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WERKZEUG-/ FORMENBAU
Rheologisch und thermisch optimal ausgelegte Umlenktechnik
Schmelzeführung ohne Ecken und Kanten
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Der Schlüssel für eine hohe Produktqualität und einen sicheren Spritzgiess-Prozess bei möglichst kurzen Zykluszeiten liegt oft im Werkzeug. Dabei sind die Hersteller von Systemkomponenten wie etwa Heisskanalsystemen ebenso gefordert wie die Formenbauer selbst.
Das Sicherstellen einer konstanten Bauteilqualität unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte ist nicht immer einfach. Zum einen sind kurze Zykluszeiten und damit ein schnelles Erstarren der Schmelze gewünscht, zum anderen müssen alle Kavitäten im Werkzeug gleichmässig gefüllt werden. Unterschiedliches Füllverhalten entsteht oft durch ein ungleichmässiges Fliessverhalten der Schmelze. Dessen Ursachen sind Unterschiede hinsichtlich des Drucks, der Temperatur und der Schmelzeviskosität. Denn die Viskosität von Kunststoffen wird von der Scherrate und der Temperatur beeinflusst. Erhöht sich die Scherrate oder die Temperatur, verringert sich die Viskosität. Mittels einer ausgeklügelten Verteilertechnik, fliesstechnisch optimierter Umlenker und hochwertig bearbeiteter Konturstopfen können Füllvorgänge positiv beeinflusst und es kann ein gleichmässigeres Fliessverhalten erreicht werden.
Umlenkeinheiten begünstigen Fliessverhalten
Günther hat neue, technisch ausgeklügelte Umlenkeinheiten im Portfolio und kann diese entsprechend den Anforderungen einsetzen. In seinem Technikum führt der Frankenberger Spezialist unter anderem Material- und Fliesstests unter Produkti onsbedingungen durch, um eine schmelzeschonende und homogene Temperatur
Die geteilten Standardumlenker bieten fliesstechnisch viele Vorteile, wie etwa hochgenaue Oberflächen der schmelzeführenden Kanäle.
verteilung zu gewährleisten. Aber auch thermische Simulationen kommen zum Einsatz. Dies ist wichtig, da der grösste Verschleiss meist in den Umlenkungen stattfindet. Hier wird die Schmelze in eine andere Richtung umgeleitet und unterliegt generell unterschiedlichsten Scherkräften. Die neuen, geteilten Standardumlenker bieten fliesstechnisch viele Vorteile, wie etwa hochgenaue Oberflächen der schmelzeführenden Kanäle. Zudem haben sie den praktischen Vorteil, dass man sie bei Verschleiss oder zur Reinigung leicht und schnell wechseln kann. Neben Umlenkern sind Stopfen zum Verschliessen der hochwertig gebohrten Verteilerkanäle von entscheidender Bedeutung. Günther greift hierbei auf ein umfassendes Stopfen-Sortiment zurück. Schrägstopfen oder Konturstopfen lenken die Schmelze durch ihre Oberflächengeometrie sanfter um und bieten trotzdem einen guten Zugang zum Schmelzekanal im Reinigungsfall. Selbstverständlich hat Günther auch Konturstopfen für Nadelverschlussanwendungen und offene Systeme im Programm.
Kontakt Günther Heisskanaltechnik GmbH Industriepark Nord Sachsenberger Strasse 1 D-35066 Frankenberg (Eder) +49 6451 5008-0 info@guenther-heisskanal.de www.guenther-heisskanal.de
Wo konventionelle Zweistufenauswerfer an ihre Grenzen kommen
Rundklinkeneinheit bietet flexible Lösung
Bei einem Spritzgiesswerkzeug mit komplexer Entformung konnten Rundklinkeneinheiten des Lüdenscheider Normalienspezialisten Hasco zur optimalen Lösung beitragen. Die Einheiten wurden speziell für den Einsatz in Spritzgiess- und Druckgiesswerkzeugen entwickelt, wenn eine zweite Werkzeugtrennebene erforderlich ist.
