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Patent Searching and Data


Title:
PLASTIC MOULDING, PROCESS AND DEVICE FOR PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/007534
Kind Code:
A1
Abstract:
Conventional plastic mouldings with several fields of which at least one is laminated with a covering material are produced in a single operation. In order to prevent the covering material from becoming warped in the laminated region, the plastic substrate of the known plastic part is injected into all fields under a low pressure, to the detriment under certain conditions of the quality of the blank fields. The invention therefore proposes to produce during one step the plastic substrate of the blank field (22, 30; 120, 130) from plastics injected under high pressure, and to produce the plastic substrate of the laminated field (18, 20; 118, 120) during another step from plastics injected under a relatively low pressure. Also disclosed is a corresponding moulding tool (10; 110) for producing the disclosed plastic moulding in a conventional press.

Inventors:
Scharrenberg, Alfred (Haydnstrasse 11 Köngen, D-73257, DE)
Application Number:
PCT/EP1998/004525
Publication Date:
February 18, 1999
Filing Date:
July 20, 1998
Export Citation:
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Assignee:
OTTO DEUSCHLE MODELL- UND FORMENBAU GMBH & CO. (Behrstrasse 47 - 49 Wendlingen, D-73240, DE)
Scharrenberg, Alfred (Haydnstrasse 11 Köngen, D-73257, DE)
International Classes:
B29C43/18; B29C45/16; B29C70/78; (IPC1-7): B29C45/16
Domestic Patent References:
WO1998000279A11998-01-08
WO1996025282A11996-08-22
Foreign References:
GB2271956A1994-05-04
EP0684120A11995-11-29
FR2744947A11997-08-22
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 097, no. 002 28 February 1997 (1997-02-28)
Attorney, Agent or Firm:
Ostertag, Ulrich (Eibenweg 10 Stuttgart, D-70597, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. KunststoffFormteil, welches einen KunststoffTräger mit mehreren Feldern umfaßt, wobei mindestens eines dieser Felder mit einem Abdeckmaterial kaschiert und mindestens ein anderes dieser Felder spritzblank ist, dadurch gekennzeichnet, daß a) der KunststoffTräger des spritzblanken Feldes (22, 30 ; 122,130) aus einem unter hohem Druck einge spritzten Kunststoff besteht, und b) der KunststoffTräger des kaschierten Felds (18,20 ; 118,120) aus einem unter relativ geringem Druck und mit niedriger Fließgeschwindigkeit eingebrachten Kunststoff besteht.
2. KunststoffFormteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß es mehrere mit ggf. unterschiedlichen Abdeckmaterialien (24,26 ; 124,126) kaschierte Felder (18,20 ; 118,120) umfaßt, zwischen denen jeweils ein spritzblankes Verbindungsfeld (30 ; 130) vorhanden ist.
3. KunststoffFormteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der KunststoffTräger des spritz blanken Feldes (22,30 ; 122,130) aus einem qualitativ hochwertigen und der des kaschierten Felds (18,20 ; 118, 120) aus einem qualitativ weniger hochwertigen Kunststoff hergestellt ist.
4. KunststoffFormteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der überstehende Rand des Abdeckmaterials (24,26 ; 124,126) des kaschierten Feldes (18,20 ; 118,120) von dem Kunststoffträger des angren zenden spritzblanken Feldes (22,30 ; 122,130) umspritzt ist.
5. Verfahren zum Herstellen eines KunststoffFormteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zunächst das Abdeckmaterial im Formhohlraum eines Form werkzeugs in eine Form gebracht wird, die bereits derje nigen entspricht, die es am fertigen KunststoffFormteil aufweist, und danach das Material des KunststoffTrägers auf das Abdeckmaterial aufgebracht wird ; dadurch gekennzeichnet, daß a) die Ränder des Abdeckmaterials (24,26 ; 124,126) so festgelegt werden, daß der Formhohlraum des kaschierten Feldes (18,20 ; 118,120) von den Formhohlräumen der anderen Feldern (22,30 ; 122,130) dicht abgetrennt ist ; b) die Schmelze des KunststoffTrägers des spritzblanken Feldes (22,30 ; 122,130) unter hohem Druck in den entsprechenden Formhohlraum des Formwerkzeugs (10 ; 110) eingespritzt wird ; c) zuvor oder danach das Material des KunststoffTrägers des kaschierten Feldes (18,20 ; 118,120) als verform barer Massekuchen (68) unter relativ geringem Druck und mit niedriger Fließgeschwindigkeit in den ent sprechenden Formhohlraum des Formwerkzeugs (10 ; 110) eingebracht wird, wobei der Massekuchen (68) durch Verpressen in dem Formhohlraum des Formwerkzeugs (10 ; 110) verteilt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es die Arbeitsschritte in der folgenden Reihenfolge umfaßt : a) Festlegen der Ränder des Abdeckmaterials (24,26) des kaschierten Feldes (18,20) ; b) nahezu druckloses Einbringen des Massekuchens (68) in den Formhohlraum des kaschierten Feldes (18,20) ; c) Verpressen des Massekuchens (68) im Formhohlraum des kaschierten Felds (18,20) ; d) Freigeben der Ränder des Abdeckmaterials (24,26) nach dem ausreichenden Erstarren des Massekuchens (68) ; e) Einspritzen der Schmelze unter hohem Druck in den Formhohlraum des spritzblanken Feldes (22,30).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Massekuchen (68) in den Formhohlraum des kaschierten Feldes (18,20) relativ flächig über die Grundfläche der Matrize (38) verteilt eingebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß das Verpressen des Massekuchens (68) im Formhohlraum des kaschierten Feldes (18,20) durch das Schließen des auf einer normalen Presse eingespannten Formwerkzeuges (10) erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es die Arbeitsschritte in der folgenden Reihen folge umfaßt : a) Festlegen der Ränder des Abdeckmaterials (124,126) des kaschierten Feldes (118,120) ; b) Einspritzen der Schmelze unter hohem Druck in den Formhohlraum des spritzblanken Feldes (122,130) ; c) Freigeben der Ränder des Abdeckmaterials (124,126) nach dem ausreichenden Erstarren der Schmelze ; d) nahezu druckloses Einbringen des Massekuchens in den Formhohlraum des kaschierten Feldes (118,120) ; e) Verpressen des Massekuchens im Formhohlraum des kaschierten Feldes (118,120).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in den Formhohlraum (116) des folienka schierten Feldes (118,120) über eine Niederdruckdüse (174,176) eingebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich net, daß das Verpressen des Massekuchens im Formhohl raum des kaschierten Feldes (118,120) über einen Preßstempel (170,172) erfolgt.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 11, mit einem Formwerkzeug, welches aufweist : a) eine erste und eine dieser gegenüberliegende zweite Matrize, welche einen die Form des KunststoffFormteils mindestens teilweise nachbildenden Formhohlraum bilden ; b) Mittel, welche der Anlage mindestens eines Abdeck materials an der Wand des Formhohlraums dienen ; c) mindestens einen bis in den Formhohlraum hindurchfahr baren Rahmenschieber, mit dem der Rand des Abdeckma terials entlang zumindest eines Teils der Begrenzung des kaschierten Feldes festlegbar ist ; d) mindestens eine Düse, über welche die Schmelze des Kunststoffträgers in den Formhohlraum eingebracht werden kann ; e) mindestens einen beweglichen Preßstempel, welcher zumindest bereichsweise die Wand des Formhohlraums im Bereich des kaschierten Feldes bildet ; dadurch gekennzeichnet, daß f) das Formwerkzeug (110) in eine Presse mit zwei relativ zueinander beweglichen Teilen integriert ist ; g) der Preßstempel (170,172) mit einem von beiden Teilen der Presse verbunden ist ; h) die erste Matrize (138) parallel zum Pressenhub beweglich und über ein Federelement (186) gegen den einen Teil der Presse abgestützt ist, wobei der maximale Federweg des Federelements (186) kleiner ist als der maximale Pressenhub ; i) die zweite Matrize (114) mit dem anderen Teil der Presse verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement ein Federkissen (186) ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Düse (174,176), welche die Schmelze in den Formhohlraum des kaschierten Feldes (118,120) einbringt, in den Preßstempel (170,172) integriert ist.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7, mit einem Formwerkzeug, welches aufweist : a) eine erste und eine gegenüberliegende zweite Matrize, welche einen die Form des KunststoffFormteils mindes tens teilweise nachbildenden Formhohlraum bilden ; b) Mittel, welche der Anlage mindestens eines Abdeckma terials an der Wand des Formhohlraums dienen ; c) mindestens einen bis in den Formhohlraum hindurch fahrbaren Rahmenschieber, mit dem der Rand des Abdeck materials entlang zumindest eines Teils der Begrenzung des Feldes festlegbar ist ; d) mindestens eine Düse, über welche die Schmelze des KunststoffTrägers in den Formhohlraum eingebracht werden kann ; dadurch gekennzeichnet, daß e) das Formwerkzeug (10) in einer Presse mit zwei relativ zueinander beweglichen Teilen integriert ist ; f) die erste Matrize (14) mit dem einen und die zweite Matrize (38) mit dem anderen Teil der Presse verbunden ist ; g) ein Roboter vorgesehen ist, welcher den Massekuchen (68) nahezu ohne Druck und relativ flächig über die Grund fläche des Formhohlraums des kaschierten Feldes (18,20) aufbringt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Matrize (38,138) mindestens ein im wesentlichen horizontaler Kanal (54, 154) vorhanden ist, welcher einerseits mit der Düse (50,60 ; 150,160,174,176) und andererseits mit einer Spritzeinheit in Verbindung steht, die die Schmelze mit dem erforderlichen Druck und der erforderlichen Temperatur bereitstellt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzeinheit über eine Umlenkeinrichtung mit dem Kanal verbunden ist, welche einen Eingang zur Spritzeinheit hin und mehrere schaltbare, vertikal unter schiedlich hohe kanalseitige Ausgänge aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse eine Vertikal presse ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse eine Hori zontalpresse ist.
Description:
Kunststoff-Formteil sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Formteil, welches einen Kunststoff-Träger mit mehreren Feldern umfaßt, wobei mindestens eines dieser Felder mit einem Abdeckmaterial kaschiert und mindestens ein anderes dieser Felder spritz- blank ist, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung.

