweist. Der Querschnitt des Trennelements 28 vergrößert sich, beginnend von der Trennkante 29, in Strömungsrichtung 30 der Formmasse 2 zunächst kontinuierlich, um anschließend wieder ebenfalls kontinuierlich abzunehmen, damit die beiden Teilkanäle 23 und 24 sich wieder zu dem einzigen Verbindungskanal 22 vereinen.
Das Trennelement 28 ist entweder in einer der beiden Formwerkzeughälften 13 oder 14 angeordnet, insbesondere einstückig mit einer der beiden Formwerkzeughälften 13 oder 14 verbunden, oder aber es besitzt eine Teilung in der Teilungsebene der beiden Formwerkzeughälften 13, 14, d. h., dass jeweils ein Teilbereich des Trennelements 28 in einer der beiden Formwerkzeughälften 13, 14 angeordnet ist. Hierbei verlaufen die beiden Teilkanäle 23 und 34 sowie der Verbindungskanal 22 ebenfalls in der Trennebene des Formwerkzeugs 12.
Vorzugsweise ist der Querschnitt sowohl des Verbindungskanals 22 als auch der beiden Teilkanäle 23 und 24 jeweils rund, ggf. auch oval ausgebildet. Weiterhin ist vorzugsweise die Gesamtquerschnittsfläche der beiden Teilkanäle 23 und 24 gleich groß wie die Querschnittsfläche des Verbindungskanals 22. Wesentlich ist, dass über den Bereich des Verbindungskanals 22 sowie der beiden Teilkanäle 23 und 24 zusätzliche Wärme in die Formmasse 2 eingebracht bzw. übertragen wird. Hierzu kann der Bereich des Verbindungskanals 22 bzw. der beiden Teilkanäle 23 und 24 ggf. zusätzlich beheizt bzw. mit einer separaten Heizeinrichtung versehen sein.
Im Ausführungsbeispiel sind die Querschnittsflächen der beiden Teilkanäle 23 und 24 zumindest annähernd jeweils gleich groß, das heißt, dass sie jeweils die Hälfte des Verbindungskanals 22 beträgt. Dadurch sind bei der beschriebenen Geometrie die Umfangs- bzw. Mantelflächen der beiden Teilkanäle 23 und 24 größer als die Umfangs- bzw. Mantelfläche im Bereich des Verbindungskanals 22, jeweils bezogen auf die gleiche Längeneinheit. Durch diese vergrößerte Umfangs- bzw. Mantelfläche der beiden Teilkanäle 23 und 24, in Verbindung mit der gegenüber dem Verbindungskanal 22 jeweils verringerten Querschnittsfläche, wird eine verbesserte Wärmeeinleitung in die Formmasse 2 ermöglicht.
In der 5 ist rein schematisch eine Formmasse 2 dargestellt, die den Verbindungskanal 22 sowie die beiden Teilkanäle 23 und 24 passiert. Der Einfachheit halber ist in der 5 die Formmasse 2 während verschiedener Positionen ihres Transports dargestellt. Hierbei sind in der Formmasse 2 jeweils drei Bereiche 32 bis 34 bezeichnet, die sich durch eine unterschiedliche Temperatur auszeichnen. Der Bereich 32 weist die höchste Temperatur auf und der Bereich 34 die niedrigste Temperatur, während der Bereich 33 eine Temperatur aufweist, die zwischen den Temperaturen der Bereiche 32 und 34 liegt. Beim Passieren der Formmasse 2 durch den Verbindungskanal 22 auf der Seite 25 erkennt man, dass der Bereich 32 mit der höchsten Temperatur sich am Umfang der Formmasse 2 befindet, da dieser Bereich wärmekontaktierend mit der Wand des Verbindungskanals 22 verbunden ist. Nachdem die Formmasse 2 mittels der Trennkante 29 des Trennelements 28 in zwei Formmassen 2a, 2b aufgetrennt wurde und dabei das Trennelement 28 passiert, erkennt man, dass der zunächst kälteste Bereich 34 der beiden Formmassen 2a, 2b in wärmeleitenden Kontakt mit der Wand des Trennelements 28 gerät und von dieser erwärmt wird. Am Ende des Trennelements 28 weisen die beiden Formmassen 2a und 2b wiederum einen inneren Kern bzw. einen Bereich 34 mit geringerer Temperatur auf. Nach dem Passieren der Seite 26 werden die beiden Formmassen 2a, 2b wieder zusammengeführt, wobei sich zwei relativ kleine Bereiche 34 ausbilden.
