DE4408835C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines einstückigen, mindestens zweifarbigen Kunststoffteiles - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines einstückigen, mindestens zweifarbigen KunststoffteilesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor
richtung mit den Merkmalen der Oberbegriffe der An
sprüche 1 bzw. 5 zum Herstellen eines einstückigen so
wie dünnwandigen, mindestens zweifarbigen Kunst
stoffteiles und insbesondere zum Herstellen einer
Kunststoffhaut.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der hier interes
sierenden Art sind aus der US 4 610 620 bekannt. In
einem ersten Arbeitsschritt wird thermoplastischer
Kunststoff für zwei verschiedenfarbige Teilstücke in ei
ne durch eine Trennwand geteilte Form gefüllt. Der
Kunststoff geliert bzw. schmilzt sodann dort aufgrund
von Wärme in einer dünnen, farbgebenden Schicht an,
woraufhin die beiden derart vorbereiteten und verschie
denfarbigen Teilstücke in einem weiteren Arbeitsgang
miteinander verbunden werden. Hierzu wird thermo
plastisches Kunststoffpulver auf die benachbarten Rän
der der beiden Teilstücke sowie den Zwischenbereich
lose aufgestreut. Durch weitere Wärmezufuhr geliert
bzw. schmilzt auch dieses Kunststoffpulver an und wird
schließlich zusammen mit den Teilstücken durch weite
re Wärmezufuhr fertiggestellt. Nachdem das derart her
gestellte, zweifarbige Kunststoffteil erstarrt ist, kann es
der Form entnommen werden. Ein derartiges Verfahren
zur Herstellung eines zweifarbigen Kunststoffteiles und
insbesondere einer dünnwandigen Kunststoffhaut und
die zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung wei
sen ebenso wie das Teil selbst verschiedene Nachteile
auf. Für das Verfahren und die Vorrichtung gilt, daß das
Verbinden der Teilstücke nach einem andersartigen
Verfahren erfolgt als die Herstellung der Teilstücke,
wobei ein relativ dicker Verbindungswulst mit ungleich
mäßiger Wandstärke entsteht. Durch das partielle Auf
bringen des Verbindungsmaterials bilden sich Wanddic
kensprünge mit einem unkontrollierten Schichtaufbau,
der am fertigen Teil nach einiger Zeit aufgrund der
Wärmealterung auch auf der sichtbaren Seite aufgrund
von Schatten, Lichtreflexen bzw. Farbänderungen be
merkbar ist. Aber auch produktionstechnische Proble
me können wegen der unterschiedlichen Materialstär
ken vor allem bei der Weiterverarbeitung auftreten, zu
mal die dickeren Übergangsbereiche eine andere Stei
figkeit und somit andere Werkstoffeigenschaften besit
zen als die übrigen Teile des meist als Kunstoffhaut für
Kraftfahrzeuginnenteile dienenden Kunststoffteiles.
Aber auch das bekannte Verfahren zum Verbinden
der vorgefertigten Teilstücke ist unzweckmäßig. Nach
dem Aufstreuen liegt das Kunststoffpulver nur sehr lose
und locker geschichtet auf den Rändern und bildet zu
nächst keine kompakte Masse. Es ist daher notwendig,
verhältnismäßig viel Kunststoffpulver aufzubringen,
wobei es ferner schwierig ist, dieses lagemäßig genau zu
fixieren.
Darüber hinaus ist das bekannte Verfahren zum Ver
binden der Teilstücke sehr zeitaufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
sicher und zuverlässig arbeitendes Verfahren und eine
Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe möglichst
gleichmäßige Wandstärken über die gesamte Fläche der
herzustellenden Kunststoffteile erreichbar und insbe
sondere unzweckmäßig dicke Verbindungswülste ver
meidbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung
die Merkmalskombination des Anspruches 1 bzw. 5 vor.
Während die beiden verschiedenfarbigen Teilschichten
erfindungsgemäß nur noch die Sichtflächen bilden und
daher auch eine relativ geringe Wandstärke aufweisen
können, dient die zweite, sich über deren gesamte Rück
seite erstreckende und sie verbindende Lage zur Bil
dung der endgültigen Wandstärke des Kunststoffteiles
sowie zur Bildung von dessen gesamten Rückseite. Die
Herstellung des Kunststoffteiles erfolgt dabei in ein und
derselben Form in aufeinanderfolgenden, gleichartigen
Fertigungsschritten, wozu die Form mit den bereits vor
bereiteten Teilstücken auf einen zweiten Behälter für
thermoplastischen Kunststoff nach dem Abnehmen von
einem ersten Behälter aufsetzbar ist und zusammen mit
diesem schwenk- und/oder drehbar gelagert ist.
