Ott, Josef (Sonnenrainstrasse 10, St. Gallenkappel, CH-8735, CH)
Butzek, Jochen (Seehofstrasse 16, Jona, CH-8645, CH)
Ott, Josef (Sonnenrainstrasse 10, St. Gallenkappel, CH-8735, CH)
| 1. | Verfahren zum Herstellen von Spritzgussteilen (21), wobei jeweils ein Teil (6) in die Spritzgussform eingelegt wird, das eine Vorderseite (8) und eine Rückseite (9) aufweist und mit wenigstens einer ersten Materialkomponente (20) hinter spritzt wird und wobei das Spritzgussteil (21) nach ausrei chender Erhärtung der Spritzgussform (2,3) entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (6) an seiner Rücksei te (9) an einem Halteorgan (4) der Spritzgussform (2,3) lös bar fixiert wird und dass beim Hinterspritzen dieses Teil (6) vom Halteorgan (4) gelöst und gleichzeitig hinterspritzt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan (4) beweglich gelagert ist und beim Hinterspritzen durch die in die Kavität (5) einschiessende Materialkomponen te vom Teil (6) wegbewegt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (6) so gehalten ist, dass es einen wenigstens bereichsweise freien Rand (7) besitzt, der beim Hintersprit zen umspritzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das Halteorgan (4) wenigstens eine Spritzguss düse (12) aufweist, durch welche das Teil (6) hinterspritzt wird. |
| 2. | 5 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Teil (6) mit Vakuum am Halteorgan (4) fi xiert wird. |
| 3. | 6 Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (6) mit einem Sintermetallteil (15) oder einer Düse am Halteorgan (4) fixiert wird. |
| 4. | 7 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass das Teil (6) ein flaches Teil und insbesondere eine Folie ist. |
| 5. | 8 Spritzgussvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Halteor gan (4) aufweist, an dem ein zu hinterspritzendes Teil (6) lösbar befestigbar ist. |
| 6. | 9 Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan (4) verschiebbar gelagert ist. |
| 7. | 10 Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan (4) wenigstens eine Spritzgussdüse (12) aufweist, mit welcher ein Halteorgan (4) fixiertes Teil (6) hinterspritzbar ist. |
| 8. | 11 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan (4) Befestigungsmit tel (15) zum lösbaren Fixieren des Teils (6) aufweist. |
| 9. | 12 Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (15) mit Vakuum arbeiten. |
| 10. | 13 Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (15) wenigstens ein Halteelement aus einem Sintermetall aufweisen, an dem eine Vakuumleitung (14, 14') angeschlossen ist. |
| 11. | 14 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Halteorgan (4) in eine Kavität (5) erstreckt. |
| 12. | 15 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (6) mechanisch oder durch Ein bringen von Luft dreidimensional vorformbar ist. |
| 13. | 16 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine ortsfeste Spritzgussdüse (12) vor gesehen ist. |
| 14. | 17 Spritzgussteil hergestellt nach dem Verfahren gemäss An spruch 1. |
| 15. | 18 Spritzgussteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Folie (6) aufweist, die hinterspritzt ist. |
| 16. | 19 Spritzgussteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6) an einem Rand (7) umspritzt ist. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Spritz- gussteilen, wobei jeweils ein Teil in die Spritzgussform einge- legt wird, das eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und mit wenigstens einer ersten Materialkomponente hinterspritzt wird und wobei das Spritzgussteil nach ausreichender Erhärtung der Spritzgussform entnommen wird.
Im Stand der Technik wird dieses Verfahren beispielsweise zur Herstellung von Einstiegsschienen für den Automobilbau verwen- det. Das in die Spritzgussform eingelegte Teil ist in diesem Fall in der Regel eine Dekorfolie, beispielsweise aus Aluminium mit einer Dicke von beispielsweise 0,1 bis 0,2 mm. Nach der Entnahme des Spritzgussteiles wird dieses in der Regel in einen Rahmen eingesetzt und dieser mechanisch oder durch Vibrations- schweissen befestigt. Diese Herstellung ist vergleichsweise aufwändig, da mehrere Verfahrensschritte erforderlich sind. Da solche Spritzgussteile in hohen Stückzahlen gefertigt werden müssen, wäre hier eine wirtschaftlichere Herstellung sehr vorteilhaft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit- zustellen, das eine einfachere und wirtschaftlichere Herstellung ermöglicht.
Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass das Teil an seiner Rückseite an einem Halteorgan der Spritzgussform lösbar fixiert wird und dass beim Hinter- spritzen dieses Teil von diesem Halterorgan gelöst und gleich- zeitig hinterspritzt wird.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird das zu hinterspritzende Teil somit an der Rückseite fixiert und gleichzeitig an dieser Rückseite angespritzt. Es hat sich überraschend gezeigt, dass mit diesem Verfahren ein Rand des eingelegten Teiles umspritzt werden kann, wobei dieser Rand auch dann nicht deformiert wird, wenn das Teil eine vergleichsweise dünne Folie, beispielsweise eine Dekorfolie aus Aluminium ist. Solche Folien können somit in einem einzigen Spritzgussschritt nicht nur hinterspritzt, sondern gleichzeitig umspritzt werden. Durch das Umspritzen kann ein an sich beliebiger Rand gebildet werden, welcher die Folie festhält. Das Teil bzw. die Folie kann eben oder dreidimensional strukturiert sein. Das Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung mit hohen Stückzahlen. Nachträgliche mechanische Verfahrensschritte oder das erwähnte Fibrationsschweissen erübrigen sich beim erfindungsgemässen Verfahren. Das Verfahren eignet sich nicht nur zur Erstellung von Einstiegsschienen, sondern auch für andere Teile des Automobilbaus, beispielsweise Blenden, Armaturenteile, Spiegel und dergleichen. Grundsätzlich können aber auch andere Teile, beispielsweise für Haushaltgeräte mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteorgan beweglich gelagert ist und beim Hinterspritzen durch die in die Kavität einschiessende Materialkomponente vom Teil wegbewegt wird. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Teil so gehalten, dass es einen freien Rand besitzt, der beim Hinterspritzen umspritzt wird. Der freie Rand kann sich hierbei in einer Hauptebene des Teils befinden, oder auch an sich beliebig geformt sei. Wie bereits erwähnt, wird dieser Rand umspritzt, ohne dass er sich im Wesentlichen hierbei deformiert.
Da der Rand umspritzt wird, kann seine Aussenkante auch unregel- mässig sein. Bei einer Folie ist somit ein exaktes Ausstanzen nicht erforderlich. Dies kann die Herstellungskosten wesentlich senken.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteorgan eine Düse aufweist, durch welche das Teil hinter- spritzt wird. In diesem Fall ist somit die Spritzgussdüse in das Halteorgan integriert und wird mit diesem beim Spritzgussvorgang bewegt. Grundsätzlich kann das Halteorgan auch mehrere solche Düsen aufweisen.
Eine besonders geeignete Befestigung des Teils am Halteorgan ergibt sich dann, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung das Teil mit Vakuum am Halteorgan befestigt wird. Dies ermög- licht eine besonders exakte Steuerung und eine Serienfertigung mit kurzen Serienzeiten. Nach einer Weiterbildung ist vorgese- hen, dass das Teil mit einem Sintermetallteil oder mit einem Ventil am Halteorgan fixiert wird. Es können Abprägungen am zu hinterspritzenden Teil weitgehend vermieden werden, was insbe- sondere dann zweckmässig ist, wenn das Teil eine vergleichsweise dünne Folie, beispielsweise eine Aluminiumfolie ist, weil das Sintermetall oder das Ventil für Vakuumanschluss nicht auf der
Sichtseite der Folie, sondern auf deren Rückseite positioniert ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Spritzgussvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese Spritz- gussvorrichtung besitzt ein Halteorgan, an dem das zu hinter- spritzende Teil lösbar befestigbar ist. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Halteorgan verschiebbar in einem Formteil gelagert. Beim Hinterspritzen kann sich das Halteorgan durch das Eindringen der Materialkomponente von selbst verschieben.
Vorzugsweise ist hierzu wenigstens eine Spritzgussdüse in das Halteorgan integriert.
Die Erfindung betrifft zudem ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes Spritzgussteil. Dieses ist insbesondere eine Einstiegsschiene für den Automobilbau. Bei dieser ist vorzugsweise eine Dekorfolie vorgesehen, die hinterspritzt und an ihrem Rand umspritzt ist.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 schematisch ein Schnitt durch eine erfindungsgemässe Spritzgussvorrichtung, wobei eine Folie eingelegt ist.
Figur 2 die Spritzvorrichtung gemäss Figur 1, jedoch nach dem Einspritzen einer Materialkomponente,
Figur 3 ein Schnitt durch ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes Spritzgussteil und Figur 4 eine Ansicht des Spritzgussteils gemäss Figur 3.