Dr. Michael Thielen 1
Wenn es um anspruchsvolle Spritzgiesswerkzeuge geht, arbeiten der Werkzeugbau JBW und die E.W. Konstruktionen GmbH gerne zusammen. Die Johannes Becker Werkzeugbau GmbH, spezialisiert auf Spritzgussformen und den PräzisionsWerkzeugbau mit Sitz in Neuenrade im Sauerland, unterstützt ihre Kunden von der Idee bis zum Serienprodukt. JBW entwickelt im Dialog mit den Kunden kunststoffgerechte Lösungen und innovative Werkzeugkonzepte. Auch wenn der Schwerpunkt des Unternehmens in der Fertigung hochkomplexer Hybridwerkzeuge für thermo- als auch duroplastischer Kunststoffe, sprich Metalloder Elektronik-Umspritzwerkzeuge liegt, gibt es immer wieder Projekte, die auf den ersten Blick vielleicht recht einfach aussehen, es bei näherem Hinsehen aber «in sich haben».
Komplexe Teile entformen
So auch im Fall einer Muffe aus Polypropylen für ein Abgassystem der Firma Centrotherm. Hier bestand eine besondere Herausforderung in der Betätigung eines Einfallkerns zum Entformen einer umlaufenden Ringnut für eine Dichtung, die bislang in einem separaten Arbeitsgang nachträglich angewalzt wurde. Das Unternehmen aus Brilon entwickelt und fertigt innovative Kunststoff-Abgassysteme für die Brennwerttechnik sowie Lösungen und Produkte aus Edelstahl für die Lüftungsund Automobilindustrie. Unterstützung bei der Konstruktion dieses Werkzeuges mit einer anspruchsvollen Entformungslösung holte sich der Formen
Rundklinkeneinheit Z1780/..., Z1782/...
bauer JBW bei der E.W. Konstruktionen GmbH aus dem ostwestfälischen Hille und dem damit kooperierenden Unternehmen WinterTools aus Havixbeck. Die beiden verstehen sich als innovative Dienstleister für die Entwicklung, Konstruktion, Simulation und Dokumentation von Spritzgusswerkzeugen und verfolgen stets das Ziel, gemeinsam mit den Kunden die besten Lösungen im Werkzeug- und Formenbau zu erarbeiten.
Abgasmuffe mit Hinterschnitt
Mit der Aufgabenstellung, die hinterschnittige Dichtungsnut der Muffe mit einem Durchmesser von 250mm sofort im Spritzgiessprozess zu erzeugen, wandte sich der Kunde Centrotherm an JBW. Gemeinsam mit der E.W. Konstruktionen GmbH und WinterTools wurde das Konzept erarbeitet, der Artikel in Abstimmung mit Centrotherm sofort spritzgiessgerecht umkonstruiert und so beispielsweise die Entformungsschrägen im Bereich der Nut optimiert. Eine auswechselbare Markierungsplatte wird per Schrägbolzen und Schieber freigestellt. Über einen Kaltkanal-Sternanguss gelangt die Kunststoffschmelze in das Werkzeug. Die Muffe mit einem Gewicht von rund
Muffe für ein Abgassystem
540 Gramm wird mit einer Zykluszeit von 2 Minuten in einer Stückzahl von 8000 bis 10000 pro Jahr gefertigt.
Zweistufig mit grossen Hüben
Um den Hinterschnitt im Artikel zu entformen, wird ein erster Hub von 55 mm benötigt. Dazu fahren zunächst die beiden Auswerferpakete 1 und 2 um 55 mm hydraulisch angetrieben nach vorne, um die Ringnut freizugeben. Die Rundklinkeneinheit für Schubbewegungen koppelt dabei die beiden Pakete formschlüssig, wobei die zentrale umlaufende Mehrfachverriegelung für einen optimalen Kraftfluss sorgt. Dies ist von besonderer Bedeutung, da sich die beiden Auswerferpakete absolut synchron bewegen müssen, um die Vorrichtung zur
Freistellung der Nut nicht zu beschädigen. Nachdem der erste Hub von 55 mm abgeschlossen ist, lösen die Kugeln im Klinkenzug die Verriegelung, so dass das Auswerferpaket 1 den restlichen HUB von 151 mm zur Betätigung einer Abstreifplatte ausführen kann. Diese schiebt die Muffe dann zur Entformung aus dem Werkzeug. Die Anguss-Spinne wird durch Auswerfer stifte entformt und von einem Entnahmegreifer kontrolliert entfernt. Da die Rundklinkeneinheiten innerhalb des Werkzeuges platziert werden, sind sie während Produktion, Transport und Lagerung optimal geschützt. Ein Ausgleich des Wärmeausdehnungsversatzes sowie ein integrierter Kollisionsschutz tragen zusätzlich zur Prozesssicherheit bei.
