DE10256036A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Werkzeugkühlung - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemäße Kohlendioxid-Expansionskühlung ermöglicht eine zeitlich optimierte und zudem kostengünstige und sichere Werkzeugkühlung.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Werkzeugkühlung.
• Spritzgusswerkzeuge bzw. Formen für die Kunststoffverarbeitung müssen nach dem Formgebungsvorgang abgekühlt werden, um den Aushärtevorgang und den Formteilausstoß zu erleichtern.
• Die bisher in der Regel mit Wasser durchgeführte Werkzeugkühlung entspricht jedoch nicht mehr den stetig steigenden Anforderungen an die Effektivität der maschinellen Werkzeugfertigung.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Werkzeugkühlung zur Verfügung zu stellen, welche eine zeitlich optimierte und zudem sichere und kostengünstige Werkzeugkühlung ermöglichen.
• Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Erfindungsgemäß strömt das als Kühlmittel mit Umgebungstemperatur eingesetzte Kohlendioxid (CO2) unter einem Druck von 50 bis 80 bar durch ein im Bodenbereich der Kühlvorrichtung angeordnetes Sammelrohr durch eine oder jede innerhalb einer Vielzahl von Bohrungen vorhandene Kapillare ein und kühlt durch seine beim Ausströmen aus jeder oberen Kapillaröffnung erfolgenden Entspannung das auf der aus einem wärmeleitenden Werkstoff bestehenden Kühleinrichtung mittels eines Werkzeugstahls angeordnete Werkzeug auf die gewünschte Temperatur ab.
• Das nunmehr gegen den Umgebungsdruck auf ein wenig höheren Druck als den herrschenden Umgebungsdruck entspannte Kühlgas strömt durch einen zwischen der Kapillare und der Innenwand der Bohrung ausgebildeten Zwischenraum über einen Sammelkanal aus der Kühleinrichtung ab.
• Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung besteht aus einem wärmeleitenden Werkstoff, besonders vorteilhaft aus Aluminium und/oder Kupfer.
• Die erfindungsgemäße Werkzeugkühlung für Werkzeuge aller Art, insbesondere für Spritzgusswerkzeuge für Kunststoffteile, ermöglicht eine – gegenüber der bisherigen Wasserkühlung – zeitlich optimierte und zudem kostengünstige und sichere Werkzeugkühlung.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
• In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, bestehend aus einer Kühleinrichtung 1 mit einer Vielzahl von Bohrungen 2 mit jeweils einer Kapillare 3 und einem mit jeder Bohrung 2 verbundenen Sammelkanal 4 für die Kühlgasabführung sowie ein mit jeder Kapillare 3 verbundenes Sammelrohr 5 für die Kühlgaszuführung dargestellt.
• Zur Kühlung des auf der Kühleinrichtung 1 mittels eines Werkzeugstahls 8 und einer zweiten Formhälfte 9 angeordneten Werkzeugs 10, beispielsweise eines Spritzgusswerkzeug für Kunststoff, strömt das als Kühlmittel mit Umgebungstemperatur eingesetzte Kohlendioxid unter einem Druck von 50 bis 80 bar durch das im Bodenbereich der Kühleinrichtung 1 angeordnete Sammelrohr 5 in jede Kapillare 3 der Vielzahl von Bohrungen 2 ein.
• Das beim Ausströmen aus einer Öffnung 6 jeder Kapillare 3 in einen zwischen der Kapillare 3 und der Innenwand der Bohrung 2 ausgebildeten Zwischenraum 7 sich auf einen über den Atmosphärendruck liegenden Druck entspannende Kohlendioxid kühlt das auf der Kühleinrichtung 1 in vorbeschriebener Weise angeordnete Werkzeug 10 auf die erforderliche Kühltemperatur ab und strömt durch den Zwischenraum 7 über den Sammelkanal 4 aus der Kühleinrichtung 1 ab.
• Die Kühleinrichtung 1 besteht aus einem druckbeständigen und gasresistenten, wärmeleitenden Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium und/oder Kupfer.

1

Kühleinrichtung

2

Bohrung

3

Kapillare

4

Sammelkanal (Kühlgasabführung)

5

Sammelrohr (Kühlgaszuführung)

6

Öffnung

7

Zwischenraum

8

Werkzeugstahl

9

Zweite Formhälfte

10

Werkzeug (Kühlgut)

Claims (7)

1. Verfahren zur Werkzeugkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß das auf einer Kühleinrichtung (1) angeordnete Werkzeug (10) mit einem Gas gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (10) mit Kohlendioxid gekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Werkzeugkühlung Kohlendioxid mit einem Druck von 50 bis 80 bar eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (10) durch auf gegen den Umgebungsdruck entspanntes Kohlendioxid gekühlt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (1) mit einer Vielzahl von Bohrungen (2) mit jeweils einer Kapillare (3) und einem mit jeder Kapillare (3) verbundenen Sammelrohr (5) und einen mit jeder Bohrung (2) verbundenen Sammelkanal (4).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kapillare (3) eine das Ausströmen des Kühlgases aus der Kapillare (3) in einen zwischen jeder Kapillare (3) und der Innenwand jeder Bohrung (2) ausgebildeten Zwischenraum (7) gewährleistende Öffnung (6) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (1) aus einem wärmeleitenden Werkstoff, vorzugsweise aus Aluminium und/oder Kupfer, besteht.