Die in Figur 1 gezeigte Spritzgussvorrichtung besitzt zwei Formteile 2 und 3, zwischen denen eine Kavität 5 gebildet ist.
Der Formteil 3 besitzt eine Ausnehmung 26, in der ein Halteor- gan 4 in Richtung der Doppelpfeile 16 verschieblich geführt ist.
Dieses Halteorgan 4 besitzt eine Frontseite 11 und eine Rücksei- te 27, an welcher das Halteorgan 4 beispielsweise mit Druckfe- dern 17 belastet ist. Das Halteorgan 4 wird somit federelastisch mit seiner Frontseite 11 nahezu am Formteil 2 angepresst.
Vorzugsweise besitzt das Halteorgan einen Anschlag, damit durch einen minimalen Spalt das Dekormaterial nicht beschädigt wird.
In das Halteorgan 4 ist eine an sich bekannte Spritzgussdüse 12 integriert, die eine vordere Öffnung 13 aufweist, welche bezüg- lich der Frontseite 11 etwas zurückgesetzt in einer Ausneh- mung 10 des Halteorgans 4 angeordnet ist. Die Spritzgussdüse 12 weist in bekannter Weise einen Kanal 22 auf, durch den der Öffnung 13 eine geeignete Materialkomponente, beispielsweise Polyethylen oder ein anderer Thermoplast zuführbar ist. Die Spritzgussdüse ist vorzugsweise eine Nadelverschlussdüse. Es kann auch eine offene Düse oder ein üblicher Angusskanal sein.
Das Halteorgan 4 kann auch mehrere Spritzgussdüsen 12 aufweisen, die in im Abstand zueinander in geeigneter Weise angeordnet sind. Die Spritzgussdüse 12 ist vorzugsweise ortsfest montiert und bleibt somit bei einer Bewegung des Halteorgans 4 stehen.
Das Halteorgan 4 befindet sich wie ersichtlich innerhalb der Kavität 5.
Die Spritzgussvorrichtung 1 dient zum Hinterspritzen und vor- zugsweise auch Umspritzen eines Teils 6, das hier in die Kavi- tät 5 eingelegt wird. Das Teil 6 ist an sich ein beliebiges Teil, jedoch vorzugsweise eine Folie. Eine solche Folie ist insbesondere eine Dekorfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie und besitzt einen umlaufenden Rand 7. Das Teil 6 besitzt eine Vorderseite 8 sowie eine Rückseite 9. Die Vorderseite 8 kann beschriftet sein und beispielsweise eine hier nicht gezeigte Prägung oder eine andere geeignete Struktur besitzen. Das Teil 6 kann auch dreidimensional vorgeformt sein. Das Vorformen kann mechanisch mit einem Schieber erfolgen. Alternativ kann kontakt- los durch Einbringen von Luft durch Kanäle 14 und/oder 14' dreidimensional vorgeformt werden.
Das Teil 6 kann lösbar an der Frontseite 11 befestigt werden.
Die Befestigung ist flächig und erfolgt beispielsweise mittels Vakuum. Hierzu sind gemäss Figur 1 an der Frontseite 11 Ansaug- teile 15 angeordnet, die jeweils über einen Kanal 14 und/oder 14'mit einer Vakuumpumpe 18 verbunden sind, die mittels einer geeigneten Steuervorrichtung 19 gesteuert ist. Die Kanäle 14 und 14'können alternativ zum Anlegen eines Vakuums verwendet werden. Die Ansaugteile 15 bestehen vorzugsweise aus Sinterme- tall, können jedoch auch als Düsen ausgebildet sein, die zur Frontseite 11 hin offen sind. Ansaugteile 15 aus Sintermetall sind offenporig und haben den Vorteil, dass sie im Teil 6 keine Abprägungen hinterlassen. Ausserdem kann keine Schmelze in das Sintermetall eindringen. Eine Ventilsteuerung ist in diesem Fall nicht notwendig. Es ist hiermit ein besonders schonendes Fest- halten des Teiles 6 möglich. Mit der Steuervorrichtung 19 wird das Ansaugen und Entlüften gesteuert. Ist das Teil 6 magnetisch, so ist auch eine rückseitige Fixierung mittels Magneten denkbar.
Die Kavität 5 ist gemäss Figur 1 so ausgebildet, dass die Vorderseite 8 im Bereich eines Randes 7 frei ist. Im übrigen Bereich der Vorderseite 8 ist diese von einer Fläche 28 des Formteils 2 abgedeckt. Die Frontseite 11 des Halteorgans 4 ist vorzugsweise somit kleiner als die Fläche 28 des Formteils 2.
