AT514798B1 - Herstellungsverfahren für ein mehrschichtiges Kunststoffteil - Google Patents

Abstract

Herstellungsverfahren für ein mehrschichtiges Kunststoffteil (12), das eine spritzgegossene Trägerschicht und eine darauf angeordnete Folienschicht aufweist, wobei sich zwischen der Trägerschicht und der Folienschicht PUR-Schaum befindet, wobei ein spritzgegossener Grundkörper (3) und eine Folie (4) in wenigstens zwei (1, 2) wenigstens einer Spritzgussmaschine, so angeordnet werden, dass zwischen Grundkörper (3) und Folie (4) ein Hohlraum (5) zur Aufnahme von PUR verbleibt, wobei der spritzgegossene Grundkörper (3) im mehrschichtigen Kunststoffteil die spritzgegossene Trägerschicht bildet und die Folie (4) im mehrschichtigen Kunststoffteil die Folienschicht bildet, wobei ein Angusskanal (6) zwischen Grundkörper (3) und Folie (4) ausgebildet wird, der nach dem Schließen der den Grundkörper (3) und die Folie (4) aufweisenden Werkzeugteile (1, 2) den zwischen dem Grundkörper (3) und der Folie (4) verbleibenden Hohlraum (5) mit einer Mundöffnung (9) des Angusskanals (6) verbindet, wobei die den Hohlraum (5) und den Angusskanal (6) bildenden Wandungen nur durch Grundkörper (3) und Folie (4) ohne Beteiligung einer Wandung der Werkzeugteile gebildet werden und dass zur Einbringung des PUR in den Hohlraum eine Düse (8) eines PUR-Mischkopfs (7) an die Mundöffnung (9) angedrückt wird.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein mehrschichtigesKunststoffteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

[0002] Mehrschichtige Kunststoffteile werden für verschiedene Zwecke verwendet.

[0003] Zum Beispiel werden im Automobilbau sehr oft mehrschichtige Kunststoffteile als Bautei¬le eingesetzt, welche aus einer spritzgegossenen Trägerschicht und einer darauf angeordneten,haptischen Folienschicht als Dekorelement bestehen, wobei zwischen diesen beiden SchichtenPUR-Schaum eingebracht wird, um ein mehrschichtiges Softtouchbauteil herzustellen.

[0004] Dazu wird eine Spritzgussmaschine eingesetzt, welche in einem Werkzeugteil eine Folieals Dekorware aufnimmt, wobei sich in einem anderen Werkzeugteil der Folie zugewandt einspritzgegossener Grundkörper befindet, welcher im Endprodukt die Trägerschicht bildet. Zwi¬schen dem spritzgegossenen Grundkörper und der Folie verbleibt dabei ein Hohlraum, dessenWandung teilweise durch die Werkzeugteile gebildet wird. Zur Einbringung des PUR-Schaumswird der für den PUR-Prozess benötigte PUR-Mischkopf direkt an jenem Werkzeugteil ange¬ordnet, in welchem sich der spritzgegossene Grundkörper befindet. Durch diesen Mischkopfwird PUR in den verbleibenden Hohlraum zwischen spritzgegossenem Grundkörper und Folieeingebracht und reagiert schäumend aus.

[0005] Dabei kann der spritzgegossene Grundkörper teilweise vom Werkzeug abheben und mitPUR leicht unterspült werden. Im Regelfall wird das PUR in das geöffnete Werkzeug einge¬bracht und erst danach das Werkzeug für den Schäumvorgang geschlossen.

[0006] Beim bekannten Herstellungsverfahren kommt es durch das PUR zu Prozessabwei¬chungen bis hin zu Werkzeugverschmutzungen was eine häufige manuelle Reinigung erforder¬lich macht und einen vollautomatischen Prozess behindert.

[0007] Ein gattungsgemäßes Verfahren geht aus der EP 2 018 260 B1 hervor.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines gattungsgemäßen Herstellungsverfah¬rens, welches die oben diskutierten Probleme vermeidet.

[0009] Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs1 gelöst.

[0010] Dadurch, dass der spritzgegossene Grundkörper mit einem Angusskanal versehen wird,entsteht beim Schließen des Werkzeuges neben dem auszuschäumenden Hohlraum des Bau¬teils selbst ein komplett abgeschlossener und dichter Angusskanal, der nur zum Hohlraum desBauteils selbst und durch eine Mundöffnung nach außen hin geöffnet bleibt. Die den Hohlraumund den Angusskanal bildenden Wandungen werden ohne Beteiligung der Werkzeugteile nurdurch den Grundkörper und die Folie gebildet. Ein Kontakt zwischen PUR und einem der Werk¬zeugteile kann so sicher vermieden werden. An die Mundöffnung des Angusskanals wird derPUR-Mischkopf beim oder nach dem Schließen des Werkzeuges angedrückt und optional durchein Dichtelement (zum Beispiel die Folie selbst), sodass keine PUR-Masse mehr austreten undmit dem Werkzeug in Verbindung treten kann.

