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Title:
INJECTION HEAD AND EJECTOR OF AN INJECTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/013925
Kind Code:
A2
Abstract:
There is proposed a method for producing a plastics component, preferably a fibre-reinforced component, an injection device (1) for carrying out the method and a manufacturing system which comprises the injection device (1) and a tool (5), wherein the method comprises the following method steps: A) injecting at least one liquid material by means of at least the injection device (1) into a cavity (5a), which cavity is formed by the tool (5); B) ejecting the produced component from the tool (5) by means of at least one ejection element (2, 9, 11); wherein the method is characterized in that in method step B at least a part-element of the injection device (1) is used as the ejection element (2, 9, 11) and is moved in relation to the tool (5).

Inventors:
HOFMANN PETER (DE)
HEIMANN JENS (DE)
WOLF DANIEL (DE)
EIFFLAENDER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/062412
Publication Date:
January 31, 2013
Filing Date:
June 27, 2012
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
HOFMANN PETER (DE)
HEIMANN JENS (DE)
WOLF DANIEL (DE)
EIFFLAENDER THOMAS (DE)
International Classes:
B29C45/40
Domestic Patent References:
WO2000074920A12000-12-14
Foreign References:
DE102008007989A12009-08-20
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils, vorzugsweise eines faserverstärkten Kunststoff-Bauteils, folgende Verfahrensschritte umfassend:

A Injizieren mindestens eines flüssigen Werkstoffes mittels mindestens einer Injektionsvorrichtung (1 ) in eine Kavität (5a), welche Kavität durch mindestens ein Werkzeug (5) gebildet wird;

B Auswerfen des hergestellten Bauteils aus dem Werkzeug (5) mittels mindestens eines Auswurfelementes (2, 9, 1 1 );

dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B wenigstens ein Teilelement der Injektionsvorrichtung (1 ) als Auswurfelement (2, 9, 1 1 ) verwendet und relativ zu dem Werkzeug (5) bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B die Injektionsvorrichtung (1 ) oder ein Injektionsstutzen (9) der Injektionsvorrichtung (1 ) oder ein in die Injektionsvorrichtung (1 ) integrierter Stößel (1 1 ), welcher Stößel (1 1 ) beweglich in und/oder an der Injektionsvorrichtung angeordnet ist, als Auswurfelement verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B das Auswurfelement (2, 9, 1 1 ) im Wesentlichen parallel zu der Einspritzrichtung (E) des flüssigen Werkstoffs bewegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswurfelement (2, 9) mittels eines relativ zu dem Werkzeug (5) bewegten Auswurfwerkzeuges (6) bewegt wird.

5. Verfahren nach zumindest Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswurfelement (2, 9) mittels eines Angriffselementes (8) bewegt wird, welches Angriff selement (8) zum Bewegen des Auswurfelementes (2, 9) vor Verfahrensschritt B zwischen dem Auswurfwerkzeug (6) und dem Auswurfelement (2, 9) angeordnet wird.

6. Verfahren nach zumindest Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auswurfelement (2, 9) ein verschiebbares Distanzelement (4) angeordnet ist, welches Distanzelement (4) vor Verfahrensschritt B parallel zur Verschieberichtung des Auswurfelementes (2, 9) an dem Auswurfelement (2, 9) verschoben wird, und dass in Verfahrensschritt B das Auswurfwerkzeug (6) zum Verschieben des Auswurfelementes (2, 9) vorzugsweise zumindest an dem Distanzelement (4) angreift.

7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Angriffselement (8) oder das Auswurfwerkzeug (6) manuell oder hydraulisch oder elektromechanisch bewegt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Auswurfelementes (2, 1 1 ) nach Verfahrensschritt A und vorzugsweise vor Verfahrensschritt B mindestens eine Injektionsöffnung (10c) der Injektionsvorrichtung (1 ) verschlossen wird.

9. Verfahren zumindest nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswurfelement (2, 1 1 ) in Verfahrensschritt B in die Kavität geführt wird, bis das Bauteil ausgeworfen wird.

10. Injektionsvorrichtung (1 ) zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils, vorzugsweise eines faserverstärkten Kunststoff-Bauteils, mittels Injektion mindestens eines flüssigen Werkstoffes in eine Kavität (5a), umfassend mindestens einen Injektionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung (1 ) oder zumindest ein Teilelement der Injektionsvorrichtung (1 ) als Auswurfelement (2, 9, 1 1 ) zum Auswerfen des hergestellten Kunststoff-Bauteils ausgebildet ist.