Grundsätzlich ist es möglich, Kunststoffteile aus be
liebig vielen, farblich unterschiedlichen oder auch teil
weise gleichfarbigen Teilstücken zu fertigen, wozu dann
lediglich entsprechend viele Trennelemente und Trenn
wände in dem die verschiedenfarbigen Kunststoffe ent
haltenden ersten Behälter gemäß der Form und Lage
der Teilstücke vorgesehen sein müssen.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteran
sprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh
rungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind,
näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 im Schnitt sowie schematisch eine Ansicht von
Teilen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfah
rens;
Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 von einer abgewan
delten Ausführungsform;
Fig. 3 im Schnitt sowie schematisch eine Ansicht der
Form wie in Fig. 1 zusammen mit einem zweiten Pulver
behälter;
Fig. 4 eine Einzelheit wie in Fig. 2 von der abgewan
delten Ausführungsform bei dem Verfahrensschritt ge
mäß Fig. 3 und
Fig. 5 im Schnitt sowie schematisch eine Ansicht wie
in Fig. 1 von einer weiteren, abgewandelten Ausfüh
rungsform.
Eine Vorrichtung 1 zum Herstellen eines dünnwandi
gen, mindestens zweifarbigen Kunststoffteiles 2 (Fig. 3),
umfaßt eine Form 3, die zur Durchführung eines ersten
Verfahrensschrittes auf einen thermoplastischen Kunst
stoff 4 (Farbe A) und thermoplastischen Kunststoff 5
(Farbe B) enthaltenden Behälter 6 gemäß Fig. 1 aufge
setzt wird. Auf ihrer dem Behälter 6 zugewandten In
nenseite 7 ist die Oberfläche 8 der Form 3 an die Gestalt
und Kontur 9 des herzustellenden Kunststoffteiles 2 an
gepaßt.
Der Behälter 6 weist im Falle der Herstellung eines
zweifarbigen Kunststoffteiles zwei Kammern 10 und 11
(Fig. 1) auf, die zur Aufnahme der verschiedenfarbigen
Kunststoffe 4 mit der Farbe A bzw. von Kunststoff 5 mit
der Farbe B dienen. Ferner ist die Oberfläche 8 der
Form 3 mit Hilfe eines Trennelementes 12 in zwei Teil
flächen 13 und 14 unterteilt. Das Trennelement 12 kann
extrem schmal sein oder auch in Form einer Maske eine
gewisse Breite besitzen und ist grundsätzlich dem Be
hälter 6 zugeordnet. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel gehört das Trennelement 12 zu ei
ner Trennwand 15, welche die beiden Kammern 10 und
11 in dem Behälter 6 bildet. Der Verlauf des Trennele
mentes 12 und der Trennwand 15 entspricht der gemein
samen Kontur der beiden Teilflächen 13 und 14 sowie
der gemeinsamen Kontur von zunächst herzustellenden
Teilstücken 16 und 17, die in Fig. 1 strichpunktiert ange
deutet sind.
Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei
spiel ist das Trennelement 12 eine Dichtung. Weitere
Dichtungen 18 und 19 befinden sich jeweils an den frei
en Rändern der Aussenwände 20 und 21 des Behälters 6,
der darüber hinaus um Lagerachsen 22 und 23 schwenk
bar gelagert ist. Ferner sind eine Heizeinrichtung 24 (in
Fig. 1 symbolisiert ein Pfeil die Wärmezufuhr) zum Er
wärmen der Form 3 und für die Wärmebehandlung von
in der Form 3 befindlichem Kunststoff 4 bzw. 5 sowie
Antriebs-, Transport- und Steuereinrichtungen vorgese
hen, die grundsätzlich bekannt und deshalb nicht darge
stellt sind.
Zum Herstellen eines zweifarbigen Kunststoffteiles 2
wird die Form 3 nach der Entnahme eines zuvor gefer
tigten Kunststoffteiles 2 auf den Behälter 6 aufgesetzt,
wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Daraufhin werden der
Behälter 6 und die mit ihm verbundene Form 3 derart
geschwenkt, daß der in den Kammern 10 und 11 befind
liche, thermoplastische Kunststoff 4 und 5 auf die Teil
flächen 13 und 14 der Form 3 gelangt. Aufgrund der
Temperatursteuerung - wobei die Form 3 entweder
bereits vorgewärmt sein kann oder die Wärmezufuhr
erst erfolgt, wenn sich Kunststoff 4 und 5 auf der Ober
fläche 8 der Form 3 befindet - erfolgt nunmehr ein
Angelieren des Kunststoffes 4, 5 im Falle der Verarbei
tung von Polyvenylchlorid (PVC) oder ein Anschmelzen
im Falle der Verarbeitung von anderen thermolplasti
schen Kunststoffen, woraufhin die Form 3 und der Be
hälter 6 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Position zu
rückgeschwenkt/zurückgedreht werden mit der Folge,
daß der nichtangelierte bzw. nichtangeschmolzene
Kunststoff 4 und 5 wieder auf den Boden 25 bzw. 26 der
Kammern 10 und 11 zurückfällt. Auf den Teilflächen 13
und 14 der Form 3 befinden sich jetzt angelierte oder
angeschmolzene Teilstücke 16 und 17, wie dies in Fig. 1
dargestellt ist.
Die Form 3 wird nunmehr mit den in ihr befindlichen
Teilstücken 16 und 17 von dem Behälter 6 abgehoben
und auf einen anderen Behälter 6' gemäß Fig. 3 aufge
setzt um nunmehr in einem weiteren Verfahrensschritt
eine zweite Lage 34 auf die beiden Teilstücke 16 und 17
aufzubringen und diese miteinander zu verbinden.
Der zweite, ebenfalls thermoplastischen Kunststoff
enthaltende Behälter 6' weist Dichtungen 18' und 19' im
Bereich von Außenwänden 20' und 21' in gleicher Weise
auf wie der Behälter 6. Ein Unterschied zu dem Behälter
6 besteht nur insofern, als der Behälter 6' nur eine einzi
ge Kammer 27' derart aufweist, daß der in der Kammer
27' befindliche, thermoplastische Kunststoff 4' oder 5'
ganzflächig auf die Teilstücke 16 und 17 sowie in den
Bereich 30 zwischen den einander zugewandten Rän
dern 31 und 32 der beiden Teilstücke 16 und 17 fällt,
wenn die Form 3 und der Behälter 6' gemeinsam ver
schwenkt werden. Beim Verschwenken von Form 3 und
Behälter 6' geliert bzw. schmilzt Kunststoff auf den
Rückseiten der beiden Teilstücke 16 und 17 sowie als
Zwischenstück 33 im Bereich 30 an und verbindet sowie
bedeckt vollständig die Teilstücke 16 und 17.
Das Zwischenstück 33 kann gemäß den jeweiligen
Anforderungen extrem schmal oder beliebig breit sein.
Wesentlich ist, daß die Herstellung des Zwischenstückes
33 und mit ihm die Herstellung der zweiten Lage 34
nach demselben Herstellungsverfahren erfolgt und so
mit nach denselben Rahmenbedingungen wie die Her
stellung der farbgebenden Teilstücke 16 und 17.
Sobald der das verbindende Zwischenstück 33 und die
zweite Lage 34 bildende Kunststoff 4' oder 5' in der
Form 3 angeliert/angeschmolzen ist, werden die Form 3
und der Behälter 6' in die in Fig. 3 dargestellte Lage
zurückgeschwenkt und die Form 3 wird wieder von dem
Behälter 6 abgehoben. Daraufhin erfolgt in einem näch
sten Verfahrens schritt eine weitere Wärmebehandlung
der Teilstücke 16 und 17 und der die Rückseite 35 des
Kunststoffteiles 2 bildenden zweiten Lage 34, so daß der
Kunststoff ausgeliert/aufschmilzt.
Sodann wird die Form 3 abgekühlt, wobei die Teil
stücke 16 und 17 zusammen mit der zweiten Lage 34 als
einstückiges, dünnwandiges Kunststoffteil 2 erstarren.
Sobald das Kunststoffteil 2 ausreichend abgekühlt ist,
kann es der Form 3 entnommen werden.
Wie bereits oben ausgeführt ist, kann der Abstand
zwischen den benachbarten Rändern 31 und 32 der bei
den Teilstücke 16 und 17 extrem gering oder auch sehr
groß sein. Er muß mindestens der Breite dem verwende
ten Trennelementes 12 entsprechen. Zweckmäßig ist es,
wenn ein die Teilstücke 16a, 17a (Fig. 4) verbindendes
Zwischenstück 33a versenkt angeordnet ist und zum
Verbinden von Teilstücken 16a bzw. 17a dient, die ge
mäß dem in den Fig. 2 und 4 dargestellten Ausführungs
beispiel ein Kunststoffteil 2a mit einer Rille 40a bilden.