[0011] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchendefiniert.

[0012] Die Mundöffnung kann als trompetenförmiges Ende des Angusskanals ausgebildet sein,an welchem die Folie so umgebogen wird, dass die Mundöffnung durch die Folie abgedichtetwird.

[0013] Die umgebogene Folie kann länger und/oder breiter sein als der vorgesehene Anguss¬kanal.

[0014] Die Folie kann zwischen dem Grundkörper und dem PUR-Mischkopf partiell geklemmtwerden und den dahinter liegenden Angusskanal hermetisch abdichten.

[0015] Es kann vorgesehen sein, dass der PUR-Mischkopf das einschießende PUR-Materialdurch das Dichtelement hindurch schießt, wenn ein solches die Mundöffnung des Angusskanalsabschließt.

[0016] Die Folie kann vor dem Schließen des Werkzeugs vorgeformt worden sein, zum Beispielunmittelbar zuvor in einem Werkzeug der Spritzgussmaschine oder es kann eine extern vorge¬formte Folie verwendet werden. Das Vorformwerkzeug kann in das Schäumwerkzeug (Werk¬zeugteil, an welchem der PUR-Mischkopf zur Anlage kommt) integriert sein. Alternativ kann dasVorformwerkzeug an einem Bewegungsmittel, zum Beispiel Schiebetisch, angeordnet sein undüber das Bewegungsmittel zwischen einer Vorformposition und einer Schäumposition bewegtwerden.

[0017] Es können Bewegungsmittel für den Transport einer vorgeformten Folie von einemVorformwerkzeug in ein Werkzeug der wenigstens einen Spritzgussmaschine vorgesehen sein.

[0018] Die Folie kann mittels Vakuum im Werkzeug gehalten werden.

[0019] Die Folie kann aus TPO, TPU, PUR oder PVC bestehen.

[0020] Die Folie kann mit einer Schaumschicht auf jener Seite versehen sein, die dem das PURaufnehmenden Hohlraum zugewandt ist, vorzugsweise in einer Schichtstärke von 0,5 mm bis4 mm. Diese Schaumschicht kann ggf. die Dichtwirkung verstärken, wenn die Folie als ein dieMundöffnung des Angusskanals verschließendes Dichtelement verwendet wird.

[0021] Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper in derselben Spritzgießmaschinespritzgegossen und durch Verschieben oder Drehen von Werkzeughälften in die Schäumpositi¬on gebracht worden ist. Zum Beispiel kann ein drehender Mitteltisch zum Einsatz kommen.

[0022] Grundkörper und Folie können in einem eigenen Schäumwerkzeug positioniert werden.

[0023] Die Teile des Schäumwerkzeugs können auf einem Karusell angeordnet sein. Es kannvorgesehen sein, dass die Schäumwerkzeuge nacheinander an den Mischkopf herantakten.

[0024] Der Mischkopf kann zur Anlage an das Schäumwerkzeug schwenkbar ausgeführt sein.Die Schwenkbewegung kann entweder hydraulisch oder pneumatisch oder mechanisch ausge¬führt werden.

[0025] Der Angusskanal kann sowohl am Rand als auch bei Durchbrüchen des Bauteils alsauch auf der Trägerhinterseite selbst positioniert werden.

[0026] Der Angusskanal kann vorzugsweise direkt nach dem Schäumen durch eine Abtrennvor¬richtung vom eigentlichen mehrschichtigen Kunststoffteil abgetrennt werden. Die Abtrennvor¬richtung kann Teil des Werkzeuges, Teil der Produktionszelle, oder Spritzgießautomatisierungsein.

[0027] Es kann vorgesehen sein, dass zum Abdichten der Mundöffnung zusätzlich ein Dich¬telement eingelegt wird, wobei vorzugsweise dieses zusätzliche Dichtelement sowohl denGrundkörper als auch die Folie abdichtet.

[0028] Als Dichtelement können zum Einsatz kommen: [0029] eine Folie [0030] ein Textil [0031] ein elastomer- oder silikonbasiertes Material [0032] ein nicht mit PUR haftendes Material wie z.B. Teflon [0033] Das Dichtelement kann am PUR-Mischkopf angeordnet sein und auf diesem verbleiben,d. h. für die Herstellung mehrerer mehrschichtiger Kunststoffteile verwendet werden.

[0034] Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 5 diskutiert.

[0035] Die Figur 1a zeigt schematisch einen Ausschnitt einer an sich bekannten Spritzgussma- schine im Bereich jener Werkzeugteile 1, 2 welche einen Grundkörper 3 bzw. eine Folie 4 tra¬gen. Zwischen Grundkörper 3 und Folie 4 verbleibt ein Hohlraum 5 in welchen über eine Düse 8eines PUR-Mischkopfs 7 PUR einbringbar und ausschäumbar ist.