1 1 . Injektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung (1 ) oder ein Injektionsstutzen (9) der Injektionsvorrichtung (1 ) oder ein in die Injektionsvorrichtung (1 ) integrierter Stößel (1 1 ), welcher Stößel (1 1 ) beweglich in und/oder an der Injektionsvorrichtung angeordnet ist, als Aus- wurfelement ausgebildet ist.

12. Injektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung (1 ) ein Auswurfwerkzeug (6) umfasst, welches Auswurfwerkzeug (6) zum Auswerfen des Bauteils relativ zum Werkzeug (5) bewegbar angeordnet ist.

13. Injektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen des Auswurfelementes (2, 9) ein Angriff selement (8) vorgesehen ist, welches Angriffselement (8) zum Bewegen des Auswurfelementes (2, 9) zwischen dem Auswurfwerkzeug (6) und dem Auswurfelement (2, 9) wahlweise anordbar ist.

14. Injektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auswurfelement (2, 9) ein parallel zur Verschieberichtung des Auswurfelementes (2) verschiebbares Distanzelement (4) vorgesehen ist, welches Distanzelement (4) vorzugsweise eine Angriffsfläche für das Auswurfwerkzeug (6) aufweist.

1 5. Injektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswurfelement (2, 1 1 ) zum Verschließen der Injektionsöffnung (10c) der Injektionsvorrichtung (1 ) ausgebildet ist.

1 6. Fertigungssystem für ein Kunststoff-Bauteil, vorzugsweise ein faserverstärktes Kunststoff-Bauteil, umfassend eine Injektionsvorrichtung (1 ) und wenigstens ein Werkzeug (5), welches eine Kavität (5a) zur Herstellung des Kunststoff-Bauteils bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektions-vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorangegangenen Vorrichtungsansprüche ausgebildet ist.

Description:
Injektionskopf und Auswerfer einer Iniektionsvorrichtunq

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff- Bauteils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , eine Injektionsvorrichtung zum Herstellen des Kunststoff-Bauteils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 sowie ein Fertigungssystem für ein Kunststoff-Bauteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 6.

Bei der Herstellung von Kunststoff-Bauteilen, welche durch ein Injektionsverfahren hergestellt werden, wird mindestens ein flüssiger Kunststoff oder Harz in eine Kavität injiziert. Der Begriff „Kavität" beschreibt den durch mindestens ein Werkzeug gebildeten Hohlraum, in welchen der flüssige Werkstoff injiziert wird.

Ein typisches Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils umfasst folgende Verfahrensschritte:

A Injizieren mindestens eines flüssigen Werkstoffs mittels mindestens einer Injektionsvorrichtung in eine Kavität, welche Kavität durch mindestens ein Werkzeug gebildet wird;

B Auswerfen des hergestellten Bauteils aus dem Werkzeug mittels mindestens eines Auswurfelementes.

Eine Injektionsvorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils mittels Injektion mindestens eines flüssigen Werkstoffes in eine Kavität eines Werkzeugs umfasst typischerweise mindestens einen so genannten Injektionskopf worauf vorliegend aber nicht weiter eingegangen wird. Entsprechend werden im Rahmen dieser Beschreibung die Begriffe„Injektionsvorrichtung" und„Injektionskopf" synonym verwendet. Ein Fertigungssystem für ein Kunststoff-Bauteil umfasst typischerweise zumindest vorgenannte Injektionsvorrichtung und das Werkzeug.

Entwicklungsabteilungen in der Industrie, insbesondere der Kfz-Industrie, suchen verstärkt nach Möglichkeiten, die Fertigungsverfahren zum Herstellen eines Kunststoff- Bauteils dahingehend zu vereinfachen bzw. zu rationalisieren, dass die Produktionskosten der gefertigten Bauteile reduziert werden. Aus dem Stand der Technik sind zu diesem Zweck Injektionsvorrichtungen in Form von Injektionsköpfen oder in Form von statischen bzw. dynamischen Mischköpfen bekannt. Diese können selbstreinigend oder zum Mischen verschiedener Komponenten geeignet ausgebildet sein. Nach der Formgebung des Bauteils und der Öffnung der Form wird das Bauteil in der Regel mittels Druckstempeln oder beweglichen Formteilen ausgeworfen. Solche Auswerfer sind beispielsweise in der DE 10 2008 007 989 A1 beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils bzw. eine hierfür verwendete Injektionsvorrichtung sowie ein entsprechendes Fertigungssystem dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Fertigungsprozess für das Kunststoff-Bauteil im Vergleich mit dem vorbekannten Stand der Technik vereinfacht und kostengünstiger wird.

