WO2015140239A1 - Method for producing a plastic injection moulded part and plastic injection moulded part - Google Patents

Method for producing a plastic injection moulded part and plastic injection moulded part Download PDF

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WO2015140239A1
WO2015140239A1 PCT/EP2015/055751 EP2015055751W WO2015140239A1 WO 2015140239 A1 WO2015140239 A1 WO 2015140239A1 EP 2015055751 W EP2015055751 W EP 2015055751W WO 2015140239 A1 WO2015140239 A1 WO 2015140239A1
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molding compound
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cavity
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    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
    • B60R21/217Inflation fluid source retainers, e.g. reaction canisters; Connection of bags, covers, diffusers or inflation fluid sources therewith or together
    • B60R2021/2177Reaction canisters characterised by material
    • B60R2021/2178Plastic

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a plastic injection-molded part with an extruder, via which a molding compound is supplied on a mold having at least one cavity, wherein reinforcing additives are supplied to the molding compound during the plasticizing or after the plasticizing.
  • the invention also relates to a plastic injection molded part of a molding compound with reinforcing additives, which have been introduced into the cavity with the plasticized molding compound.
  • Plastic injection molding is a common method to produce workpieces of complex structure in high quantities cheap.
  • a molding compound is brought into a plasticized state by one or more extruders, which may or may not be heated. If the mold is filled, an extruder screw is usually moved via a hydraulic piston in the direction of the mold, so that the plasticized molding compound is introduced under high pressure into the cavity, which has the shape of the workpiece to be produced.
  • the molding compound cools in the cavity, the mold is opened and the usually finished workpiece is removed from the mold. If necessary, the sprue is still removed.
  • fillers are added to the molding compound, for example glass fibers, mineral components or the like. These fillers are usually supplied to the base material, formed into finished compounds in the form of pellets, fed to the extruder and plasticized therein.
  • the processing industry thus receives a ready-mixed starting material or compound for processing.
  • the individual components ie base material, possibly further fillers such as primer and fillers, homogeneously distributed.
  • glass fibers are fed to the injection molding machine at the end or in the course of the extruder screw. This makes it possible to adjust the length and amount of the supplied fibers and to avoid or reduce damage to the fibers during the plasticizing process within the screw, since the fibers are not mechanically deformed in the extruder screw. As a result, a loss of strength is avoided, and by using cheap base materials, a cost reduction can be achieved.
  • Airbag housings are often manufactured as plastic injection molded parts. Particularly in the area of the mounting flange or in the connection of the gas generator occur high mechanical and thermal loads. As a result, comparatively expensive components must be used in the manufacture of airbag housings.
  • Object of the present invention is to provide a method and a plastic injection molded part, which allows a cost-effective production of components while maintaining or improving the stability and possible weight reduction.
  • the method for producing a plastic injection-molded part with an extruder via which a molding compound is a molding tool having at least one cavitation
  • a molding compound is a molding tool having at least one cavitation
  • the reinforcing additives By varying the nature of the reinforcing additives, the amount of reinforcing additives or both the type and amount of the reinforcing additives supplied, it is possible to achieve a targeted partial reinforcement of areas of the plastic injection molded part, so that by the controlled time of supply or variation of the feed the reinforcing additives to the already plasticized molding compound, the reinforcing additives can be selectively brought to the respective location or area of the component to be manufactured.
  • thermoplastic material can be used as a molding compound or specifically targeted less reinforcing additives or other reinforcing additives must be introduced in the less-stressed areas, resulting in a reduction in manufacturing costs, without the reinforcing effect is adversely affected by the additives.
  • the reinforcing additives can be supplied adaptively or profile-controlled to the molding compound.
  • An adaptive supply of the boosting additives provides sensors that measure, for example, pressure, temperature or levels within the cavity. It is also possible for a change in the supply and / or type of the boosting additives to be controlled via a time control or a quantity control. Alternatively, regardless of the actual conditions within the cavity, a profile-controlled change in the supply of the reinforcing additives may be effected, for example by coupling the feed only to the displacement path of the extruder screw. Also, the type and / or amount of the supplied gain additives can be controlled controlled by a time-distance control of the molding material feed or the displacement of the extruder screw.
  • fibers may be supplied, for example, basalt fibers, carbon fibers, glass fibers, co-fibers or natural fibers. It is likewise possible for the reinforcing additives in spherical or powder form to be fed to the molding compound, with the reinforcing additives achieving an improvement in the thermal and / or mechanical properties of the molding compound.
  • the reinforcing additives are advantageously non-thermoplastic and thus do not melt upon supply to the plasticized molding material. The non-melting of the reinforcing additives is limited to the temperatures that usually occur in the injection molding of plastics.
  • fibers are used as reinforcing additives, their length, the amount supplied or also the type of fiber can be changed during the filling. It is also possible that a combination of the parameter change is made, ie that both the length and the quantity as well as the type are adaptively changed during the filling.
  • the fibers can be cut to the desired length in a mixing head in front of the cavity and added to the molding compound, so that it is possible to prepare the molding compound as needed just before it enters the cavity.
  • the fibers can be sheared during transport in the extruder, so that the length and possibly the amount of the fibers adjusts depending on the rotational speed of the extruder.
  • the fibers are fed along the screw to the extruder, for example through one or more openings in the extruder wall, so that the fibers are drawn into the extruder during the plasticization of the material by the screw and break by the exiting shear forces ,
  • the reinforcing additives are supplied to the cavity in a larger amount at the beginning of the filling. If reinforcement in the area of the sprue is desired, towards the end of the injection process an increased amount of kungsadditiven supplied so that in the vicinity of the sprue is a greater amount of it than in the front of the cavity supplied molding compound.
  • the reinforcing additives can be supplied separately or as a plastic reinforcing additive mixture, as well as other components can be supplied, for example, adhesion promoter.
  • a separate feed means that only the reinforcing additive or the reinforcing additives are supplied to the already plasticized molding compound. This results in particularly high precision in the metering, positioning and a high degree of flexibility with regard to the selection of the added reinforcing additives.
  • the reinforcing additive or the reinforcing additives can be supplied as a plastic reinforcing additive mixture, for example if plasticized molding compounds from two extruders are supplied to the cavity in a mixing head in a two-component injection molding process in the case of the plastic reinforcing additive mixture, either before, during or after the plasticizing process, the molding compound is supplied.
  • thermoplastic component Due to the plastic reinforcing additive mixture, it is possible to introduce a further thermoplastic component into the molding compound and thus into the cavity in order selectively to selectively achieve a material change and thus a higher or adapted load-bearing capacity of the workpiece.
  • a further development of the invention provides that a molding compound is supplied to the cavity at several points, so that a rapid and complete filling of the cavity can be achieved over a plurality of gates.
  • a molding compound is supplied to the cavity at several points, so that a rapid and complete filling of the cavity can be achieved over a plurality of gates.
  • the reinforcing additives may enter the cavity before the molding compound enters be supplied. This is particularly advantageous if the cavity is to be filled with only one type of molding compound.
  • a mixing is carried out within the cavity, for example when a molding compound without reinforcing additives is supplied over several sprues of a multi-component injection molding machine and molding compounds already provided with reinforcing additives via one or more other sprues, for example from a finished compound or through a Supplying the reinforcing additives are generated in a mixing head, are injected into the cavity, so that injected the reinforced molding compound in the current flow front of the un reinforced base material.
  • This results in a mixing of the additives provided and not provided with additives molding compounds is achieved within the cavity of the mold in those areas in which the molding compounds provided with reinforcing additives are injected.
  • the reinforcing additives may be added to the molding compound at multiple locations, thereby providing greater variability in both the nature of the reinforcing additives and the nature of the particular reinforcing additives.
  • fibers from different starting materials can be supplied according to the requirements of the molding compositions.
  • the plastic injection-molded part is designed as an airbag housing into which an airbag can be folded and optionally a gas generator can be mounted.