Das in den Fig. 2 und 4 nur teilweise dargestellte Aus
führungsbeispiel unterscheidet sich bis auf die Rille 40a
nicht grundsätzlich von dem zuerst beschriebenen Aus
führungsbeispiel. Übereinstimmende oder ähnliche Tei
le weisen daher auch dieselben Bezugszahlen und zu
sätzlich den Buchstabenindex a auf.
Zur Herstellung eines Kunststoffteiles 2a mit einer
Rille 40a ist die Form 3a mit einer nach innen gerichte
ten Rippe 41a versehen, an der das Trenn- und Dichtele
ment 12a während der Herstellung der Teilstücke 16a
und 17a anliegt. Beim Angelieren bzw. Anschmelzen der
Teilstücke 16a, 17a bilden sich ferner an der Rippe 41a
jeweils Randstücke 42a und 43a aus (Fig. 2). In einem
weiteren Arbeitsschritt mit einem Kunststoff enthalten
den Behälter 6' wie in Fig. 3 werden dann die Teilstücke
16a und 17a einerseits durch ein Zwischenstück 33a
(Fig. 4) miteinander verbunden und ferner wird eine
zweite, die Teilstücke 16a und 17a vollständig bedecken
de Lage 34a auf deren Rückseite erzeugt. Dies geschieht
in gleicher Weise wie bei dem zuerst beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist schließlich noch
in Fig. 5 dargestellt. Auch hier dienen grundsätzlich
übereinstimmende Bezugszahlen für gleiche oder
gleichartige Teile und weisen zusätzlich den Buchsta
benindex b auf.
Die Form 3b entspricht wiederum der Form 3 gemäß
Fig. 1 und dient wie dort zur Herstellung von Teilstüc
ken 16b, 17b sowie eines weiteren Teilstückes 50b, wo
bei die verschiedenen Teilstücke in beliebiger Kombina
tion aus farblich unterschiedlichem Kunststoff 4b und 5b
bzw. 51b gefertigt werden können. Um unterschiedliche
Kunststoffteile und entsprechend unterschiedliche Teil
stücke zu erhalten, ist es erforderlich, zusätzliche oder
anders gestaltete Trennelemente 12b und 12b' vorzuse
hen und in passender Weise anzuordnen. Gemäß Fig. 5
sind die Trennelemente 12b und 12b' wiederum Dich
tungen. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Als
Trennelement können auch dünnwandige Schneiden
oder Masken dienen. Entsprechend der Anzahl der her
zustellenden Teilstücke 16b, 17b und 50b weist der Be
hälter 6b drei Kammern 10b, 11b und 52b zur Aufnahme
der Kunststoffe 4b, 5b und 51b auf. Die Herstellung der
Teilstücke 16b, 17b und 50b erfolgt grundsätzlich in glei
cher Weise wie bei den zuerst beschriebenen Ausfüh
rungsbeispielen. Gleiches gilt schließlich auch für die
Herstellung einer zweiten, alle Teilstücke 16b, 17b und
50b verbindenden und sie vollständig überdeckenden
zweiten Lage entsprechend der zweiten Lage 34 mit
dem Zwischenstück 33 bei dem zuerst beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
Als thermoplastischer Kunststoff wird zweckmäßi
gerweise ein Kunststoffpulver verwendet.