[0036] Erfindungsgemäß ist die Düse 8 an eine Mundöffnung 9 eines Angusskanals 6 ange¬presst. Im vorliegenden Fall wird die Mundöffnung 9 vor Beginn der PUR- Einbringung durcheinen Teil der Folie 4 selbst verschlossen. PUR wird durch die Folie 4 durchgeschossen.

[0037] Figur 1b zeigt einen Schnitt entlang der Linie A - A in Figur 1a. Wichtig ist, dass derAngusskanal 6 (und auch der Hohlraum 5) nur durch den Grundkörper 3 und die Folie 4 ohneBeteiligung einer Wandung der Werkzeugteile 1, 2 gebildet wird. So wird eine Verschmutzungder Werkzeugteile 1,2 ausgeschlossen.

[0038] Figur 1c zeigt einen Schnitt entlang der Linie B - B in Figur 1a.

[0039] Figur 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel entsprechend der Figur 1. Figur 2b zeigt eineSchnittdarstellung entlang der Linie C - C der Figur 2a. Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet diePosition der Düse 8. Hohlraum 5 und Angusskanal 6 sind bereits mit PUR gefüllt.

[0040] Figur 3 zeigt eine Variante, in welcher die Mundöffnung 9 durch ein gesondertes Dich¬telement 11 verschlossen wird, welches an der Düse 8 (nicht dargestellt) des PUR-Mischkopfs7 angeordnet ist.

[0041] In der Variante der Figur 4 ist das zusätzliche Dichtelement 11 am Angusskanal 6 selbstangeordnet.

[0042] Figur 5a zeigt eine perspektivische Ansicht eines mit dem erfindungsgemäßen Herstel¬lungsverfahren hergestellten mehrschichtigen Kunststoffteils 12 mit noch am Kunststoffteil 12angeordnetem Angusskanal 6, d. h. noch vor Abtrennung des Angusskanals 6. Der Angusska¬nal 6 kann vom eigentlichen Kunststoffteil 12 dort wo er an diesen ansetzt abgetrennt werden.Man erkennt, dass auch der mehrschichtige Kunststoffteil 12 allseitig durch den Grundkörper 3und die Folie 4 abgedichtet ist. In Figur 5a ist rechts ein Schnitt durch den Kunststoffteil 12gezeigt.

[0043] Figur 5b zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Mundöffnung 9 des Angusska¬nals 6 durch den Grundkörper 3 (ohne Deckfläche) und die Folie 4 (unter Deckfläche und Man¬telfläche) abgedichtet wird. Die Folie 4 ist hier transparent gezeichnet, um einen Einblick in denKunststoffteil 12 zu gestatten.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Herstellungsverfahren für ein mehrschichtiges Kunststoffteil (12), das eine spritzgegosseneTrägerschicht und eine darauf angeordnete Folienschicht aufweist, wobei sich zwischender Trägerschicht und der Folienschicht PUR-Schaum befindet, wobei ein spritzgegosse¬ner Grundkörper (3) und eine Folie (4) in wenigstens zwei Werkzeugteilen (1, 2) wenigs¬tens einer Spritzgussmaschine, so angeordnet werden, dass zwischen Grundkörper (3)und Folie (4) ein Hohlraum (5) zur Aufnahme von PUR verbleibt, wobei der spritzgegosse¬ne Grundkörper (3) im mehrschichtigen Kunststoffteil die spritzgegossene Trägerschichtbildet und die Folie (4) im mehrschichtigen Kunststoffteil die Folienschicht bildet, dadurchgekennzeichnet, dass ein Angusskanal (6) zwischen Grundkörper (3) und Folie (4) aus¬gebildet wird, der nach dem Schließen der den Grundkörper (3) und die Folie (4) aufwei¬senden Werkzeugteile (1, 2) den zwischen dem Grundkörper (3) und der Folie (4) verblei¬benden Hohlraum (5) mit einer Mundöffnung (9) des Angusskanals (6) verbindet, wobei dieden Hohlraum (5) und den Angusskanal (6) bildenden Wandungen nur durch Grundkörper(3) und Folie (4) ohne Beteiligung einer Wandung der Werkzeugteile gebildet werden unddass zur Einbringung des PUR in den Hohlraum eine Düse (8) eines PUR-Mischkopfs (7)an die Mundöffnung (9) angedrückt wird.
2. 2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mundöffnung(9) durch ein Dichtelement (9, 11) abgedichtet wird, welches vorzugsweise sowohl denGrundkörper (3) als auch die Folie (4) abdichtet.
3. 3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtelement(11) die Folie (9), ein Textil, ein elastomer- oder silikonbasiertes Material oder ein nicht mitPUR haftendes Material wie z.B. Teflon verwendet wird.
4. 4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dich¬telement (11) am PUR-Mischkopf (7) angeordnet ist.
5. 5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der PUR-Mischkopf (7) das PUR-Material durch das Dichtelement (11) hindurch schießt.
6. 6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dassder Angusskanal (6) vorzugsweise direkt nach dem Schäumen durch eine Abtrennvorrich¬tung abgetrennt wird. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen