DE10006359C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Hinterspritzen oder Hinterpressen von Dekormaterial - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Hinterspritzen oder Hinterpressen von DekormaterialInfo
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Abstract
Strukturiertes, gasdurchlässiges Dekormaterial (4) wird auf seiner Rückseite mit einer Folie (10) überdeckt und zusammen mit dieser in einen Formhohlraum (3) eines mehrteiligen Werkzeugs eingelegt. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird ein Gasdruck auf die Dekor-Oberfläche ausgeübt, der in schonender Weise den Drücken während der Spritzphase und während der Kühlphase entgegenwirkt. Dabei durchdringt das Gas das poröse Dekormaterial (4) und übt die Gegenkräfte über die Folie (10) direkt auf das thermoplastische Material aus. Die Dekor-Oberfläche des Dekormaterials (4) wird in optimaler Weise geschont.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
Formteilen aus hinterspritztem oder hinterpreßtem Dekormate
rial in einem Formhohlraum, der von einem mehrteiligen Werk
zeug gebildet wird, wobei nach dem Schließen des Formhohl
raums ein Gasdruck auf die Dekor-Oberfläche ausgeübt wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Her
stellen von Formteilen aus hinterspritzem oder hinterpreßtem
Dekormaterial mit einem mehrteiligen Werkzeug, das einen
Formhohlraum bildet, wobei einer der Werkzeugteile eine
Anlagefläche für die Dekor-Oberfläche definiert.
An Formteile aus hinterspritztem oder hinterpreßtem
Dekormaterial werden zunehmend höhere Qualitätsansprüche
gestellt, und zwar nicht nur bezüglich des Aussehens und der
Struktur der Dekor-Oberfläche, sondern auch bezüglich deren
Haptik.
Hochwertiges Dekormaterial kann eine äußerst empfindli
che Dekor-Oberfläche aufweisen. Dies gilt vor allem für
Leder und ähnlich genarbte Strukturen sowie ferner auch für
Textilien und textilähnliche Strukturen.
Eine wesentliche Schwierigkeit beim Hinterspritzen oder
Hinterpressen des Dekormaterials besteht darin, die hohe
Qualität der Dekor-Oberfläche trotz der auftretenden Drücke
und Temperaturen beizubehalten und auf das fertige Formteil
zu übertragen.
Die nicht vorveröffentlichte DE 198 55 929 A1 beschreibt
einen ersten Schritt in diese Richtung. Danach wird der Gas
druck während mindestens eines Teils der Kühlphase auf die
Dekor-Oberfläche ausgeübt.
Ferner ist es aus der DE-AS 25 40 519 B2 sowie aus der DE 26 40 607 B1
bekannt, ein verflüssigtes Kühlgas in einen
Formhohlraum einzubringen, um die Oberfläche des Formlings
vorzukühlen und dadurch so zu verfestigen, daß der Formling
frühzeitig mechanisch ausgestoßen und sodann fertig gekühlt
werden kann.
Schließlich beschreibt die DE 692 14 817 T2 ein Verfah
ren, bei dem Druckgas zwischen die Wand des Formhohlraumes
und den Formling eingeblasen wird, um Einfallsteilen am
Formling zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schonung
der Dekor-Oberfläche beim Hinterspritzen oder Hinterpressen
des Dekormaterials mit einfachen Mitteln weiter zu verbes
sern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Ver
fahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Gas
druck spätestens ab Beginn der Formhohlraum-Füllphase ausge
übt wird.
Die eingangs genannte Vorrichtung ist zur Lösung der
genannten Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß derjenige Werkzeugteil, der die Anlagefläche für die
Dekor-Oberfläche definiert, eine Gasführung aufweist, die in
der Anlagefläche mündet und an eine Druckgasquelle
anschließbar ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die
Beeinträchtigung der Dekor-Oberfläche empfindlicher Dekorma
terialien beim Hinterspritzen oder Hinterpressen nicht nur
von der Höhe des Drucks und der Temperatur abhängt, sondern
auch von der Zeitdauer von deren Einwirkung und der Art der
Druckübertragung. Auf dieser Basis besteht die Grundidee der
Erfindung darin, die Druckeinwirkung während des gesamten
Spritz- oder Preßvorgangs zu vermindern. Zu keinem Zeitpunkt
wird die Dekor-Oberfläche an die zugehörige Anlagefläche des
Formhohlraums angepreßt.
Um sicherzustellen, daß der Gasdruck rechtzeitig aufge
bracht wird, läßt man ihn vorteilhafterweise unmittelbar
nach dem Schließen des Formhohlraums zur Einwirkung kommen.