  • Figure 1 is a schematic representation of a plastic injection molding plant
  • Figure 2a is a plan view of an airbag housing
  • Figure 2b is a schematic sectional view of the airbag housing according to Figure 2a
  • FIG. 3a shows a variant of FIG. 2a; such as
  • FIG. 3a shows a variant of FIG. 2b.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a plastic injection molding plant for producing a plastic injection molded part 10 with an extruder 20, in which at least one extruder screw 25 is arranged.
  • a molding compound 30 which is arranged in the illustrated embodiment as a plastic granules in a mass hopper, transported in the direction of a tool 40.
  • the screw 25 rotating inside the extruder 20 conveys the molding compound 30 from the hopper through the screw flights to the screw tip towards the tool 40.
  • Heaters may be arranged on the extruder 20 to plasticize the granules together with the friction within the extruder 20.
  • the tool 40 is closed and the molding compound 30 is pressed from an exit nozzle of the extruder 20 in a runner 41 of the tool 40 and from there into a cavity 45.
  • the plastic injection molded part 10 is formed, which can be removed after cooling within the tool 40 and after opening the tool 40.
  • a mixing device in the form of a mixing head 44 is arranged in the reinforcing additives 50, 55 of the already plasticized molding compound 30 are supplied.
  • the reinforcing additives 50, 55 and / or other filler, adhesion promoter or the like are added to the screw 25 at any desired point during the plasticizing, whereby corresponding accesses to the extruder 20 must be present for this purpose.
  • reinforcing additives can Fibers, powders, granules or other additives to the molding compound 30 are supplied before it reaches the cavity 45 within the tool 40.
  • Dosing devices may be present in the mixing head 44 in order to be able to set the amount of the respectively added reinforcing additives 50, 55.
  • cutting devices for the fibers can be provided so that an adaptation of the reinforcing additives 50, 55 to the respective shape or length and also the mixing ratio with the molding compound 30 can be carried out within the mixing head 44.
  • a plurality of reinforcing additives 50, 55 are provided in roll form, so that different reinforcing additives 50, 55 can be supplied to the molding compound 30.
  • the molding compound 30 may be provided with a first reinforcing additive 50 and at a second time with a second reinforcing additive 55, it is also possible over the injection period both reinforcing additives 50, 55 in different lengths and / or textures of the molding compound 30 supply.
  • reinforcing additives 50, 55 are fed to the plasticized molding compound 30 at the end of the filling period, so that the last injected mixture of molding compound 30 and reinforcing additives 50, 55 in the region of the mouth of the sprue 41 in the cavity 45 remains.
  • sensors 60 may be arranged, so that the filling process of the cavity 45 can be detected. This makes it possible to effect an adaptive control of the type, quantity and nature of the reinforcing additives 50, 55, so that an adapted adjustment of the mechanical properties of the plastic injection-molded parts 10 can take place.
  • the respectively desired amount, the respective desired type, the desired amount and the particular desired quality of the reinforcing additive can be determined via a defined feed profile and fed to the plasticized molding compound 30 after the beginning of the injection process.
  • sensors 60 temperature sensors, pressure sensors or contact sensors can be used.
  • reinforcing additives 50, 55 can also be supplied in the mixing head 44 in already mixed form.
  • the reinforcing additives 50, 55 embedded in a plastic matrix of the molding compound 30 are supplied, so that it is also possible to perform a multi-component injection molding process with separately supplied reinforcing additives 50, 55.
  • FIG. 2 a shows a plastic injection-molded part 10 in the form of an airbag housing. It is shown in a schematic plan view.
  • the airbag housing provides a cavity 15 and a flange 16 surrounding the cavity 15.
  • the contour of the flange 16 is substantially rectangular, being provided on the narrow sides recesses for the implementation of fastening screws.
  • the narrow sides of the flange 16 are mechanically particularly stressed, so that in the flange 12 an increased proportion of reinforcing additives 50, for example, glass fibers, basalt fibers or carbon fibers are present.
  • reinforcing additives 50 for example, glass fibers, basalt fibers or carbon fibers are present.
  • the walls surrounding the cavity 15 are less heavily mechanically and thermally stressed, so that no or only a few reinforcing additives are present in a second area 11.
  • the respective regions 11, 12 can be seen with different proportions of reinforcing additives, wherein the transitions between the individual regions 11, 12 can be fluent.
  • the reinforcing additives 50, 55 are fed to the molding compound 30 at the beginning of the injection process, then the supply of the reinforcing additives reduced or adjusted so that the later penetrating into the cavity 45 molding compound 30 contains no reinforcing additives 50, 55 more.
  • the mechanically highly loaded edge region 12 of the flange 16 can be specifically provided with high-strength fibers, while the remaining component is filled only with the matrix 30. This makes it possible to achieve a matched strength even with plastic injection-molded parts 10, without the entire component having to be produced with the expensive mixture of reinforcing additives 50, 55 and the molding compound 30.
  • the subsequent introduction of the reinforcing additives 50, 55 after the plating process in the extruder 20 by the extruder screw 25 has the advantage that, in particular in one embodiment of the reinforcing additives 50, 55 as fibers they are not mechanically damaged.
  • FIG. 3a and 3b show an airbag housing in plan view and side view.
  • different regions 11, 12 of the plastic injection-molded part are provided with different proportions of reinforcing additives 50, 55.
  • FIG. 3b it can be seen in FIG. 3b that different molding compounds have been supplied to the cavity at a plurality of positions or sprue channels 41, 42, 43.
  • the mixing of the molding compositions with the different proportions of reinforcing additives takes place within the cavity 45, wherein besides the use of a single base material as molding compound 30, it is also possible and provided for different starting materials to be used as molding compound 30, so that in a multicomponent Injection molding with multiple sprue channels an optimized component design of the plastic injection molded part 10 is achieved. It is provided in a variant of the invention that from a single extruder, the molding compound is conveyed to different gate locations, wherein before each sprue or multiple sprues a mixing head is arranged to achieve an adaptation of the molding material by separate supply of reinforcing additives.
  • the reinforcing additives 50, 55 are not thermoplastic.
  • already finished reinforced materials which are present for example as a finished compound and by a separate Extruders are plasticized, injected into the cavity together with a molding compound not provided with reinforcing additives, so that they mix with the flow front of the base material.
  • Parts of the component can be made completely without reinforcing additives, it is also possible that on one and the same machine different qualities of a component are produced by reinforcing additives are supplied or not supplied. This is possible without retooling, it must only be disabled, the mixing head.
  • the different properties of the regions of the component can be obtained in a production process without production interruption or by sequential manufacturing processes. Border pattern parts can be easily produced by changing the length, amount and / or type of reinforcing additives. In addition, a large number of material combinations can be realized if the reinforcing additives are supplied only after the plasticizing process of the base material, since mechanical damage is largely avoided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing a plastic injection moulded part (10) by means of an extruder (20), via which a moulding compound (30) is supplied to a tool (40) having at least one cavity (45), reinforcing additives (50, 55) are supplied to the molding compound (30) during or after the plasticizing process. The type and/or amount of of the supplied reinforcing additives (50, 55) is modified during the filling of the cavity (45) with the moulding compound (30).

Description

Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffspritzgussteiles und Kunststoffspritzgussteil Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffspritz- gussteils mit einem Extruder, über den eine Formmasse auf einem Formwerkzeug mit zumindest einer Kavität zugeführt wird, wobei Verstärkungsadditive während des Plastifiziervorganges oder nach dem Plastifiziervorgang der Formmasse zugeführt werden. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kunst- stoffspritzgussteil aus einer Formmasse mit Verstärkungsadditiven, die mit der plastifizierten Formmasse in die Kavität eingebracht worden sind.  The invention relates to a method for producing a plastic injection-molded part with an extruder, via which a molding compound is supplied on a mold having at least one cavity, wherein reinforcing additives are supplied to the molding compound during the plasticizing or after the plasticizing. The invention also relates to a plastic injection molded part of a molding compound with reinforcing additives, which have been introduced into the cavity with the plasticized molding compound.