Keine Justierung nötig
«Wir waren überrascht, wie einfach dieses Rundklinken-Schubsystem funktioniert», sagt Benjamin Lionnais, Betriebsleiter bei JBW. «Der Einbau ist sehr flexibel möglich und die Justierung und Kalibrierung ist sehr zuverlässig». Im Vergleich: Bei einem normalen Zweistufenauswerfer, wo die erste Stufe immer auf das Endmass justiert wird, muss bei einer Wartung alles wieder abgeschraubt und später, nach der Montage neu justiert werden. Das ist bei der Rundklinkeneinheit nicht erforderlich: ausbauen – einbauen – passt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Rundklinkeneinheit besteht darin, dass nur diese einen zweiten Hub in der erforderlichen Grössenordnung von über 150 mm ermöglicht. Mit konventionellen Zweistufenauswerfern ist das nicht realisierbar, da diese in der Regel nur einen geringeren maximalen Hub erlauben. Durch die mitlaufende Verriegelungshülse im Freispalt sind Fahrhublängen bzgl. Verschleiss ohne Bedeutung. Somit ist auch kaum Schmierung notwendig. Lediglich beim Erreichen der gewünschten Anschlagposition erfolgt ein kurzer Ausklinkhub, bei dem die fünf Kugeln von der Verriegelungshülse sanft abrollen. Normale zentrale oder dezentrale Zweistufenauswerfer haben zudem den Nachteil, dass die beiden Platten nicht gekoppelt, sondern nacheinander verfahren werden. Durch diese vorlaufende Bewegung können Entformungs- und Auswerfprozess bei dem hier zu fertigenden Artikel mit Standard-Zweistufenauswerfern nicht so elegant realisiert werden. Die Rundklinkeneinheit hingegen ermöglicht ein Nachlaufen bzw. ein gekoppeltes Verfahren der beiden Auswerferpakete.
Hohe Standzeiten
«Ein integriertes Federpaket dient zum Kollisionsschutz bei der Rückfahrbewegung zur Ausgangsposition und somit ist ein sanftes
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Eugen Abermet (E.W. Konstruktionen GmbH), Benjamin Lionnais (Johannes Becker (Werkzeugbau GmbH), Andreas Winter (WinterTools), Andreas Kaersch und Axel Fehling (Hasco) (v.l.)
Wiedereinfädeln der Verriegelungshülse gewährleistet.», erklärt Axel Fehling, Gebietsverkaufsleiter Deutschland West. Durch die einsatzgehärteten Verriegelungsköpfe und das wirkende Freispaltprinzip ist eine sehr schonende Ein- und Ausklinkung gewährleistet, wodurch sehr hohe Standzeiten erreicht werden können. Obwohl das komplette Werkzeug bei einer Grösse der Grundplatten von 596 × 696 mm rund 2,3 Tonnen wiegt, reichen zwei Rundklinkeneinheiten für einen optimalen Kraftschluss bei dieser Applikation aus. «Wir wissen es sehr zu schätzen, dass die Rundklinkeneinheiten bei Hasco sofort verfügbar waren und einbaufertig abge längt geliefert wurden, ohne dass nachjustiert werden musste», sagt Andreas Winter, Inhaber von WinterTools. Aber nicht nur die Rundklinkeneinheiten stammen von Hasco. Der komplette Werkzeugaufbau besteht ausschliesslich aus Komponenten des Lüdenscheider Normalienherstellers. «Wir arbeiten seit den 1960er-Jahren mit Hasco zusammen», sagt JBW Betriebsleiter Benjamin Lionnais. «Wir sind von den Produkten überzeugt, und wenn uns unser Kunde keinen anderen Lieferanten vorschreibt, wählen wir ausschliesslich Hasco, weil die Qualität, die Breite des Produktspektrums und die Liefertermine einfach stimmen. Nicht zuletzt spielt auch die persönliche Betreuung durch den zuständigen Technischen Verkäufer eine bedeutende Rolle.»
Kontakt Hasco Hasenclever GmbH + Co KG Römerweg 4 D-58513 Lüdenscheid +49 23 51 957-580 info.ch@hasco.com www.hasco.com
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