Während der Kühlphase, vorzugsweise während der gesamten
Kühlphase, macht man sich die dabei auftretende natürliche
Schrumpfung des thermoplastischen Material zunutze. Der auf
die Dekor-Oberfläche der Formteile einwirkende Gasdruck kom
pensiert die Schrumpfung und hält die Dekor-Oberfläche in
zunehmendem Abstand von der Anlagefläche. Immerhin beträgt
die Schrumpfung größenordnungsmäßig bis zu 2%.
Die Einwirkung des aufgebrachten Gasdrucks ist in jeder
Phase erheblich sanfter als der von einer starren Fläche
aufgebrachte Gegendruck gegen den Spritz- oder Preßdruck und
auch gegen den ggf. über die Düse aufgebrachte Nachdruck zur
Kompensation der Schrumpfung während der Kühlphase. Im
Ergebnis können also sehr hochwertige Dekormaterialien mit
besonders empfindlichen Oberflächen zu Formteilen von Spit
zenqualität verarbeitet werden.
Das Dekormaterial kann einschichtig oder mehrschichtig
aufgebaut sein, und zwar mit oder ohne Unterware. Auch kön
nen Dekorfolien verarbeitet werden, deren Oberfläche eben
falls strukturiert oder anderweitig hochwertig ausgebildet
sein kann.
Aus Gründen der Haptik besteht das Dekormaterial häufig
aus zwei Schichten, nämlich einer äußeren, die Dekor-Ober
fläche bildenden Schicht und einer inneren Schicht, die dem
thermoplastischen Kunststoff zugewandt ist und eine gewisse
Elastizität besitzt. Für die innere Schicht kommt überwie
gend geschäumtes Material in Frage. Auch das geschäumte
Material ist druckempfindlich. Wird nämlich die Zellstruktur
zerquetscht, so geht die Elastizität verloren. Positive Aus
wirkungen auf die Haptik sind dann nicht mehr vorhanden.
Auch diesbezüglich entfaltet die Erfindung ihre Vorteile, da
nämlich die Zellstruktur der inneren Schicht vor einer Zer
störung geschützt wird.
Der auf der Dekor-Oberfläche erzeugte Gasdruck führt zu
einer sehr gleichmäßigen Flächenbelastung des Dekormateri
als. Bei strukturierten Oberflächen werden die Kräfte nicht
nur in die "Wellenkämme", sondern auch in die "Wellentäler"
eingeleitet.
Die Erfindung ist nicht nur auf gasundurchlässige Dekor
materialien anwendbar, sondern auch auf gasdurchlässige. Für
letztere wird in wesentlicher Weiterbildung der Erfindung
vorgeschlagen, eine gasundurchlässige Folie zum Halten des
Gasdrucks in den Formhohlraum einzulegen. Gerade textile und
ähnlich poröse Strukturen zeichnen sich durch hohe Qualität,
aber auch durch hohe Empfindlichkeit aus. Die Vorteile der
Erfindung werden hier besonders deutlich sichtbar.
Die gasundurchlässige Folie kann zwischen der Dekor-
Oberfläche und der zugehörigen Anlagefläche des Formhohlraum
angeordnet sein. Sie kann derart verformbar ausgebildet wer
den, daß sie sich an grobere Strukturen der Dekor-Oberfläche
anlegt. Bei feineren Strukturen hingegen ist es vorteilhaft,
wenn die gasundurchlässige Folie die Rückseite des Dekorma
terials überdeckt. Die empfindliche Dekor-Oberfläche ist
dann optimal geschützt. Vor allen Dingen ergibt sich der
höchst vorteilhafte Effekt, daß das Gas durch das Dekormate
rial hindurch direkt auf die Folie und damit auf das Träger
material einwirkt. Auf das Dekormaterial entfällt also nur
noch ein geringer Anteil der Kraftübertragung.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die
den Formhohlraum bildenden Werkzeugteile vor dem Ende der
Kühlphase geringfügig voneinander zu entfernen. Dieser Vor
gang kann direkt mit dem Beginn der Kühlphase oder auch spä
ter einsetzen. Er trägt in Verbindung mit dem gleichzeitig
einwirkenden Gasdruck dazu bei, das Schwinden des thermopla
stischen Materials zu kompensieren und die Dekor-Oberfläche
sanft in Richtung auf das Innere des Formhohlraums zu ent
spannen.