Kunststoffspritzguss ist ein übliches Verfahren, um Werkstücke auch komplexer Struktur in hoher Stückzahl günstig herstellen zu können. Dazu wird eine Formmasse durch einen oder mehrere Extruder, der oder die gegebenenfalls beheizt sein kann/können, in einen plastifizierten Zustand gebracht. Wird das Formwerkzeug befüllt, wird in der Regel eine Extruderschnecke über einen Hydraulikkolben in Richtung auf das Formwerkzeug verfahren, so dass die plastifizierte Formmasse unter hohem Druck in die Kavität, die die Form des zu fertigenden Werkstückes aufweist, eingebracht wird. Nach der Beendigung des Füllvorganges, gegebenenfalls nach einer Nachdrück- und Haltephase, kühlt die Formmasse in der Kavität ab, das Formwerkzeug wird geöffnet und das in der Regel fertige Werkstück wird der Form entnommen. Gegebenfalls wird der Anguss noch entfernt. Zur Steigerung der Festigkeit der Formmasse, die in der Regel aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, werden Füllstoffe der Formmasse beigemengt, beispielsweise Glasfasern, mineralische Komponenten oder dergleichen. Diese Füllstoffe werden üblicherweise dem Grundmaterial zugeführt, zu fertigen Compounds in Form vom Pellets geformt, dem Extruder zugeführt und darin plastifiziert. Die verarbeitende Industrie erhält somit ein fertig gemischtes Ausgangsmaterial oder Compound zur Verarbeitung. In die- sem Compound sind die einzelnen Bestandteile, also Grundmaterial, evt. weitere Füllstoffe wie z.B. Haftvermittler und Füllstoffe, homogen verteilt. Plastic injection molding is a common method to produce workpieces of complex structure in high quantities cheap. For this purpose, a molding compound is brought into a plasticized state by one or more extruders, which may or may not be heated. If the mold is filled, an extruder screw is usually moved via a hydraulic piston in the direction of the mold, so that the plasticized molding compound is introduced under high pressure into the cavity, which has the shape of the workpiece to be produced. After completion of the filling process, optionally after a Nachdrück- and holding phase, the molding compound cools in the cavity, the mold is opened and the usually finished workpiece is removed from the mold. If necessary, the sprue is still removed. To increase the strength of the molding composition, which usually consists of a thermoplastic material, fillers are added to the molding compound, for example glass fibers, mineral components or the like. These fillers are usually supplied to the base material, formed into finished compounds in the form of pellets, fed to the extruder and plasticized therein. The processing industry thus receives a ready-mixed starting material or compound for processing. In the- sem compound are the individual components, ie base material, possibly further fillers such as primer and fillers, homogeneously distributed.
In einem alternativen Verfahren werden Glasfasern am Ende oder im Verlauf der der Extruderschnecke der Spritzgussmaschine zugeführt. Dadurch ist es möglich, die Länge und Menge der zugeführten Fasern einzustellen sowie eine Beschädigung der Fasern während des Plastifiziervorganges innerhalb der Schnecke zu vermeiden bzw. zu vermindern, da die Fasern nicht in der Extruderschnecke mechanisch verformt werden. Dadurch wird ein Festigkeitsverlust vermieden, und durch den Einsatz günstiger Grundmaterialien kann eine Kostenreduzierung erreicht werden. In an alternative method, glass fibers are fed to the injection molding machine at the end or in the course of the extruder screw. This makes it possible to adjust the length and amount of the supplied fibers and to avoid or reduce damage to the fibers during the plasticizing process within the screw, since the fibers are not mechanically deformed in the extruder screw. As a result, a loss of strength is avoided, and by using cheap base materials, a cost reduction can be achieved.
Airbaggehäuse werden häufig als Kunststoffspritzgussteile hergestellt. Insbesondere im Bereich des Befestigungsflansches oder bei der Anbindung des Gasgenerators treten hohe mechanische und thermische Belastungen auf. Dies führt dazu, dass vergleichsweise teure Komponenten bei der Fertigung von Airbaggehäusen eingesetzt werden müssen. Airbag housings are often manufactured as plastic injection molded parts. Particularly in the area of the mounting flange or in the connection of the gas generator occur high mechanical and thermal loads. As a result, comparatively expensive components must be used in the manufacture of airbag housings.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Kunststoffspritzgussteil bereitzustellen, das eine kostengünstige Fertigung von Bauteilen bei Beibehaltung oder Verbesserung der Stabilität und eventuelle Gewichtsreduzierung ermöglicht. Object of the present invention is to provide a method and a plastic injection molded part, which allows a cost-effective production of components while maintaining or improving the stability and possible weight reduction.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches und ein Kunststoffspritzgussteil mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. According to the invention this object is achieved by a method having the features of the main claim and a plastic injection molded part with the features of the independent claim. Advantageous embodiments and further developments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures.
Das Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffspritzgussteils mit einem Extruder, über den eine Formmasse einem Formwerkzeug mit zumindest einer Kavi- tat zugeführt wird, wobei Verstärkungsadditive während des Plastifiziervorgan- ges oder nach dem Plastifiziervorgang der Formmasse zugeführt werden, sieht vor, dass die Art und/oder Menge der zugeführten Verstärkungsadditive während der Befüllung der Kavität mit der Formmasse verändert wird. Durch die Variation der Art der Verstärkungsadditive, der Menge der Verstärkungsadditive oder sowohl Art als auch Menge der zugeführten Verstärkungsadditive ist es möglich, eine gezielte partielle Verstärkung von Bereichen des Kunststoffspritzgussteils zu erreichen, so dass durch den gesteuert gewählten Zeitpunkt der Zuführung bzw. Variation der Zuführung der Verstärkungsadditive zu der bereits plastifizierten Formmasse die Verstärkungsadditive gezielt an den jeweiligen Ort oder Bereich des zu fertigenden Bauteils gebracht werden können. Dadurch ist es möglich, dass für die weniger belasteten Bereiche ein weniger belastbarer thermoplastischer Kunststoff als Formmasse eingesetzt werden kann oder dass gezielt weniger Verstärkungsadditive oder andere Verstärkungsadditive in den weniger belasteten Bereichen eingebracht werden müssen, was zu einer Verringerung der Herstellkosten führt, ohne dass die Verstärkungswirkung durch die Additive beeinträchtigt wird. The method for producing a plastic injection-molded part with an extruder, via which a molding compound is a molding tool having at least one cavitation When reinforcing additives are added to the molding compound during the plasticizing process or after the plasticizing process, the type and / or amount of the reinforcing additives supplied during the filling of the cavity with the molding compound is changed. By varying the nature of the reinforcing additives, the amount of reinforcing additives or both the type and amount of the reinforcing additives supplied, it is possible to achieve a targeted partial reinforcement of areas of the plastic injection molded part, so that by the controlled time of supply or variation of the feed the reinforcing additives to the already plasticized molding compound, the reinforcing additives can be selectively brought to the respective location or area of the component to be manufactured. This makes it possible for the less stressed areas, a less resilient thermoplastic material can be used as a molding compound or specifically targeted less reinforcing additives or other reinforcing additives must be introduced in the less-stressed areas, resulting in a reduction in manufacturing costs, without the reinforcing effect is adversely affected by the additives.