Gelöst ist diese Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils gemäß Anspruch 1 , einer Injektionsvorrichtung zum Herstellen des Kunststoff-Bauteils gemäß Anspruch 10 sowie ein Fertigungssystem gemäß Anspruch 1 6. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung finden sich in den Unteransprüchen 1 1 bis 15. Hiermit wird der Wortlaut dieser Unteransprüche durch ausdrückliche Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen, um Textwiederholungen zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils, vorzugsweise eines faserverstärkten Kunststoff-Bauteils, umfasst folgende Verfahrensschritte:

A Injizieren mindestens eines flüssigen Werkstoffes mittels mindestens eines Injektionskopfes oder einer Injektionsvorrichtung in eine Kavität, welche Kavität durch mindestens ein Werkzeug gebildet wird;

B Auswerfen des hergestellten Bauteils aus dem Werkzeug mittels mindestens eines Auswurfelementes. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B wenigstens ein Teilelement des Injektionskopfes bzw. der Injektionsvorrichtung als Auswurfelement verwendet und relativ zu dem Werkzeug bewegt wird.

Der flüssige Werkstoff wird mittels mindestens einer Injektionsvorrichtung bzw. eines Injektionskopfes in die Kavität bzw. die Form injiziert. Der Injektionskopf dient jedoch nicht nur als Injektionsvorrichtung, sondern gleichermaßen zumindest mit einem seiner Teileelemente auch als Auswurfelement. Hierdurch werden zwei Funktionen, nämlich das Injizieren sowie das Auswerfen, in einem Bauelement integriert. Dadurch vereinfacht sich das Verfahren zum Herstellen des Kunststoff-Bauteils, und der Gesamtkostenaufwand der Bauteilproduktion reduziert sich. Weiterhin sind zur Durchführung des Verfahrens weniger Bauelemente und keine zusätzlichen Öffnungen in dem Werkzeug für separate Auswurfelemente erforderlich, was sich günstig auf die Lebensdauer der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorrichtung und insbesondere des Werkzeugs auswirkt.

Eine vorzugsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Verfahrensschritt B wenigstens einer der Injektionsköpfe oder ein Injektionsstutzen eines der Injektionsköpfe oder ein in einen der Injektionsköpfe integrierter Stößel, welcher Stößel beweglich in und/oder an dem Injektionskopf angeordnet ist, als Auswurfelement verwendet wird. Der Injektionsstutzen oder auch ein in den Injektionskopf integrierter Stößel stellt ein Teilelement des Injektionskopfes dar, welches Teilelement beweglich ist und relativ zu dem Werkzeug bewegt werden kann. Bei jeder der vorgenannten Varianten sind jeweils die Funktionalität des Injizierens und des Auswerfens in dem Injektionskopf integriert, wodurch sich die oben genannten Vorteile ergeben.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass in Verfahrensschritt B das Auswurfelement im Wesentlichen parallel zu der Einspritzrichtung des flüssigen Werkstoffes bewegt wird. Die Bewegung des Auswurfelementes im Wesentlichen parallel zu der Einspritzrichtung entspricht bei typischen Formwerkzeugen in derjenigen Richtung, in der in effektiver Weise ein Auswurf des erzeugten Kunststoff-Bauteils erfolgt. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, dass die Bewegungsrichtung des Auswurfelementes in etwa senkrecht zur Forminnenseite des Werkzeugs im Bereich des Eintritts des Auswurfelementes in die Kavität und/oder axial zu einer Bohrung im Werkzeug für das Auswurfelement erfolgt.

Vorzugsweise erfolgt die Bewegung des Auswurfelementes bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels eines relativ zu dem Werkzeug bewegten Auswurfwerkzeugs. Es ist in dieser vorzugsweisen Ausführungsform folglich ein an dem Injektionskopf bzw. einem Teilelement des Injektionskopfes angreifendes Auswurfwerkzeug vorhanden. Dieses Auswurfwerkzeug greift derart an dem Auswurfelement an, dass dieses eine Bewegung relativ zu dem Werkzeug ausführt. Als Auswurfwerkzeug wird vorzugsweise ein für die Durchführung des Injektionsverfahrens bereits vorhandenes Element verwendet. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, zu diesem Zweck ein Element in/an der Injektionsvorrichtung zusätzlich vorzusehen.