Das Teil 6 wird in an sich bekannter Weise in die Kavität 5 der Spritzgussvorrichtung 1 eingelegt. Dies kann in üblicher Weise automatisiert erfolgen. Das Teil 6 wird hierbei an die Frontsei- te 11 angelegt und durch entsprechende Schaltung der Vakuumpum- pe 18 am Halteorgan 4 lösbar fixiert. Durch den Druck der Federn 17 wird das eingelegte Teil 6 mit seiner Vorderseite 8 an der Fläche 28 des Formteils 2 flächig nahezu angelegt. Der Rand 7 kann wie erwähnt wenigstens auf einer Seite frei sein, dies ist jedoch nicht zwingend.
Ist das Teil 6 gemäss Figur 1 eingelegt, so wird mit der Düse 12 eine Materialkomponente eingespritzt, welche zunächst die Ausnehmung 10 füllt. Gleichzeitig wird das Teil 6 vom Halteorgan 4 gelöst, indem die Vakuumpumpe 18 entsprechend geschaltet und die Ansaugteile 15 entlüftet werden. Das Teil 6 ist somit nicht mehr am Halteorgan 4 fixiert. Die unter Druck in die Ausnehmung 10 einschiessende Materialkomponente kann damit seitig ausströ- men und bewegt das Halteorgan 4 gegen die rückwirkende Kraft der Federn 17 in Figur 1 nach unten. Die Materialkomponente strömt zwischen dem sich bildenden Spalt zwischen der Rückseite 9 des Teiles 6 und der Frontseite 11 des Halteorgans 4 nach aussen in die Kavität 5. Gleichzeitig umströmt die Materialkomponente den Rand 7 und füllt damit auch den in Figur 1 mit 29 bezeichneten Bereich der Kavität 5. Die Rückwärtsbewegung des Halteorgans 4 ist durch einen hier nicht gezeigten Anschlag begrenzt.
Schliesslich ist die Kavität 5 gemäss Figur 2 mit der Material- komponente 20 vollständig gefüllt. Nach dem Aushärten der
Materialkomponente 20 wird der Spritzgussvorrichtung 1 das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Spritzgussteil 21 entnommen. Wie ersichtlich, ist das Teil 6 nicht nur hinterspritzt, sondern auch am Rand 7 mit einem Rand 23 umspritzt. An der Rückseite 24 ist ein Angussbereich 25 angeformt, welcher der Ausnehmung 10 entspricht. Dieser Angussbereich 25 kann bei entsprechender Ausbildung der Ausnehmung 10 jedoch auch sehr unscheinbar sein.
Der Rand 23 kann entsprechend der Ausbildung der Kavität 5 sehr unterschiedlich sein oder grundsätzlich auch fehlen. Die freie Vorderseite 8 kann zum Schutz des Teils 6 in einem weiteren Schritt behandelt, beispielsweise lackiert oder mit einem transparenten Kunststoff angespritzt werden.
Das Spritzgussteil 21 ist insbesondere eine Einstiegsschiene oder ein anderes Spritzgussteil für den Automobilbau. Das Teil 21 kann aber auch ein anderes Spritzgussteil, beispielswei- se für ein Haushaltgeräte sein.
Die Kavitätsoberfläche des Teils 2 kann grundsätzlich hier nicht gezeigte Strukturen und/oder Schriftzüge an der Oberfläche haben, welche eine Verformung des Teils 6 durch den Spritzdruck zur Folge haben. Somit können beispielsweise zusätzlich dreidi- mensionale Schriftzüge sowie Matt-Glanzeffekte erzeugt werden.
Grundsätzlich ist das Verfahren im konventionellen Spritzguss, aber auch im Mehrkomponentenspritzguss sowie im Giessverfahren durchführbar.
Bezugszeichenliste 1 Spritzgussvorrichtung 2 Formteil 3 Formteil 4 Halteorgan 5 Kavität 6 Teil 7 Rand 8 Vorderseite 9 Rückseite 10 Ausnehmung 11 Frontseite 12 Spritzgussdüse 13 Öffnung 14 Kanal 14'Kanal 15 Ansaugteil 16 Doppelpfeil 17 Feder 18 Vakuumpumpe 19 Steuervorrichtung 20 Materialkomponente 21 Spritzgussteil 22 Kanal 23 Rand 24 Rückseite 25 Angussbereich 26 Ausnehmung 27 Rückseite 28 Fläche 29 Bereich
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