Die im zugehörigen Werkzeugteil angeordnete Gasführung
kann in Weiterbildung der Erfindung einen porösen Körper
aufweisen, der mindestens einen Teil der Anlagefläche für
die Dekor-Oberfläche bildet. Der poröse Körper sitzt in
einer entsprechenden Ausnehmung des Werkzeugteils, wobei
diese Ausnehmung ihrerseits an die Druckgasquelle ange
schlossen ist. Der poröse Körper sorgt für eine sehr gleich
mäßige Verteilung des Druckgases.
Alternativ besteht die besonders einfache Möglichkeit,
als Gasführung eine Injektionsnadel zu verwenden.
In aller Regel wird die Gasführung etwa senkrecht zu der
vom Werkzeugteil definierten Anlagefläche verlaufen.
Geneigte Anordnungen sind gleichermaßen möglich. Auch
kann die Gasführung als Rinne in der Teilungsebene des Werk
zeugs verlaufen.
Sofern mit einem Tauchkantenwerkzeug gearbeitet wird,
bleibt der Formhohlraum auch dann abgedichtet, wenn die
Werkzeugteile geringfügig voneinander entfernt werden, um
die Entlastung des Dekormaterials zu unterstützen. Ist das
Werkzeug hingegen in einer Ebene geteilt, so würde eine ge
ringfügige Öffnungsbewegung die Dichtwirkung des Dekormate
rials und ggf. der gasundurchlässigen Folie aufheben, sofern
nicht, wie es in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen
wird, eine um den Formhohlraum herumlaufende Dichtung vor
gesehen ist, die eine geringfügige Öffnungsbewegung der
Werkzeugteile kompensiert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus
führungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden
Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine Vorrichtung nach einer ersten Ausführungs
form in einer ersten Verfahrensstufe;
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer zweiten
Verfahrensstufe;
Fig. 3 eine Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungs
form;
Fig. 4 in schematischer Darstellung die Durchführung
einer Verfahrensvaiante.
Fig. 1 zeigt ein mehrteiliges Werkzeug mit einem oberen
Werkzeugteil 1 und einem unteren Werkzeugteil 2. Die Werk
zeugteile definieren einen Formhohlraum 3 zum Hinterspritzen
eines aus zwei Schichten bestehenden Dekormaterials 4. Letz
teres wird in das Werkzeug eingelegt, wobei seine Dekor-
Oberfläche sich an eine Anlagefläche 5 anlegt, welche vom
oberen Werkzeugteil 1 definiert wird.
Rechts und links des Werkzeugs ist das Dekormaterial 4
in unverpreßtem Zustand dargestellt. Sobald, wie in Fig. 2
gezeigt, thermoplastisches Material 6 in den Formhohlraum 3
eingespritzt worden ist, vermindert sich die Dicke des
Dekormaterials 4.
In der Anlagefläche 5 des oberen Werkzeugteils 1 mündet
eine Gasführung, die im vorliegenden Fall als Injektionsna
del 7 ausgebildet ist. Durch diese Injektionsnadel wird Gas
in den Formhohlraum eingeblasen, und zwar beginnend mit dem
Schließen des Werkzeugs bis zur Beendigung der Kühlphase.
Der Gasdruck sorgt dafür, daß die Dekor-Oberfläche des
Dekormaterials 4 nicht mit dem hohen Spritzdruck an die
Anlagefläche 5 angepreßt wird. Der Gasdruck trägt die Reak
tionskräfte nicht nur in die Strukturspitzen ein, sondern
auch in die Strukturvertiefungen, so daß also die empfindli
che Dekor-Oberfläche wirksam geschützt wird.
Während der Kühlphase schrumpft das thermoplastische
Material 6, wobei der Gasdruck zwischen der Anlagefläche 5
und der Dekor-Oberfläche des Dekormaterials 4 diese Schrump
fung kompensiert.
Wie angedeutet, besteht das Dekormaterial 4 im vorlie
genden Fall aus zwei Schichten, von denen die äußere die De
kor-Oberfläche bildet, während die innere mit dem thermopla
stischen Kunststoff in Berührung tritt. Die innere Schicht,
nämlich die Unterware, besitzt eine elastische Zellstruktur,
die die Haptik der Formteile verbessert. Das eingeblasene
Gas schützt die Unterware vor einer Beschädigung der Zell
struktur.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 handelt es sich um ein
Tauchkantenwerkzeug, bei dem die im oberen Werkzeugteil 1
vorgesehene Gasführung als poröser Körper 8 ausgebildet ist,
der einen Teil der Anlagefläche 5 bildet. Durch den porösen
Körper 8 hindurch wird das Gas sehr gleichmäßig verteilt
zwischen die Anlagefläche 5 und die Dekor-Oberfläche einge
blasen.