Vergleicht man nun die Homogenität bzw. die Temperaturverteilung der Formmasse 2 nach dem Passieren des Trennelements 28 mit einer Vorrichtung 10, die kein Trennelement 28 und somit auch keine Teilkanäle 23 und 24 aufweist, so kann man feststellen, dass über das Trennelement 28 eine größere Wärmeenergiemenge in die Formmasse 2 eingeleitet wurde als dies der Fall wäre ohne ein Trennelement 28. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Formmasse 2 nach dem Passieren des Trennelements 28 einen höheren Aufschmelzungsgrad aufweist bzw. eine höhere Temperatur bzw. gleichmäßigere Temperaturverteilung.
In der 6 ist der Fall dargestellt, bei dem der Verbindungskanal 22 in fünf Teilkanäle 35 bis 39 aufgeteilt ist. Hierzu dienen die in der 6 erkennbaren vier Trennelemente 40 bis 43. Auch bei dem in der 6 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Teilkanäle 36 bis 39 anschließend wieder zu einem einzigen Verbindungskanal 22 zusammengeführt.
In der 7 ist eine modifizierte Vorrichtung dargestellt, bei der die Aufnahmekammer 18a mit mehreren Verbindungskanälen 22a bis 22c beispielhaft mit einer einzigen Kavität 15a verbunden ist. Es findet hiermit, im Gegensatz zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen, keine Aufteilung eines Verbindungskanals 22 in Teilkanäle 34, 24 bzw. 35 bis 39 statt.
Die Verbindungskanäle 22a bis 22c können dabei eine gleiche Querschnittsfläche aufweisen, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der Verbindungskanäle 22a bis 22c eine unterschiedliche Querschnittsfläche aufweisen.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, wenigstens einen der Verbindungskanäle 22a bis 22c wiederum in Teilkanäle aufzuteilen, wie dies bei den anderen Ausführungsbeispielen dargestellt ist. Bei einer Ausführungsform gemäß der 6 kann es, je nach Größe bzw. Querschnitt der Verbindungskanäle 22a bis 22c vorkommen, dass der mittlere Verbindungskanal 22b, bei nicht vollständig aufgeschmolzener Formmasse 2, den relativ kalten bzw. noch nicht aufgeschmolzenen Kern der Formmasse 2 aufnimmt, während in den beiden randseitigen Verbindungskanälen 22a und 22c vollständig aufgeschmolzene Formmasse 2 aus den Randbereichen der Formmasse 2 transportiert wird. In diesem Fall kann es beispielsweise vorteilhaft sein, den mittleren Verbindungskanal 22b zusätzlich in Teilkanäle aufzuteilen.
Weiterhin kann es, entweder aus Gründen des verschiedenen Aufschmelzungsgrades der Formmasse 2 in den Verbindungskanälen 22a bis 22c, oder aufgrund beispielsweise unterschiedlicher Längen oder Querschnittsflächen der Verbindungskanäle 22a bis 22c auch zu unterschiedlichen Drücken in den Verbindungskanälen 22a bis 22c kommen. Dies muss bei der Festlegung der Anzahl bzw. der Dimensionierung der Verbindungskanäle 22a bis 22c berücksichtigt werden bzw. dies kann positiv genutzt werden, um Formteile 1 mit homogener Qualität zu erhalten.
Die soweit beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht in einer Aufteilung eines Verbindungskanals 22 zwischen einer Aufnahmekammer 18 und einer bzw. mehreren Kavitäten 15 in wenigstens zwei Teilkanäle 23, 24 bzw. 36 bis 39. Eine derartige Modifikation der Vorrichtung 10 kann beispielsweise darin bestehen, dass die Teilkanäle 23, 24 bzw. 36 bis 39 entweder nur teilweise, oder aber überhaupt nicht mehr zusammengeführt bzw. wieder vereint werden, d. h. direkt mit der bzw. den Kavitäten 15 des Formwerkzeugs 12 verbunden werden.

Claims

Vorrichtung (10) zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen (1), mit einem Werkzeug (17), das eine Aufnahmekammer (18; 18a) zum Aufnehmen und Erwärmen einer festen, insbesondere tablettenförmigen Formmasse (2) aufweist, wenigstens einem Verbindungskanal (22; 22a bis 22c), der die Aufnahmekammer (18; 18a) mit wenigstens einer Kavität (15; 15a) eines Formwerkzeugs (12) verbindet und einer insbesondere kolbenartigen Einrichtung (19) zum Ausschieben der zumindest teilweise aufgeschmolzenen Formmasse (2) aus der Aufnahmekammer (18; 18a) in den wenigstens einen Verbindungskanal (22; 22a bis 22c) und die wenigstens eine Kavität (15; 15a) des Formwerkzeugs (12), dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Verbindungskanal (22) ein Trennelement (28) angeordnet ist, das den wenigstens einen Verbindungskanal (22) in Strömungsrichtung (30) der zumindest teilweise aufgeschmolzenen Formmasse (2) in wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) unterteilt bzw. dass die wenigstens eine Kavität (15a) mit mehreren Verbindungskanälen (22a bis 22c) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Mantelflächen der Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) je Längeneinheit größer ist als die Mantelfläche des wenigstens einen Verbindungskanals (22) vor der Auftrennung in die wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des wenigstens einen Verbindungskanals (22) und die Summe der Querschnittsflächen der wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) gleich groß sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen der wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) gleich groß sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) vor der wenigstens einen Kavität (15) des Formwerkzeugs (12) wieder zu dem wenigstens einen Verbindungskanal (22) vereint werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbindungskanal (22) Teil des Werkzeugs (17) ist und, dass das Trennelement (28) mit dem Werkzeug (17) in wärmeleitendem Kontakt angeordnet, insbesondere an diesem angeformt, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (28) in Strömungsrichtung (30) des zumindest teilweise aufgeschmolzenen Kunststoffelementes (2) einen ersten Abschnitt mit einem sich vergrößerten Querschnitt aufweist und, dass das Trennelement (28) auf der der Aufnahmekammer (18) zugewandten Seite eine Trennkante (29) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des wenigstens einen Verbindungskanals (22) und der wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) jeweils rund oder oval ausgebildet ist, dass der wenigstens eine Verbindungskanal (22) und die wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24) in einer gemeinsame Ebene angeordnet sind und, dass das Formwerkzeug (12) wenigstens zwei miteinander zusammenwirkende Formwerkzeughälften (13, 14) aufweist, deren Teilung in der gemeinsamen Ebene verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorhandensein mehrerer, mit einer Kavität (15a) verbundenen Verbindungskanäle (22a bis 22c) zumindest zwei Verbindungskanäle (22a bis 22c) unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen.
Verfahren zum Herstellen von aus Kunststoff bestehenden Formteilen (1), bei dem in einer Aufnahmekammer (18; 18a) eine feste Formmasse (2) zumindest teilweise aufgeschmolzen und anschließend über wenigstens einen Verbindungskanal (22; 22a bis 22c) in wenigstens eine Kavität (15; 15a) eines Formwerkzeugs (12) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbindungskanal (22) mittels wenigstens eines Trennelements (28) in wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) unterteilt wird, wobei die Mantelflächen der wenigstens zwei Teilkanäle (23, 24; 35 bis 39) pro Längeneinheit insgesamt größer sind als die Mantelfläche des wenigstens einen Verbindungskanals (22) bzw. dass die Formmasse (2) von der Aufnahmekammer (18a) in mehrere Verbindungskanäle (22a bis 22c) verteilt wird, die mit einer Kavität (15a) verbunden sind.