Die Verstärkungsadditive können adaptiv oder profilgesteuert der Formmasse zugeführt werden. Eine adaptive Zufuhr der Verstärkungsadditive sieht Sensoren vor, die beispielsweise Druck, Temperatur oder Füllstände innerhalb der Kavität messen. Auch ist es möglich, dass über eine Zeitsteuerung oder eine Mengensteuerung eine Veränderung der Zufuhr und/oder Art der Verstärkungsadditive gesteuert wird. Alternativ dazu kann unabhängig von den tatsächlichen Zuständen innerhalb der Kavität eine profilgesteuerte Veränderung der Zufuhr der Verstärkungsadditive bewirkt werden, beispielsweise indem eine Kopplung der Zufuhr nur an den Verschiebeweg der Extruderschnecke erfolgt. Auch kann über eine Zeit-Weg-Steuerung der Formmassenzufuhr oder der Verlagerung der Extruderschnecke die Art und/oder Menge der zugeführten Verstärkungsadditive gesteuert verändert werden. Als Verstärkungsadditive können Fasern zugeführt werden, beispielsweise Basaltfasern, Carbonfasern, Glasfasern, Ära mitfasern oder Naturfasern. Ebenso ist es möglich, dass die Verstärkungsadditive in Kugel- oder Pulverform der Formmasse zugeführt wird, wobei durch die Verstärkungsadditive eine Verbes- serung der thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Formmasse erreicht wird. Die Verstärkungsadditive sind vorteilhafterweise nicht thermoplastisch und schmelzen somit nicht bei der Zufuhr zu der plastifizierten Formmasse auf. Das nicht Aufschmelzen der Verstärkungsadditive ist auf die Temperaturen beschränkt, die üblicherweise bei dem Spritzgießen von Kunststoffen auftreten. The reinforcing additives can be supplied adaptively or profile-controlled to the molding compound. An adaptive supply of the boosting additives provides sensors that measure, for example, pressure, temperature or levels within the cavity. It is also possible for a change in the supply and / or type of the boosting additives to be controlled via a time control or a quantity control. Alternatively, regardless of the actual conditions within the cavity, a profile-controlled change in the supply of the reinforcing additives may be effected, for example by coupling the feed only to the displacement path of the extruder screw. Also, the type and / or amount of the supplied gain additives can be controlled controlled by a time-distance control of the molding material feed or the displacement of the extruder screw. As reinforcing additives, fibers may be supplied, for example, basalt fibers, carbon fibers, glass fibers, co-fibers or natural fibers. It is likewise possible for the reinforcing additives in spherical or powder form to be fed to the molding compound, with the reinforcing additives achieving an improvement in the thermal and / or mechanical properties of the molding compound. The reinforcing additives are advantageously non-thermoplastic and thus do not melt upon supply to the plasticized molding material. The non-melting of the reinforcing additives is limited to the temperatures that usually occur in the injection molding of plastics.
Werden als Verstärkungsadditive Fasern eingesetzt, können deren Länge, die zugeführte Menge oder auch die Art der Faser während der Befüllung verändert werden. Ebenso ist es möglich, dass eine Kombination der Parameterver- änderung vorgenommen wird, also dass sowohl die Länge als auch die Menge als auch die Art während der Befüllung adaptiv verändert werden. Die Fasern können in einem Mischkopf vor der Kavität auf die gewünschte Länge geschnitten und der Formmasse hinzugeführt werden, so dass es möglich ist, unmittelbar vor dem Eintritt in die Kavität die Formmasse so aufzubereiten, wie sie be- nötigt wird. Ebenso können die Fasern während des Transportes in dem Extruder durch Scherung berechen, so dass sich die Länge und ggf. Menge der Fasern sich in Abhängigkeit von der Drehzahl des Extruders einstellt. Dazu ist vorgesehen, dass die Fasern entlang der Schnecke dem Extruder zugeführt werden, beispielsweise durch eine oder mehrere Öffnungen in der Extruder- wand, so dass die Fasern während des Plastifizierens des Werkstoffes in den Extruder durch die Schnecke hineingezogen werden und durch die austretenden Scherkräfte brechen. Wird an dem dem Anguss entfernten Ende der Kavität eine vergrößerte Menge an Verstärkungsadditiven gewünscht, werden die Verstärkungsadditive zu Beginn der Befüllung der Kavität in einer größeren Menge zugeführt. Ist eine Verstärkung im Bereich des Angusses gewünscht, wird gegen Ende des Einspritzvorganges eine vergrößerte Menge an Verstär- kungsadditiven zugeführt, so dass in der Nähe des Angusses eine größere Menge davon als in der davor der Kavität zugeführten Formmasse vorliegt. If fibers are used as reinforcing additives, their length, the amount supplied or also the type of fiber can be changed during the filling. It is also possible that a combination of the parameter change is made, ie that both the length and the quantity as well as the type are adaptively changed during the filling. The fibers can be cut to the desired length in a mixing head in front of the cavity and added to the molding compound, so that it is possible to prepare the molding compound as needed just before it enters the cavity. Likewise, the fibers can be sheared during transport in the extruder, so that the length and possibly the amount of the fibers adjusts depending on the rotational speed of the extruder. For this purpose it is provided that the fibers are fed along the screw to the extruder, for example through one or more openings in the extruder wall, so that the fibers are drawn into the extruder during the plasticization of the material by the screw and break by the exiting shear forces , If an increased amount of reinforcing additives is desired at the end of the cavity remote from the sprue, the reinforcing additives are supplied to the cavity in a larger amount at the beginning of the filling. If reinforcement in the area of the sprue is desired, towards the end of the injection process an increased amount of kungsadditiven supplied so that in the vicinity of the sprue is a greater amount of it than in the front of the cavity supplied molding compound.
Die Verstärkungsadditive können separat oder als Kunststoff- Verstärkungsadditiv-Mischung zugeführt werden, ebenso können weitere Komponenten zugeführt werden, beispielsweise Haftvermittler. Eine separate Zuführung bedeutet, dass ausschließlich das Verstärkungsadditiv bzw. die Verstärkungsadditive der bereits plastifizierten Formmasse zugeführt werden. Dies hat eine besonders hohe Präzision bei der Dosierung, Positionierung sowie ei- ner hohen Flexibilität hinsichtlich der Auswahl der zugeführten Verstärkungsadditive zur Folge. Alternativ oder ergänzend kann das Verstärkungsadditiv o- der können die Verstärkungsadditive als eine Kunststoff- Verstärkungsadditiv- Mischung zugeführt werden, beispielsweise wenn im Rahmen eines Zwei- Komponenten-Spritzgießverfahrens in einem Mischkopf plastifizierte Formmas- sen aus zwei Extrudern der Kavität zugeführt werden, wobei die Verstärkungsadditive bei der Kunststoff- Verstärkungsadditiv-Mischung entweder vor, Während oder nach dem Plastifiziervorgang der Formmasse zugeführt werden. The reinforcing additives can be supplied separately or as a plastic reinforcing additive mixture, as well as other components can be supplied, for example, adhesion promoter. A separate feed means that only the reinforcing additive or the reinforcing additives are supplied to the already plasticized molding compound. This results in particularly high precision in the metering, positioning and a high degree of flexibility with regard to the selection of the added reinforcing additives. Alternatively or additionally, the reinforcing additive or the reinforcing additives can be supplied as a plastic reinforcing additive mixture, for example if plasticized molding compounds from two extruders are supplied to the cavity in a mixing head in a two-component injection molding process in the case of the plastic reinforcing additive mixture, either before, during or after the plasticizing process, the molding compound is supplied.
Durch die Kunststoff- Verstärkungsadditiv-Mischung ist es möglich, eine weitere thermoplastische Komponente mit in die Formmasse und damit in die Kavität einzubringen, um bereichsweise gezielt eine Materialveränderung und damit eine höhere oder angepasste Belastbarkeit des Werkstückes zu erreichen. Due to the plastic reinforcing additive mixture, it is possible to introduce a further thermoplastic component into the molding compound and thus into the cavity in order selectively to selectively achieve a material change and thus a higher or adapted load-bearing capacity of the workpiece.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kavität an mehreren Stel- len eine Formmasse zugeführt wird, so dass über mehrere Angüsse eine schnelle und vollständige Befüllung der Kavität erreicht werden kann. Dadurch ist es auch möglich, dass unterschiedliche Formmassen oder Formmassen mit unterschiedlichen Verstärkungsadditiv-Anteilen an unterschiedlichen Stellen und zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Kavität zugeführt werden. A further development of the invention provides that a molding compound is supplied to the cavity at several points, so that a rapid and complete filling of the cavity can be achieved over a plurality of gates. As a result, it is also possible for different molding compositions or molding compounds with different reinforcing additive components to be supplied to the cavity at different locations and at different times.