Im linken Teil von Fig. 3 ist der Zustand direkt nach
Beendigung des Hinterspritzens gezeigt, also zu Beginn der
Kühlphase. Der rechte Teil von Fig. 3 zeigt den Zustand
während der Kühlphase.
Wie im mittleren Bereich von Fig. 3 dargestellt, ist
der untere Werkzeugteil 2 in der Kühlphase um einen gering
fügigen Abstand a abgesenkt worden, um die Entlastung des
Dekormaterials 4 während der Kühlphase zu unterstützen.
Eine ähnliche Öffnungsbewegung ist auch bei der Vorrich
tung nach den Fig. 1 und 2 möglich. Dabei verliert die
zwischen den Werkzeugteilen 1 und 2 eingespannte Dekorware 4
ihre Dichtwirkung. Dies wird kompensiert durch eine der Öff
nungsbewegung folgende Dichtung 9, die um den Formhohlraum 3
herumläuft. Eine derartige Dichtung ist bei der Vorrichtung
nach Fig. 3 überflüssig.
Die Dichtung 9 ist in den Fig. 1 und 2 lediglich
schematisch angedeutet. Es kann sich beispielsweise um eine
Gummi-Hohlringdichtung oder um eine aufblasbare Hohlring
dichtung handeln.
Bei der Verfahrensvariante nach Fig. 4 besitzt das De
kormaterial 4 eine gasdurchlässige Struktur. Es ist daher
mit einer gasundurchlässigen Folie 10 unterlegt, die eine
Aufrechterhaltung des durch die Injektionsnadel 7 aufge
brachten Gasdrucks ermöglicht. Aufgrund der porösen Struktur
des Dekormaterials 4 wirkt der Gasdruck direkt auf die Folie
10 ein, so daß der dem Spritzdruck entgegenwirkende Gegen
druck die Struktur der Dekor-Oberfläche nicht beeinträch
tigt.
Die Ausführungsbeispiele betreffen das Hinterspritzen
von Dekormaterial. Gleiche Vorteile ergeben sich beim Hin
terpressen.
Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmög
lichkeiten gegeben. So können die Injektionsnadel 7 und der
poröse Körper 8 miteinander kombiniert werden. Als Gas kön
nen sämtliche verträglichen Gase in den Formhohlraum einge
blasen werden, beispielsweise Stickstoff oder Luft. Die An
wendbarkeit der Erfindung umfaßt sämtliche Dekormaterialien,
vorzugsweise allerdings solche mit strukturierter Oberfläche
und vor allen Dingen gasdurchlässiger Struktur.
Claims (9)
1. Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus hinter
spritztem oder hinterpreßtem Dekormaterial in einem Form
hohlraum, der von einem mehrteiligen Werkzeug gebildet wird,
wobei nach dem Schließen des Formhohlraums ein Gasdruck auf
die Dekor-Oberfläche ausgeübt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gasdruck spätestens ab Beginn der Formhohlraum-
Füllphase ausgeübt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gasdruck bis mindestens in die Kühlphase hinein aus
geübt wird.
3. Verfahren anch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei Verwendung von gasduchlässigem Dekormate
rial eine gasundurchlässige Folie zum Halten des Gasdrucks
in den Formhohlraum eingelegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die gasundurchlässige Folie die Rückseite des Dekorma
terials überdeckt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die den Formhohlraum bildenden Werk
zeugteile vor dem Ende der Kühlphase geringfügig voneinander
entfernt werden.
6. Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus hinter
spritztem oder hinterpreßtem Dekormaterial (4) mit einem
mehrteiligen Werkzeug, das einen Formhohlraum (3) bildet,
wobei einer (1) der Werkzeugteile (1, 2) eine Anlagefläche
(5) für die Dekor-Oberfläche definiert,
dadurch gekennzeichnet,
daß derjenige Werkzeugteil (1), der die Anlagefläche (5)
für die Dekor-Oberfläche definiert, eine Gasführung auf
weist, die in der Anlagefläche (5) mündet und an eine Druck
gasquelle anschließbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasführung einen porösen Körper (8) aufweist, der
mindestens einen Teil der Anlagefläche (5) für die Dekor-
Oberfläche bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasführung von einer Injektionsnadel (7) gebildet
wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekenn
zeichnet durch eine um den Formhohlraum (3) herumlaufende,
eine geringfügige Öffnungsbewegung der Werkzeugteile (1, 2)
kompensierende Dichtung (9).
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE2000106359 DE10006359C1 (de) | 2000-02-12 | 2000-02-12 | Verfahren und Vorrichtung zum Hinterspritzen oder Hinterpressen von Dekormaterial |
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