Ein typischerweise für die Durchführung des Injektionsverfahrens bereits vorhandenes Element ist beispielsweise ein Gegenhalter, welcher beim Injizieren des flüssigen Werkstoffs den erforderlichen Druck auf das Werkzeug aufbringt. Vorzugsweise wird der Gegenhalter als Auswurfwerkzeug verwendet, indem er derart auf das Auswurfelement einwirkt, dass dieses relativ zum Werkzeug bewegt wird und in Verfahrensschritt B ein Auswerfen des hergestellten Bauteils erfolgt.

Vorteilhafterweise wird das Auswurfelement mittels eines Angriffselementes bewegt, welches Angriffselement zum Bewegen des Auswurfelementes vor Verfahrensschritt B zwischen dem Auswurfwerkzeug und dem Auswurfelement angeordnet wird. Das Angriffselement wird somit verwendet, um die Bewegung des Auswurfwerkzeuges auf das Auswurfelement zu übertragen. Das Angriffselement kann beispielsweise eine Schraube sein, welche in ein Gewinde im Auswurfwerkzeug oder in dem Auswurfelement eingeschraubt wird.

Vorteilhafterweise sieht das Verfahren vor, dass an dem Auswurfelement ein verschiebbares Distanzelement angeordnet ist, welches Distanzelement vor Verfahrensschritt B parallel zur Verschieberichtung des Auswurfelementes an dem Auswurfelement verschoben wird und vorzugsweise nach dem Verschieben an dem Auswurfelement festgelegt wird. Weiterhin ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass in Verfahrensschritt B das Auswurfwerkzeug zum Verschieben des Auswurfelementes vorzugsweise zumindest an dem Distanzelement angreift. Das Distanzelement wird hierbei vorzugsweise im Anschluss an den Verfahrensschritt A an dem Auswurfelement verschoben, und zwar parallel zur Bewegungsrichtung des Auswurfelementes.

Das Distanzelement kann vor Verfahrensschritt B, d. h. insbesondere während des Injektionsvorgangs in Schritt A außerdem dazu dienen, das Auswurfelement relativ zu dem Werkzeug zu fixieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Distanzelement eine Mutter verwendet, welche auf der der Kavität gegenüberliegenden Seite des Werkzeuges an einem Gewinde des Auswurfelementes angeordnet ist. Hierdurch kann in konstruktiv einfacher Weise die Mutter einerseits - insbesondere in Verfahrensschritt A - zum Festlegen des Auswurfelementes an dem Werkzeug dienen und nach Verfahrensschritt A durch Veränderung der Position der Mutter an dem Auswurfelement in einer dem Werkzeug abgewandten Richtung als Distanzelement verwendet werden, indem das Auswurfwerkzeug an der Mutter angreift, um das Auswurfelement zum Auswerfen des Kunststoff-Bauteils zu bewegen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Auswurfwerkzeug manuell oder hydraulisch oder elektromechanisch bewegt wird. Hierdurch ist es insbesondere möglich, das Auswurfwerkzeug automatisiert zu bewegen. Die Bewegungsart lässt sich hiermit gezielt den Verfahrensansprüchen anpassen.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels des Auswurfelementes nach Verfahrensschritt A und vorzugsweise vor Verfahrensschritt B mindestens eine Injektionsöffnung der Injektionsvorrichtung bzw. des Injektionskopfes verschlossen. Vorteilhafterweise wird hierzu ein in den Injektionskopf integrierter Stößel verwendet. Dies erfolgt idealerweise nach dem Injizieren des flüssigen Werkstoffes und vor dem Auswerfen des Bauteils. Es liegt ebenso im Rahmen der Erfindung, dass ein von der Form eines Stößels abweichendes Bauelement zum Verschließen der Injektionsöffnung verwendet wird. Vorteilhafterweise wird das Auswurfelement in Verfahrensschritt B in die Kavität geführt, bis das Bauteil ausgeworfen wird. Bevorzugterweise ist das Auswurfelement auch hier in Form eines in die Injektionsvorrichtung bzw. den Injektionskopf integrierten Stößel ausgebildet. Vorteilhaft ist hierbei, wie oben bereits erläutert, dass auf aufwändige, zusätzlich angeordnete und auf das gefertigte Bauteil einwirkende externe Auswurfelemente verzichtet werden kann. Weiterhin erfüllt der Stößel sowohl die Funktion des Verschließens der Injektionsöffnung, als auch des Auswerfens des Bauteils.