Die Verstärkungsadditive können vor dem Eintritt der Formmasse in die Kavität zugeführt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kavität nur mit einer Art von Formmasse befüllt werden soll. Alternativ ist es vorgesehen, dass eine Vermischung innerhalb der Kavität vorgenommen wird, beispielsweise wenn über mehrere Angüsse einer Mehrkomponentenspritzgussmaschine einmal eine Formmasse ohne Verstärkungsadditive zugeführt wird und über eine oder mehrere andere Angüsse bereits mit Verstärkungsadditiven versehene Formmassen, die beispielsweise aus einem fertigen Compound oder durch eine Zufuhr der Verstärkungsadditive in einem Mischkopf erzeugt werden, in die Kavität eingespritzt werden, so dass das die verstärkte Formmasse in die laufende Fließfront des un verstärkten Grundmaterials eingespritzt. Hierdurch wird eine Vermischung des mit Additiven versehenen und nicht mit Additiven versehenen Formmassen innerhalb der Kavität des Formwerkzeuges in denjenigen Bereichen erreicht, in denen die mit Verstärkungsadditiven versehenen Formmassen eingespritzt werden. The reinforcing additives may enter the cavity before the molding compound enters be supplied. This is particularly advantageous if the cavity is to be filled with only one type of molding compound. Alternatively, it is provided that a mixing is carried out within the cavity, for example when a molding compound without reinforcing additives is supplied over several sprues of a multi-component injection molding machine and molding compounds already provided with reinforcing additives via one or more other sprues, for example from a finished compound or through a Supplying the reinforcing additives are generated in a mixing head, are injected into the cavity, so that injected the reinforced molding compound in the current flow front of the un reinforced base material. This results in a mixing of the additives provided and not provided with additives molding compounds is achieved within the cavity of the mold in those areas in which the molding compounds provided with reinforcing additives are injected.
Die Verstärkungsadditive können an mehreren Stellen der Formmasse zugeführt werden, wodurch eine größere Variabilität sowohl hinsichtlich der Art der Verstärkungsadditive als auch der Beschaffenheit der jeweiligen Verstärkungsadditive erreicht werden kann. So ist es dadurch möglich, beispielsweise bei der Zufuhr von Fasern gleichen Typs, die Fasern mit unterschiedlichen Längen der Formmasse zuzuführen. Ebenso können Fasern aus unterschiedlichen Ausgangsmaterialien anforderungsentsprechend den Formmassen zugeführt werden. So ist es möglich, dass beispielsweise in einem ersten Bereich des Werkstückes Fasern eines bestimmten Typs und einer bestimmten Länge an- geordnet werden, die in einem zweiten Bereich durch Fasern eines gleichen Typs mit abweichender Länge ergänzt werden, während in einem dritten Bereich zwei Fasern gleicher oder unterschiedlicher Länge und Menge unterschiedlicher Art vorgesehen sind, wodurch eine Verstärkung in dem gewünschten Bereich in Abhängigkeit von den gewünschten Materialeigenschaften er- reicht wird. Das Kunststoffspritgussteil aus einer Formmasse mit Verstärkungsadditiven, die mit der plastifizierten Formmasse in die Kavität eingebracht worden sind, sieht vor, dass die Verstärkungsadditive bereichsweise unterschiedlich verteilt in dem Kunststoffspritzgussteil angeordnet sind. Durch die unterschiedliche Verteilung der Verstärkungsadditive, beispielsweise der Fasern oder anderer Zuschlagsstoffe, kann eine Anpassung der Materialeigenschaften an die Belastungen erfolgen, ohne dass die Zykluszeiten des Kunststoffspritzgussteils verlängert werden. Es können mehrere unterschiedliche Verstärkungsadditive in dem Kunststoffspritzgussteil verteilt angeordnet sein, so dass bereichsweise unterschiedlich verschiedene Verstärkungsadditive belastungsentsprechend in dem Kunststoffspritzgussteil vorhanden sind. Die verschiedenen Verstärkungsadditive können in dem Kunststoffspritzgussteil in verschiedenen Bereichen verteilt angeordnet sein, so dass das jeweils optimale Verstärkungsadditiv in dem jeweils dafür vorgesehenen Bereich des Kunststoffspritgussteils angeordnet ist. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Kunststoffspritzgussteil als ein Airbaggehäuse ausgebildet ist, in das ein Airbag hineingefaltet und ggf. ein Gasgenerator montiert werden kann. The reinforcing additives may be added to the molding compound at multiple locations, thereby providing greater variability in both the nature of the reinforcing additives and the nature of the particular reinforcing additives. Thus, it is possible, for example, in the supply of fibers of the same type, to supply the fibers with different lengths of the molding material. Likewise, fibers from different starting materials can be supplied according to the requirements of the molding compositions. Thus, it is possible, for example, to arrange fibers of a specific type and a specific length in a first region of the workpiece, which are supplemented in a second region by fibers of the same type with a different length, while in a third region two fibers of the same or different length and quantity of different type, whereby a gain in the desired range depending on the desired material properties is achieved. The plastic injection-molded part of a molding compound with reinforcing additives, which have been introduced into the cavity with the plasticized molding compound, provides that the reinforcing additives are distributed in different regions distributed in the plastic injection-molded part. Due to the different distribution of the reinforcing additives, for example of the fibers or other additives, an adaptation of the material properties to the loads can take place without the cycle times of the plastic injection molded part being extended. Several different reinforcing additives can be distributed in the plastic injection-molded part, so that in some regions different different reinforcing additives are present corresponding to the load in the plastic injection-molded part. The various reinforcing additives can be distributed in different areas in the plastic injection-molded part, so that the respectively optimum reinforcing additive is arranged in the respective intended area of the plastic injection-molded part. An embodiment of the invention provides that the plastic injection-molded part is designed as an airbag housing into which an airbag can be folded and optionally a gas generator can be mounted.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Kunststoffspritzgussanlage; Figure 1 is a schematic representation of a plastic injection molding plant;
Figur 2a eine Draufsicht auf ein Airbaggehäuse; Figur 2b eine schematische Schnittansicht des Airbaggehäuses gemäß Figur 2a; Figur 3a eine Variante der Figur 2a; sowie Figure 2a is a plan view of an airbag housing; Figure 2b is a schematic sectional view of the airbag housing according to Figure 2a; FIG. 3a shows a variant of FIG. 2a; such as
Figur 3a eine Variante der Figur 2b. FIG. 3a shows a variant of FIG. 2b.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kunststoffspritzgussanlage zum Herstellen eines Kunststoffspritzgussteils 10 mit einem Extruder 20, in dem zumindest eine Extruderschnecke 25 angeordnet ist. Über den Extruder 20 wird eine Formmasse 30, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kunststoffgranulat in einem Massetrichter angeordnet ist, in Richtung auf ein Werkzeug 40 transportiert. Die sich innerhalb des Extruders 20 drehende Schnecke 25 fördert die Formmasse 30 aus dem Massetrichter durch die Schneckengänge zur Schneckenspitze in Richtung auf das Werkzeug 40. An dem Extruder 20 können Heizeinrichtungen angeordnet sein, um das Granulat zusammen der Reibung innerhalb des Extruders 20 zu plastifizieren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 40 geschlossen und die Formmasse 30 wird aus einer Ausgangsdüse des Extruders 20 in einen Angusskanal 41 des Werkzeuges 40 und von dort in eine Kavität 45 gedrückt. Durch das Befüllen der Kavität 45 wird das Kunststoffspritzgussteil 10 ausgebildet, das nach dem Erkalten innerhalb des Werkzeuges 40 und nach dem Öffnen des Werkzeuges 40 entnommen werden kann. Figure 1 shows a schematic representation of a plastic injection molding plant for producing a plastic injection molded part 10 with an extruder 20, in which at least one extruder screw 25 is arranged. About the extruder 20 is a molding compound 30, which is arranged in the illustrated embodiment as a plastic granules in a mass hopper, transported in the direction of a tool 40. The screw 25 rotating inside the extruder 20 conveys the molding compound 30 from the hopper through the screw flights to the screw tip towards the tool 40. Heaters may be arranged on the extruder 20 to plasticize the granules together with the friction within the extruder 20. In the illustrated embodiment, the tool 40 is closed and the molding compound 30 is pressed from an exit nozzle of the extruder 20 in a runner 41 of the tool 40 and from there into a cavity 45. By filling the cavity 45, the plastic injection molded part 10 is formed, which can be removed after cooling within the tool 40 and after opening the tool 40.