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen eines einstückigen sowie
dünnwandigen, mindestens zweifarbigen Kunststoff
teiles (2, 2a), insbesondere einer Kunststoffhaut
(2'), wobei in einem ersten Arbeitsschritt in eine
erwärmte Form (3, 3a, 3b) zunächst thermoplasti
scher Kunststoff (4, 5; 4b, 5b, 51b) für mindestens
zwei verschiedenfarbige Teilschichten (16, 17; 16a,
17a; 16b, 17b, 50b) eingefüllt wird, der dann durch
den Wärmeinhalt der Form (3, 3a, 3b) als dünne,
farbgebende Schicht anschmilzt bzw. angeliert, wo
bei die Teilschichten entlang ihren einander zuge
wandten Rändern eine gemeinsame Kontur aufweisen
und zusammen als farbgebende Lage die Sichtfläche
des Kunststoffteiles bilden, woraufhin die Teil
schichten (16, 17; 16a, 17a; 16b, 17b, 50b) mit
Hilfe von weiterem, thermoplastischem Kunststoff
und von Wärme einstückig miteinander verbunden wer
den, dadurch gekennzeichnet, daß thermoplastischer
Kunststoff (4', 5') für eine tragende Rückenlage
(34, 34a) nach dem Angelieren/Anschmelzen der vor
bereiteten, verschiedenfarbigen Teilschichten (16,
17; 16a, 17a; 16b, 17b, 50b) ganzflächig auf deren
Rückseiten gefüllt wird, so daß dieser Kunststoff
die sichtseitigen Teilschichten vollständig bedeckt
und ihre einander zugewandten Ränder (31, 32) über
brückt, daß der die Rückseite (35, 35a) des herzu
stellenden Kunststoffteiles (2, 2a) bildende Kunst
stoff der Rückenlage (34, 34a) sodann ebenfalls
durch den Wärmeinhalt der Form (3, 3a, 3b) an
schmilzt bzw. angeliert und daß dann die farbgeben
de Lage und die Rückenlage zusammen durch weitere
Wärmezufuhr aufschmelzen bzw. ausgelieren und
schließlich als einstückiges Kunststoffteil (2, 2a)
abgekühlt werden und schließlich erstarren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Kunststoffpulver mit unterschiedlicher Farbe
(A, B) für die zuerst hergestellten Teilschichten
(16, 17) verwendet wird und daß Kunststoffpulver
für die die Rückseite (39a) des herzustellenden
Kunststoffteiles (2a) bildende Rückenlage mit der
selben Farbe wie für eine der beiden Teilschichten
(16, 17) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils unterschiedliche Farben (A, B, C) für
jede der dünnen, farbgebenden Teilschichten (16,
17) und für die die Rückseite (39a) bildende dicke
re Rückenlage verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Arbeits
schritt mehrere dünne, farbgebende Teilschichten
(16d, 17d, 50d) hergestellt werden, die sodann in
einem zweiten Arbeitsschritt mit Hilfe einer dicke
ren Rückenlage miteinander verbunden werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 mit einer Form (3, 3a, 3b), die auf ei
nen Behälter (6, 6b) dicht aufsetzbar ist, zusammen
mit diesem schwenk- und/oder drehbar gelagert ist,
wobei der Behälter (6, 6b) mindestens zwei Kammern
(10, 11; 10b, 11b, 52b) für verschiedenfarbige
Kunststoffe (4, 5; 4b, 5b, 51b) sowie mindestens
ein Trennelement (12, 12a, 12b, 12b') zur Herstel
lung von verschiedenfarbigen Teilschichten (16, 17;
16a, 17a; 16b, 17b, 50b) eines mindestens zweifar
bigen, dünnwandigen Kunststoffteiles (2, 2a) in der
Form (3, 3a, 3b) enthält, wobei der Verlauf des je
weiligen Trennelements (12) der gemeinsamen Kontur
der als farbgebende Lage die Sichtfläche des Kunst
stoffteiles bildenden Teilschichten entspricht, und
mit einer Heizeinrichtung (24) zum Erwärmen der
Form (3, 3a, 3b) und/oder des thermoplastischen
Kunststoffes (4, 5; 4b, 5b, 51b) und zur Wärmebe
handlung des herzustellenden Kunststoffteiles (2,
2a), dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Behäl
ter (6') für thermoplastischen Kunststoff (4', 5')
zur Herstellung einer zweiten, die Rückseite (35,
35a) des Kunststoffteiles (2, 2a) bildenden Rücken
lage (34, 34a) vorgesehen ist, daß die Form (3, 3a,
3b) nach dem Abnehmen von dem ersten Behälter (6,
6b) auf den zweiten Behälter (6') aufsetzbar ist
und daß der zweite Behälter (6') zusammen mit der
Form (3, 3a, 3b) schwenk- und/oder drehbar gelagert
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944408835 DE4408835C3 (de) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines einstückigen, mindestens zweifarbigen Kunststoffteiles |
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DE19944408835 DE4408835C3 (de) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines einstückigen, mindestens zweifarbigen Kunststoffteiles |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE4408835A1 DE4408835A1 (de) | 1995-09-21 |
DE4408835C2 DE4408835C2 (de) | 1998-03-12 |
DE4408835C3 true DE4408835C3 (de) | 2000-02-24 |
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ID=6512886
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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Owner name: MAGNA INTERIOR SYSTEMS GMBH, 94315 STRAUBING, DE |
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D4 | Patent maintained restricted | ||
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