Ein Kunststoff-Formteil der eingangs genannten Art ist aus der DE 44 08 446 Al bekannt. In dieser Druckschrift werden auch ein entsprechendes Verfahren und eine entspre- chende Vorrichtung offenbart. Bei dem in dieser Druck- schrift beschriebenen Formteil ist der Kunststoff-Träger in einem einheitlichen Arbeitsgang einstückig hergestellt.

Um den Verzug des Abdeckmaterials beim Einbringen des flüssigen oder halbflüssigen Kunststoffes zu vermindern, wird der Kunststoff-Träger einheitlich mit sehr geringem Druck und einer sehr geringen Fließgeschwindigkeit in den Formhohlraum eingebracht.

Zwar wird so die Qualität in den mit dem Abdeckmaterial kaschierten Bereichen verbessert, aufgrund des geringen Drucks kann jedoch in ungünstigen Fällen die Oberflächen- qualität in den spritzblanken Feldern nicht optimal sein.

So können in diesen Bereichen z. B. Lufteinschlüsse oder fehlerhafte Ausformungen auftreten, welche entweder nachbearbeitet werden müssen oder, da dies manachmal nicht möglich ist, zu Ausschuß bei der Herstellung der Kunststoff- Formteile führen. Ein weiterer Nachteil bei dem bekannten Kunststoff-Formteil ist, daß aufgrund des geringen Druck

und der geringen Fließgeschwindigkeiten, insbesondere bei großen Gesamtbauteilabmessungen, eine gleichmäßige Ver- teilung des Kunststoff-Trägers im Formhohlraum bisweilen nur schwer zu erreichen ist. Für das spritzblanke Feld ist ein qualitativ relativ hochwertiges und somit teures Kunststoff-Material erforderlich, welches aufgrund des in einem Arbeitsgang einstückig hergestellten Kunststoff- Formteils auch in den kaschierten Bereichen eingesetzt werden muß.

Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Kunststoff-Form- teil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches in seinen spritzblanken Bereichen und in seinen mit einem Abdeckmaterial kaschierten Bereichen eine gleichmäßige optimale Qualität aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß a) der Kunststoff-Träger des spritzblanken Feldes aus einem unter hohem Druck eingespritzten Kunststoff be- steht, b) der Kunststoff-Träger des kaschierten Feldes aus einem unter relativ geringem Druck und mit niedriger Fließ- geschwindigkeit eingebrachten Kunststoff besteht.