Zwischen dem Ausgang des Extruders 20, der sogenannten Düse, und dem eigentlichen Angusskanal 41 innerhalb des Werkzeuges 40, bzw. innerhalb eines Formwerkzeugteils des Werkzeugs 40, ist eine Mischeinrichtung in Gestalt eines Mischkopfes 44 angeordnet, in dem Verstärkungsadditive 50, 55 der bereits plastifizierten Formmasse 30 zugeführt werden. Ergänzend oder alternativ werden die Verstärkungsadditive 50, 55 und/oder andere Füllstoff, Haftvermittler oder dergleichen während des Plastifizierens an eine beliebigen Stelle ent- lag der Schnecke 25 zugegeben, wobei hierfür entsprechende Zugänge an dem Extruder 20 vorhanden sein müssen. Als Verstärkungsadditive können Fasern, Pulver, Granulate oder andere Zuschlagsstoffe der Formmasse 30 zugeführt werden, bevor sie die Kavität 45 innerhalb des Werkzeuges 40 erreicht. In dem Mischkopf 44 können nicht dargestellte Dosiereinrichtungen vorhanden sein, um die Menge der jeweils zugeführten Verstärkungsadditive 50, 55 ein- stellen zu können. Ebenso können bei der Verwendung von Fasern als Verstärkungsadditive 50, 55 Schneideinrichtungen für die Fasern vorgesehen sein, so dass innerhalb des Mischkopfes 44 eine Anpassung der Verstärkungsadditive 50, 55 an die jeweils Form oder Länge und auch des Mischungsverhältnisses mit der Formmasse 30 vorgenommen werden kann. So ist es möglich, un- terschiedliche Faserlängen während des Einspritzvorganges bereitzustellen und unterschiedliche Mengen an unterschiedlich langen Fasern der plastifizier- ten Formmasse 30 zuzuführen. Between the outlet of the extruder 20, the so-called nozzle, and the actual runner 41 within the tool 40, or within a mold part of the tool 40, a mixing device in the form of a mixing head 44 is arranged in the reinforcing additives 50, 55 of the already plasticized molding compound 30 are supplied. In addition or as an alternative, the reinforcing additives 50, 55 and / or other filler, adhesion promoter or the like are added to the screw 25 at any desired point during the plasticizing, whereby corresponding accesses to the extruder 20 must be present for this purpose. As reinforcing additives can Fibers, powders, granules or other additives to the molding compound 30 are supplied before it reaches the cavity 45 within the tool 40. Dosing devices, not shown, may be present in the mixing head 44 in order to be able to set the amount of the respectively added reinforcing additives 50, 55. Likewise, when fibers are used as reinforcing additives 50, 55, cutting devices for the fibers can be provided so that an adaptation of the reinforcing additives 50, 55 to the respective shape or length and also the mixing ratio with the molding compound 30 can be carried out within the mixing head 44. Thus, it is possible to provide different fiber lengths during the injection process and to supply different amounts of fibers of different lengths to the plasticized molding compound 30.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Verstärkungsadditive 50, 55 in Rollenform bereitgestellt, so dass unterschiedliche Verstärkungsadditive 50, 55 der Formmasse 30 zugeführt werden können. So kann beispielsweise zu einem bestimmten Zeitpunkt der Befüllung die Formmasse 30 mit einem ersten Verstärkungsadditiv 50 und zu einem zweiten Zeitpunkt mit einem zweiten Verstärkungsadditiv 55 versehen werden, ebenso ist es möglich, über den Ein- spritzzeitraum hinweg beide Verstärkungsadditive 50, 55 in unterschiedlichen Längen und/oder Beschaffenheiten der Formmasse 30 zuzuführen. In the illustrated embodiment, a plurality of reinforcing additives 50, 55 are provided in roll form, so that different reinforcing additives 50, 55 can be supplied to the molding compound 30. Thus, for example, at a certain time of filling, the molding compound 30 may be provided with a first reinforcing additive 50 and at a second time with a second reinforcing additive 55, it is also possible over the injection period both reinforcing additives 50, 55 in different lengths and / or textures of the molding compound 30 supply.
Diejenige Mischung aus Formmasse 30 und Verstärkungsadditiv 50, 55 bzw. Verstärkungsadditiven, die zuerst die Kavität 45 erreicht, wird durch die nach- folgende Formmasse 30 in die Kavität 45 gedrückt und vor sich hergeschoben, so dass eine Verteilung der in der Kavität 45 befindlichen Formmasse 30 dahingehend angenommen werden kann, dass die zuerst in der Kavität 45 befindliche Formmasse 30 die entfernten Bereiche der Kavität 45 zuerst erreicht und dort verbleibt, während die zuletzt zugeführte Menge an Formmasse 30 im Be- reich der Einmündung des Angusskanals 41 in die Kavität 45 verbleibt. Daraus ergibt sich, dass zur Beeinflussung der mechanischen und gegebenenfalls thermischen Stabilitäten des Kunststoffspritzgussteils 10 beispielsweise in den vom Anguss 41 entfernten Randbereichen der Kavität 45 die Verstärkungsadditive 50, 55 zu Beginn des Einspritzvorganges zugeführt werden. Sollte eine Verstärkung im Bereich des Angusskanals 41 erfolgen, werden Verstärkungsadditive 50, 55 eher zum Ende des Befüllungszeitraumes der plastifizierten Formmasse 30 zugeführt, so dass das zuletzt eingespritzte Gemisch aus Formmasse 30 und Verstärkungsadditiven 50, 55 im Bereich der Einmündung des Angusskanals 41 in der Kavität 45 verbleibt. The mixture of molding compound 30 and reinforcing additive 50, 55 or reinforcing additives, which first reaches the cavity 45, is pressed into the cavity 45 by the subsequent molding compound 30 and pushed in front of it, so that a distribution of the molding compound located in the cavity 45 30 can be assumed that the first located in the cavity 45 molding compound 30 reaches the removed portions of the cavity 45 first and remains there, while the last supplied amount of molding material 30 in the area of the mouth of the sprue 41 remains in the cavity 45 , It follows that to influence the mechanical and, where appropriate thermal stabilities of the plastic injection-molded part 10, for example, in the edge regions of the cavity 45 remote from the sprue 41, the reinforcing additives 50, 55 are supplied at the beginning of the injection process. If a reinforcement takes place in the region of the sprue channel 41, reinforcing additives 50, 55 are fed to the plasticized molding compound 30 at the end of the filling period, so that the last injected mixture of molding compound 30 and reinforcing additives 50, 55 in the region of the mouth of the sprue 41 in the cavity 45 remains.
In dem Werkzeug 40 im Bereich der Kavität 45 können Sensoren 60 angeordnet sein, so das der Befüllungsvorgang der Kavität 45 erfasst werden kann. Dadurch ist es möglich, eine adaptive Regelung der Art, Menge und Beschaffenheit der Verstärkungsadditive 50, 55 zu bewirken, so dass eine angepasste Einstellung der mechanischen Eigenschaften der Kunststoffspritzgussteile 10 erfolgen kann. In the tool 40 in the region of the cavity 45 sensors 60 may be arranged, so that the filling process of the cavity 45 can be detected. This makes it possible to effect an adaptive control of the type, quantity and nature of the reinforcing additives 50, 55, so that an adapted adjustment of the mechanical properties of the plastic injection-molded parts 10 can take place.
Alternativ zu der adaptiven Steuerung kann über ein festgelegtes Zuführprofil die jeweils gewünschte Menge, der jeweils gewünschte Typ, die gewünschte Menge und die jeweils gewünschte Beschaffenheit des Verstärkungsadditives festgelegt und nach Beginn des Einspritzvorganges der plastifizierten Formmasse 30 zugeführt werden. Als Sensoren 60 können Temperatursensoren, Drucksensoren oder Kontaktsensoren eingesetzt werden. As an alternative to the adaptive control, the respectively desired amount, the respective desired type, the desired amount and the particular desired quality of the reinforcing additive can be determined via a defined feed profile and fed to the plasticized molding compound 30 after the beginning of the injection process. As sensors 60 temperature sensors, pressure sensors or contact sensors can be used.