Bevorzugt kann der Stößel auch die Einlassbohrungen zum Einlass der Harzkomponente in das Werkzeug verschließen, als auch die Spülbohrung, welche dazu dient die Injektionsvorrichtung zu spülen.

Die erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff- Bauteils, vorzugsweise eines faserverstärkten Kunststoff-Bauteils, mittels Injektion mindestens eines flüssigen Werkstoffes in eine Kavität, die durch mindestens ein Werkzeug gebildet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung selbst oder zumindest ein Teilelement derselben als Auswurfelement zum Auswerfen des Bauteils ausgebildet ist.

Die Injektionsvorrichtung ist somit dazu geeignet, ein Kunststoff-Bauteil herzustellen, insbesondere nach dem oben erläuterten Verfahren.

Die Ausbildung des Injektionskopfes oder eines Teilelementes des Injektionskopfes als Auswurfelement integriert zwei Funktionen - Injektion und Auswerfen - innerhalb eines Bauteils. Durch die daraus resultierende Einsparung an Bauteilen verlängert sich die Lebensdauer der Injektionsvorrichtung und die Gesamtkosten für die Herstellung des Kunststoff-Bauteils reduziert sich im Vergleich mit dem vorbekannten Stand der Technik.

Die erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung ist vorzugsweise zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer vorteilhaften Ausführungsform hiervon ausgebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise zur Ausführung mittels der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung bzw. einer vorteilhaften Ausführungsform hiervon ausgebildet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung sieht vor, dass wenigstens ein Injektionsstutzen eines der Injektionsköpfe oder ein in die Injektionsvorrichtung integrierter Stößel, welcher Stößel beweglich in und/oder an dem Injektionskopf angeordnet ist, als Auswurfelement ausgebildet ist. Es gibt folglich mehrere Ausgestaltungsmöglichkeiten, in welcher Weise die oben erläuterte Funktionsintegration von Auswerfen und Injizieren ausgestaltet sein kann. Es kann der Injektionskopf selbst oder ein Teilelement des Injektionskopfes, vorzugsweise ein in den Injektionskopf integrierter Stößel oder ein Injektionsstutzen, als Auswurfelement dienen. Je nach Komplexität des Fertigungsvorgangs oder der Vorrichtung kann das Auswurfelement an die entsprechenden Bedingungen angepasst werden. Bei jeder der vorgenannten Varianten ist jeweils die Funktionalität des Injizierens und des Auswerfers in der Injektionsvorrichtung bzw. in dem Injektionskopf integriert, wodurch sich die vorgenannten Vorteile ergeben.

Vorteilhafterweise zeichnet sich die Injektionsvorrichtung dadurch aus, dass die Injektionsvorrichtung ein Auswurfwerkzeug umfasst, welches Auswurfwerkzeug zum Auswerfen des Bauteils relativ zum Werkzeug bewegbar angeordnet ist. Das Auswurfwerkzeug dient folglich dazu, das Auswurfelement zu bewegen, so dass das Bauteil ausgeworfen wird. Die Bewegung erfolgt relativ zum Werkzeug. Idealerweise ist das Auswurfwerkzeug ein Bauelement, welches zum Fertigen des Bauteils ohnehin bereits vorhanden ist, wie beispielsweise ein Gegenhalter oder mindestens ein Teilelement des Gegenhalters. Es liegt allerdings auch im Rahmen der Erfindung, dass spezielle Auswurfwerkzeuge für diesen Verfahrensschritt vorgesehen sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zum Bewegen des Auswurfelementes ein Angriffselement vorgesehen ist, welches Angriffselement zum Bewegen des Auswurfelementes zwischen dem Auswurfwerkzeug und dem Auswurfelement wahlweise anordenbar ist. Das Angriffselement kann beispielsweise eine Schraube sein, welche Schraube in das Auswurfwerkzeug geschraubt bzw. einschraubbar ist. Vorteilhafterweise ist ein an dem Auswurfelement parallel zur Verschieberichtung des Auswurfelementes verschiebbares Distanzelement vorgesehen, welches Distanzelement vorzugsweise eine Angriffsfläche für das Auswurfwerkzeug aufweist. Das Distanzelement dient folglich als Angriffsfläche zwischen dem Auswurfelement und dem Auswurfwerkzeug, so dass das Auswurfelement verschoben werden kann. Dies kann beispielsweise eine Mutter oder dergleichen sein. Sie kann zum Fixieren der Injektionsvorrichtung bzw. des Injektionskopfes in oder an dem Werkzeug dienen. Bevor das Auswurfelement bewegt werden kann, muss das Distanzelement gelöst werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Auswurfelement zum Verschließen der Injektionsöffnung des Injektionskopfes ausgebildet ist. Idealerweise ist das Auswurfelement in diesem Fall ein in den Injektionskopf integrierter Stößel oder der Injektionsstutzen oder ein weiteres Teilelement des Injektionskopfes, welcher die Injektionsöffnung des Injektionskopfes verschließt. Durch diese vorteilhafte Ausbildung lässt sich eine weitere Funktion, nämlich das Verschließen der Injektionsöffnung, innerhalb eines Bauteils integrieren. Die Vorteile hierbei sind - wie oben bereits erläutert - eine kostengünstige und langlebige Vorrichtung.

Das erfindungsgemäße Fertigungssystem für ein Kunststoff-Bauteil, vorzugsweise ein faserverstärktes Kunststoff-Bauteil, umfasst eine Injektionsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Vorrichtungsansprüche und das mindestens eine Werkzeug, welches die Kavität zur Herstellung des Kunststoff-Bauteils bildet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Injektionsvorrichtung ebenfalls das Auswurfwerkzeug umfasst, welches Auswurfwerkzeug gleichzeitig auch einen Anteil an dem gesamten Fertigungsprozess haben kann, wie beispielsweise ein Gegenhalter zum Aufbringen der erforderlichen Haltekraft auf das Werkzeug.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung mit einem Distanzelement;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung mit einem Angriffselement;

Figur 3a eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung mit einem in den Injektionskopf integrierten Stößel in einem ersten Betriebszustand;

Figur 3b das Ausführungsbeispiel aus Figur 3a in einem zweiten Betriebszustand; und

Figur 3c das Ausführungsbeispiel aus Figur 3a in einem dritten Betriebszustand;

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel ;

Figur 4b zeigt eine Ausführungsform aus Figur 4a in einem zweiten Betriebszustand;

Figur 4c zeigt eine Ausführungsform aus Figur 4a in einem dritten Betriebszustand.

Die Figuren 1 und 2 zeigen anhand schematischer Darstellungen jeweils ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung (Injektionskopf) 1 . In beiden Ausführungsbeispielen ist ein Injektionsstutzen 9 der Injektionsvorrichtung 1 zusätzlich als Auswurfelement 2 ausgebildet.

Figur 1 zeigt eine Injektionsvorrichtung 1 , welche ein Auswurfelement 2 umfasst. Dieses Auswurfelement 2 mündet in eine Kavität 5a (nicht explizit dargestellt) eines Werkzeugs 5. Das Auswurfelement 2 ist in einem unteren Bereich b von dem Werkzeug 5 umgeben. Das Werkzeug 5 bildet die Kavität, d.h. den Hohlraum, aus, in welchen der zur Herstellung eines Bauteils benötigte flüssige Werkstoff in Richtung des Pfeils E injiziert wird. Im unteren Bereich b ist weiterhin eine Dichtung 7 angeordnet, welche den Injektionsstutzen 9 gegenüber dem ihn aufnehmenden Werkzeug 5 abdichtet.

An seinem der Kavität 5a abgewandten Ende ist das Auswurfelement 2 bzw. der Injektionsstutzen 9 mit einem Außengewinde 3 versehen.

Auf das Außengewinde 3 ist ein Distanzelement 4 aufgeschraubt. Das Distanzelement 4 ist in Form einer Mutter ausgebildet. Das Distanzelement 4 liegt mit seiner dem Werkzeug 5 abgewandten Oberseite 4a bündig an einem Auswurfwerkzeug 6 an, während es mit seiner Unterseite 4b um ein Maß d von dem Werkzeug 5 beabstandet ist, so dass mittels des Auswurfwerkzeugs 6 das Auswurfelement 2 in Richtung des Pfeils M1 parallel zur Einspritzrichtung E um das Maß d zum Auswerfen des Bauteils in die Kavität 5a hinein geschoben werden kann.

Bei dem Auswurfwerkzeug 6 handelt es sich vorzugsweise um ein Werkzeug bzw. Element, welches beim Herstellen von Bauteilen mittels der beschriebenen Injektionsvorrichtung 1 ohnehin vorhanden ist und entsprechend zum Einsatz kommt, beispielsweise um einen Gegenhalter, der im Betrieb der Vorrichtung eine Haltekraft auf das Werkzeug 5 ausübt.

Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung 1 Elemente mit gleichen Bezugszeichen in Figur 1 und Figur 2 entsprechen einander. Es wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede der Ausgestaltungen näher eingegangen.

In Figur 2 ist im Unterschied zu Figur 1 ein weiteres Element vorgesehen: zwischen dem Auswurfwerkzeug 6 und dem Auswurfelement 2 ist ein Angriffselement 8 angeordnet. Das Auswurfwerkzeug 6 ist innen mit einem Gewinde 3a versehen. Mit diesem Innengewinde 3a steht das Angriffselement 8 über ein entsprechendes Außengewinde 3b im Eingriff. Zusätzlich weist das Angriffselement 8 einen flächigen stempelför- migen Abschluss 8a auf. Mittels des Angriffelementes 8 ist somit eine Bewegung des Auswurfwerkzeugs 6 zum Auswerfen eines in der Kavität 5a befindliche Bauteils auf das Auswurfelement 2 übertragbar.

Beide in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung 1 sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Kunststoff-Bauteils geeignet, wie nachfolgend für eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft erläutert wird:

In Verfahrensschritt A wird der flüssige Werkstoff über den Injektionsstutzen 9 in Richtung des Pfeils E in die Kavität 5a injiziert. Nach einem Aushärten des Werkstoffs folgt Verfahrensschritt B, in welchem das Bauteil ausgeworfen werden soll. Zunächst muss hierzu das Distanzelement 4 gelöst werden, wenn dieses zum Fixieren des Auswurfelementes 2 relativ zum Werkzeug 5 während der Injektion verwendet wurde. Das Auswerfen erfolgt nun mittels des Auswurfwerkzeuges 6, welches gemäß Figur 1 unmittelbar und gemäß Figur 2 mittels des Angriffselementes 8 bzw. dessen flächigen Abschlusses 8a in Richtung des Pfeils M1 auf das Auswurfelementes 2 einwirkt. Das Auswurfelement 2 bewegt sich folglich ebenfalls in Richtung des Pfeils M1 in die Kavität 5a hinein und bewirkt ein Auswerfen des Bauteils aus dem Werkzeug 5.

Gemäß Figur 1 wird zum Auswerfen des Bauteils zunächst das Distanzelement 4 nach oben geschraubt, falls das Auswurfelement 2 mittels des Distanzelementes 4 im bzw. am Werkzeug 5 fixiert wurde, bis das Distanzelement 4 mit seiner Oberseite 4a an einer unteren Anlagefläche 6a des Auswurfwerkzeugs 6 in Anlage kommt. Durch weiteres Verdrehen des Distanzelementes 4 wird das Auswurfelement 2 in Richtung des Pfeils M1 in die Kavität 5a bewegt, bis das Bauteil ausgeworfen wird. Alternativ hierzu kann natürlich auch das Auswurfwerkzeug 6 selbst in Richtung des Pfeils M1 von oben mit seiner Anlagefläche 6a gegen die Oberseite 4a des Distanzelements 4 bewegt werden.

Gemäß Figur 2 wird ebenfalls zum Auswerfen des Bauteils zunächst des Distanzelement 4 nach oben geschraubt, falls das Auswurfelement mittels des Distanzelementes im bzw. am Werkzeug 5 fixiert wurde. Allerdings kommt gemäß Figur 2 das Dis- tanzelement 4 in der Regel nicht mit seiner Oberseite 4a an dem Auswurfwerkzeug 6 bzw. dem dort eingeschraubten Angriffselement 8 in Anlage. Vielmehr wirkt das Auswurfwerkzeug 6 mit dem Angriffselement 8 bzw. dessen flächigem Abschluss 8a direkt auf das aus dem Werkzeug 5 herausragende freie Ende des Injektionsstutzens 9 ein, welcher Injektionsstutzen 9 das Auswerfelement 2 bildet.

Der Abstand d zwischen der Unterseite 4b des Distanzelements 4 und dem Werkzeug 5 definiert in beiden Fällen den Auswurfhub des Auswurfelements, welcher Auswurfhub über das Distanzelement 4 flexibel an vorgegebene Anforderungen beim Auswerfen des Bauteils anpassbar ist.