Neben einer separaten Zufuhr allein der Verstärkungsadditive 50, 55 können diese auch in dem Mischkopf 44 in bereits gemischter Form zugeführt werden. Dazu werden die Verstärkungsadditive 50, 55 in einer Kunststoffmatrix eingebettet der Formmasse 30 zugeführt, so dass es auch möglich ist, ein Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren mit separat zugeführten Verstärkungsadditiven 50, 55 durchzuführen. In addition to a separate supply alone of the reinforcing additives 50, 55, these can also be supplied in the mixing head 44 in already mixed form. For this purpose, the reinforcing additives 50, 55 embedded in a plastic matrix of the molding compound 30 are supplied, so that it is also possible to perform a multi-component injection molding process with separately supplied reinforcing additives 50, 55.
In der Figur 2a ist ein Kunststoffspritzgussteil 10 in Gestalt eines Airbaggehäu- ses in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Das Airbaggehäuse sieht einen Hohlraum 15 und einen den Hohlraum 15 umgebenden Flansch 16 vor. Die Kontur des Flansches 16 ist im Wesentlichen rechteckig, wobei an den Schmalseiten Ausnehmungen zur Durchführung von Befestigungsschrauben vorgesehen sind. Die Schmalseiten des Flansches 16 sind mechanisch besonders belastet, so dass in dem Flanschbereich 12 ein erhöhter Anteil an Verstärkungsadditiven 50, beispielsweise Glasfasern, Basaltfasern oder Carbonfasern vorhanden sind. Im Bereich des Hohlraumes 15 sind die den Hohlraum 15 umgebenden Wandungen weniger stark mechanisch und thermisch belastet, so dass hier in einem zweiten Bereich 11 keine oder nur wenige Verstärkungsadditive vorhanden sind. FIG. 2 a shows a plastic injection-molded part 10 in the form of an airbag housing. It is shown in a schematic plan view. The airbag housing provides a cavity 15 and a flange 16 surrounding the cavity 15. The contour of the flange 16 is substantially rectangular, being provided on the narrow sides recesses for the implementation of fastening screws. The narrow sides of the flange 16 are mechanically particularly stressed, so that in the flange 12 an increased proportion of reinforcing additives 50, for example, glass fibers, basalt fibers or carbon fibers are present. In the region of the cavity 15, the walls surrounding the cavity 15 are less heavily mechanically and thermally stressed, so that no or only a few reinforcing additives are present in a second area 11.
In der Figur 2b sind die jeweiligen Bereiche 11 , 12 mit unterschiedlichen Anteilen von Verstärkungsadditiven zu erkennen, wobei die Übergänge zwischen den einzelnen Bereichen 11 , 12 fließend sein können. Im Bereich des Angusses 41 befinden sich weniger Verstärkungsadditive als in dem Flanschbereich 12. Um ein solches Bauteil herzustellen, das nur über einen Anguss 41 verfügt, werden die Verstärkungsadditive 50, 55 zu Beginn des Einspritzvorganges der Formmasse 30 zugeführt, dann wird die Zufuhr der Verstärkungsadditive verringert oder eingestellt, so dass die später in die Kavität 45 eindringende Formmasse 30 keine Verstärkungsadditive 50, 55 mehr enthält. Auf diese Weise kann gezielt der mechanisch hoch belastete Randbereich 12 des Flansches 16 mit hochfesten Fasern versehen werden, während das übrige Bauteil lediglich mit der Grundmasse 30 befüllt wird. Dadurch ist es möglich, eine ange- passte Festigkeit auch bei Kunststoffspritzgussteilen 10 zu erreichen, ohne dass das gesamte Bauteil mit dem teuren Gemisch aus Verstärkungsadditiven 50, 55 und der Formmasse 30 hergestellt werden muss. 2b, the respective regions 11, 12 can be seen with different proportions of reinforcing additives, wherein the transitions between the individual regions 11, 12 can be fluent. In the region of the sprue 41 there are fewer reinforcing additives than in the flange region 12. In order to produce such a component which has only one sprue 41, the reinforcing additives 50, 55 are fed to the molding compound 30 at the beginning of the injection process, then the supply of the reinforcing additives reduced or adjusted so that the later penetrating into the cavity 45 molding compound 30 contains no reinforcing additives 50, 55 more. In this way, the mechanically highly loaded edge region 12 of the flange 16 can be specifically provided with high-strength fibers, while the remaining component is filled only with the matrix 30. This makes it possible to achieve a matched strength even with plastic injection-molded parts 10, without the entire component having to be produced with the expensive mixture of reinforcing additives 50, 55 and the molding compound 30.
Die nachträgliche Einbringung der Verstärkungsadditive 50, 55 nach dem Plas- tifiziervorgang in dem Extruder 20 durch die Extruderschnecke 25 hat zum Vorteil, dass insbesondere bei einer Ausgestaltung der Verstärkungsadditive 50, 55 als Fasern diese mechanisch nicht beschädigt werden. The subsequent introduction of the reinforcing additives 50, 55 after the plating process in the extruder 20 by the extruder screw 25 has the advantage that, in particular in one embodiment of the reinforcing additives 50, 55 as fibers they are not mechanically damaged.
Eine Variante der Erfindung ist in den Figuren 3a und 3b gezeigt, die ebenfalls ein Airbaggehäuse in Draufsicht und Seitenansicht zeigen. Auch hier sind un- terschiedliche Bereiche 11 , 12 des Kunststoffspritzgussteils mit unterschiedlichen Anteilen an Verstärkungsadditiven 50, 55 versehen. Anders als bei der Ausführungsform gemäß Figur 2b ist in der Figur 3b zu erkennen, dass unterschiedliche Formmassen an mehreren Stellung oder Angusskanälen 41 , 42, 43 der Kavität zugeführt worden sind. Dadurch ist es möglich, beispielsweise mit nur einer Grundmasse, die aus einem oder mehreren Extrudern plastifizierte Kavität 45 zugeleitet werden, an mehreren Stellen die Kavität 45 zu befüllen, wobei beispielsweise in den Flanschbereichen 12 mit erhöhtem Verstärkungsadditivanteil der Mischkopf, der den Angusskanälen 42, 43 vorgelagert ist, entsprechend angesteuert wird, um die Verstärkungsadditive zuzuführen, während keine oder weniger Verstärkungsadditive beim Angusskanal 41 zugeführt werden. Die Vermischung der Formmassen mit den unterschiedlichen Anteilen an Verstärkungsadditiven erfolgt innerhalb der Kavität 45, wobei es neben dem Einsatz von einem einzigen Grundwerkstoff als Formmasse 30 es auch möglich und vorgesehen ist, dass unterschiedliche Ausgangsstoff als Formmasse 30 eingesetzt werden, so dass in einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren mit mehreren Angusskanälen eine optimierte Bauteilgestaltung des Kunststoffspritzgussteils 10 erreicht wird. Es ist in einer Variante der Erfindung vorgesehen, dass aus einem einzigen Extruder die Formmasse zu verschiedenen Angussstellen gefördert wird, wobei vor jedem Anguss oder mehreren Angüsse ein Mischkopf angeordnet ist, um eine Anpassung der Formmasse durch separate Zufuhr von Verstärkungsadditiven zu erreichen. A variant of the invention is shown in Figures 3a and 3b, which also show an airbag housing in plan view and side view. Here, too, different regions 11, 12 of the plastic injection-molded part are provided with different proportions of reinforcing additives 50, 55. In contrast to the embodiment according to FIG. 2b, it can be seen in FIG. 3b that different molding compounds have been supplied to the cavity at a plurality of positions or sprue channels 41, 42, 43. This makes it possible, for example with only one basic mass, which are supplied from one or more extruders plasticized cavity 45 to fill the cavity 45 at several points, for example, in the flange portions 12 with increased reinforcing additive content of the mixing head, the sprue 42, 43 is driven accordingly, to supply the reinforcing additives, while no or less reinforcing additives are supplied to the sprue 41. The mixing of the molding compositions with the different proportions of reinforcing additives takes place within the cavity 45, wherein besides the use of a single base material as molding compound 30, it is also possible and provided for different starting materials to be used as molding compound 30, so that in a multicomponent Injection molding with multiple sprue channels an optimized component design of the plastic injection molded part 10 is achieved. It is provided in a variant of the invention that from a single extruder, the molding compound is conveyed to different gate locations, wherein before each sprue or multiple sprues a mixing head is arranged to achieve an adaptation of the molding material by separate supply of reinforcing additives.