Bei der Beschreibung der Figuren 3a - c wird nur auf die Unterschiede zu Figur 1 bzw. Figur 2 näher eingegangen. Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 oder 2 entsprechen den dortigen Elementen zumindest funktional.

Die Figuren 3a - c illustrieren ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung 1 in verschiedenen Stadien während des Fertigungsprozesses zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung der Injektionsvorrichtung 1 .

Abgebildet ist in jeder der Figuren 3a - c jeweils ein Injektionsstutzen 9'. Die Injektionsvorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Injektionsraum 1 0, bestehend aus je einem Zuflusskanal 1 0a für den flüssigen Werkstoff, einer Spülbohrung 1 0b sowie einem Injektionskanal 1 0c, durch welchen der Werkstoff in die Kavität 5a injizierbar ist. Die Spülbohrung 10b ist nur in Figur 3a explizit dargestellt. Das Werkzeug (vgl. Figuren 1 und 2) ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit dargestellt; die Kavität 5a ist jedoch jeweils angedeutet.

In den Injektionsstutzen 9' integriert ist ein Stößel 1 1 . In Figur 3a ist der Stößel 1 1 zurückgezogen, und der Injektionskanal 1 0c ist geöffnet. In Figur 3b ist der Stößel 1 1 so im Injektionskanal 1 0c positioniert, dass der Injektionskanal 1 0c gerade geschlossen ist. In Figur 3c ist der Stößel 1 1 zum Auswerfen des Bauteils durch den Injektionskanal 1 0c hindurch bis in die Kavität 5a eingeführt. Die Injektionsvorrichtung 1 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, wie nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens erläutert wird:

Figur 3a zeigt dasjenige Stadium im Verlauf des Verfahrens, in welchem der flüssige Werkstoff mittels des Injektionsstutzens 9' in die Kavität 5a eines Werkzeugs (nicht darstellt) injiziert wird, was somit dem vorgenannten Verfahrensschritt A entspricht. Figur 3b bildet das Stadium zwischen Verfahrensschritt A und Verfahrensschritt B ab, in welchem der Stößel 1 1 den Injektionskanal 10c gerade verschließt, so dass die Injektion des Werkstoffs in die Kavität 5a gestoppt ist. Figur 3c stellt im Wesentlichen den Verfahrensschritt B dar, in welchem das Bauteil ausgeworfen wird. Der Stößel 1 1 wird hierzu in Richtung des Pfeils M1 in die Kavität 5a bewegt, bis das Bauteil ausgeworfen ist.

Figur 4a zeigt einen Injektionskopf 1 in einem ersten Betriebszustand. Dabei ist der Injektionskopf 1 1 geöffnet über die Zuflusskanäle 10a fließt Harz in den Injektionskopf. Weiter ist auch der Injektionskanal 10c offen, so dass eine Verbindung zwischen dem Injektionskopf und der Kavität 5 besteht und das Harz in vom Injektionskopfl in die Kavität gelangen kann.

Durch ein Bewegen des Injektionsstutzens 9 werden, wie in Figur 4b gezeigt die Injektionsöffnung verschlossen. Es gelangt somit kein Harz durch die Injektionsöffnung des Injektionskopfs in die Kavität 5. Die Spülbohrungen bleiben dabei offen und es kann der Injektionskopf 1 gespült werden ohne dass die Spülflüssigkeit in die Kavität gelangt.

Figur 4c zeigt die Ausführungsform aus Figur 4a in einem weiteren Betriebszustand. Dabei wurde der Injektionsstutzen weiter in Richtung Werkzeug bewegt, so dass der Injektionsstutzen als Auswerfer dient und in das Werkzeug reicht. Bezuqszeichen

1 Injektionsvorrichtung

Auswurfelement

3 Gewinde

3a Innengewinde

3b Au ßengewinde

Distanzelement

4a Oberseite

4b Unterseite

5 Werkzeug

5a Kavität

6 Auswurfwerkzeug

6a Anlagefläche

7 Dichtung

8 Angriffselement

8a flächiger Abschluss

9 Injektionsstutzen

1 0 Injektionsraum

1 0a Zuflusskanal

1 0b Spülbohrung

1 0c Injektionskanal

1 1 Stößel

d Abstandsmaß

E Injektionsvorrichtung

M1 Bewegungsrichtung