Vorteilhafterweise sind die Verstärkungsadditive 50, 55 nicht thermoplastisch. Neben der separaten Zumischung von Verstärkungsadditiven 50 in einem Mischkopf ist es auch möglich, dass bereits fertig verstärkte Materialien, die beispielsweise als fertiges Compound vorliegen und durch einen separaten Extruder plastifiziert werden, zusammen mit einer nicht mit Verstärkungsadditiven versehenen Formmasse in die Kavität eingespritzt werden, so dass sie sich mit der Fließfront des Grundmaterials vermischen. Durch die Vermischung von Grundmaterial und mit Verstärkungsadditiven gefüllten Material innerhalb der Kavität 45 des Werkzeuges 40 wird ebenfalls erreicht, dass eine angepasste Werkstofffestigkeit erreicht wird. Advantageously, the reinforcing additives 50, 55 are not thermoplastic. In addition to the separate admixture of reinforcing additives 50 in a mixing head, it is also possible that already finished reinforced materials, which are present for example as a finished compound and by a separate Extruders are plasticized, injected into the cavity together with a molding compound not provided with reinforcing additives, so that they mix with the flow front of the base material. By mixing base material and material filled with reinforcing additives within the cavity 45 of the tool 40 is also achieved that an adapted material strength is achieved.
Teilbereiche des Bauteiles können vollständig ohne Verstärkungsadditive gefertigt werden, ebenfalls ist es möglich, dass auf ein und derselben Maschine unterschiedliche Qualitäten eines Bauteiles hergestellt werden, indem Verstärkungsadditive zugeführt oder nicht zugeführt werden. Dies ist ohne Umrüstaufwand möglich, es muss lediglich der Mischkopf deaktiviert werden. Parts of the component can be made completely without reinforcing additives, it is also possible that on one and the same machine different qualities of a component are produced by reinforcing additives are supplied or not supplied. This is possible without retooling, it must only be disabled, the mixing head.
Die unterschiedlichen Beschaffenheiten der Bereiche des Bauteiles können in einem Fertigungsablauf ohne Fertigungsunterbrechung oder durch sequentielle Fertigungsprozesse erhalten werden. Grenzmusterteile lassen sich durch die Veränderung der Länge, Menge und/oder Art der Verstärkungsadditive einfach herstellen. Es sich zudem eine große Anzahl von Materialkombinationen verwirklichbar, wenn die Verstärkungsadditive erst nach dem Plastifiziervorgang des Grundmaterials zugeführt werden, da eine mechanische Schädigung weitgehend vermieden wird. The different properties of the regions of the component can be obtained in a production process without production interruption or by sequential manufacturing processes. Border pattern parts can be easily produced by changing the length, amount and / or type of reinforcing additives. In addition, a large number of material combinations can be realized if the reinforcing additives are supplied only after the plasticizing process of the base material, since mechanical damage is largely avoided.

Claims

Patentansprüche: claims:
1 , Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffspritzgussteiles (10) mit einem Extruder (20), über den eine Formmasse (30) einem Werkzeug (40) mit zumindest einer Kavität (45) zugeführt wird, wobei Verstärkungsadditive1, a method for producing a plastic injection molded part (10) with an extruder (20), via which a molding compound (30) is supplied to a tool (40) having at least one cavity (45), wherein reinforcing additives
(50, 55) während de Plastifiziervorganges oder nach dem Plastifiziervor- gang der Formmasse (30) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Art und/oder Menge der zugeführten Verstärkungsadditive (50, 55) während der Befüllung der Kavität (45) mit der Formmasse (30) ver- ändert wird. (50, 55) are supplied to the molding compound (30) during the plasticizing process or after the plasticizing process, characterized in that the type and / or amount of the reinforcing additives (50, 55) supplied during the filling of the cavity (45) with the Molding compound (30) is changed.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsadditive (50, 55) adaptiv oder profilgesteuert der Formmasse (30) zugeführt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the reinforcing additives (50, 55) are supplied adaptively or profile-controlled to the molding compound (30).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungsadditive (50, 55) Fasern zugeführt werden, deren Länge und/oder zugeführte Menge während der Befüllung verändert wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in einem Mischkopf (44) vor der Kavität (45) auf die gewünschte Länge geschnitten und der Formmasse (30) zugeführt werden oder durch Einzug in den Extruder (20) entlang der Schnecke (25) brechen. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as reinforcing additives (50, 55) fibers are supplied, whose length and / or amount supplied during the filling is changed. 4. The method according to claim 3, characterized in that the fibers are cut in a mixing head (44) in front of the cavity (45) to the desired length and the molding compound (30) or by feeding into the extruder (20) along the screw (25) break.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verstärkungsadditive (50, 55) separat oder als Kunst stoff-Verstärkungsadditiv-Mischung zugeführt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing additives (50, 55) are supplied separately or as a plastic-reinforcing additive mixture.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kavität (45) an mehreren Stellen (41 , 42, 43) eine Formmasse (30) zugeführt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cavity (45) at several points (41, 42, 43), a molding compound (30) is supplied.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den mehreren Stellen (41 ; 42, 43) Formmassen (30) mit unterschiedlichen Anteilen an Verstärkungsadditiven (50, 55) zugeführt werden. 7. The method according to claim 6, characterized in that at the plurality of points (41, 42, 43) molding compounds (30) with different proportions of reinforcing additives (50, 55) are supplied.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsadditive (50, 55) vor dem Eintritt der Formmasse (30) in die Kavität (45) zugeführt oder eine Vermischung innerhalb der Kavität (45) vorgenommen wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing additives (50, 55) before entering the molding compound (30) fed into the cavity (45) or a mixing within the cavity (45) is made.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsadditive (50, 55) an mehreren Stellen der Formmasse (30) zugeführt werden. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing additives (50, 55) at several points of the molding compound (30) are supplied.
10. Kunststoffspritzgussteil aus einer Formmasse (30) mit Verstärkungsadditiven (50, 55), die der plastifizierten Formmasse (30) in die Kavität (45) eingebracht worden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsadditive (50, 55) bereichsweise unterschiedlich verteilt in dem 10. plastic injection molded part of a molding compound (30) with reinforcing additives (50, 55) which have been introduced into the cavity (45) of the plasticized molding compound (30), characterized in that the reinforcing additives (50, 55) distributed in different areas
Kunststoffspritzgussteil (10) angeordnet sind.  Plastic injection molded part (10) are arranged.
1 1 . Kunststoffspritzgussteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschiedene Verstärkungsadditive (50, 55) in dem Kunst- stoffspritzgussteil (10) verteilt angeordnet sind. 1 1. Plastic injection molded part according to claim 10, characterized in that several different reinforcing additives (50, 55) are distributed in the plastic injection-molded part (10).
12. Kunststoffspritzgussteil nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Verstärkungsadditive (50, 55) in dem Kunststoffspritzgussteil (10) in verschiedenen Bereichen verteilt angeordnet sind. 12. Plastic injection molded part according to claim 1 1, characterized in that the various reinforcing additives (50, 55) in the plastic injection molded part (10) are arranged distributed in different areas.
13. Kunststoffspriizgussteli nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffspritzgussteil (10) als Airbaggehäuse ausgebildet wird. 13. Kunststoffspriizgussteli according to one of claims 10 to 12, characterized in that the plastic injection-molded part (10) is designed as an airbag housing.
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