Durch den hohen Druck, mit dem der Kunststoff-Träger des spritzblanken Feldes eingespritzt wird, wird einerseits eine sehr gute Oberflächenqualität der sichtbaren Seite des Kunststoff-Trägers erzielt. Insbesondere können auch filigrane Oberflächenmuster, welche z. B. in Kraftfahrzeugen zur Mattierung der Oberflächen verwendet werden, zuver- lässig und ohne das Risiko von Lufteinschlüssen erzeugt werden. Darüber hinaus sind auch Aussparungen, wie z. B. für Lautsprecher in Türinnenverkleidungen von Kraftfahr-

zeugen, präzise herstellbar, da durch den hohen Druck und die ggf. hohe Fließgeschwindigkeit des eingespritzten Kunststoffes auch komplizierte geometrische Ausformungen qualitativ hochwertig gespritzt werden können. Andererseits ermöglichen der relativ geringe Druck und die niedrige Fließgeschwindigkeit beim Einbringen des Kunststoff-Trägers in den Formhohlraum des mit einem Abdeckmaterial kaschier- ten Feldes, daß das Abdeckmaterial von dem Kunststoff- Träger nicht verzogen wird und somit der optische Eindruck, welcher durch das Abdeckmaterial bewirkt werden soll, nicht beeinträchtigt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Kunststoff-Form- teiles umfaßt nach Anspruch 2 mehrere mit ggf. unterschied- lichen Abdeckmaterialien kaschierte Felder, zwischen denen jeweils ein spritzblankes Verbindungsfeld vorhanden ist.

Dieses spritzblanke Verbindungsfeld kann äußerst schmal ausgebildet sein. Durch das spritzblanke Verbindungsfeld wird der Rand des Abdeckmaterials sicher gehalten, und es wird, vor allem bei unterschiedlichen Abdeckmaterialien, ein optisch gefälliges Äußeres geschaffen.

Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kunststoff- Formteils zeichnet sich nach Anspruch 3 dadurch aus, daß der Kunststoff-Träger des spritzblanken Feldes aus einem qualitativ hochwertigen und der des kaschierten Feldes aus einem qualitativ weniger hochwertigen Kunststoff herge- stellt ist. Durch diese Weiterbildung lassen sich spürbare Kosteneinsparungen erzielen, da nur für die spritzblanken Felder, bei denen der Kunststoff-Träger auf der Sichtseite des fertigen Kunststoff-Formteils sichtbar bleibt, ein teures Kunststoffmaterial verwendet wird, wohingegen für die kaschierten Felder, welche oftmals einen Großteil des Kunststoff-Formteiles ausmachen und deren Kunststoff- Träger auf der Sichtseite des fertigen Kunststoff-Form-

teiles durch das Abdeckmaterial verdeckt ist, ein preis- wertes Kunststoffmaterial zum Einsatz kommt.

Eine besonders dauerhafte und qualitativ hochwertige Aus- bildung eines Kunststoff-Formteiles ist im Anspruch 4 offenbart : Danach ist der überstehende Rand des Abdeck- materials des kaschierten Feldes von dem Kunststoff-Träger des angrenzenden spritzblanken Feldes umspritzt. Dieses spritzblanke Feld kann dabei auch ein spritzblankes Ver- bindungsfeld gemäß Anspruch 2 sein, an welches ein wei- teres, mit ggf. unterschiedlichem Abdeckmaterial kaschier- tes Feld anschließt. Durch diese Weiterbildung wird ein Ablösen des Abdeckmaterials im Randbereich des kaschier- ten Feldes vom Kunststoff-Träger während der Lebensdauer des Kunststoff-Formteils zuverlässig verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, das ebenfalls aus der DE 44 08 446 A1 bekannte Verfahren, bei welchem zu- nächst das Abdeckmaterial innerhalb eines Formwerkzeugs in eine Form gebracht wird, die bereits derjenigen ent- spricht, die es am fertigen Kunststoff-Formteil aufweist, und bei welchem danach das Material des Kunststoff-Trä- gers auf das Abdeckmaterial aufgebracht wird, so weiter- zubilden, daß mit diesem das erfindungsgemäße Kunststoff- Formteil schnell, mit hoher Qualität und mit geringem Ausschuß hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 5 dadurch gelöst, daß a) die Ränder des Abdeckmaterials so festgelegt werden, daß der Formhohlraum des kaschierten Feldes von den anderen Feldern dicht abgetrennt ist ; b) die Schmelze des Kunststoff-Trägers des spritzblanken Feldes unter hohem Druck in den entsprechenden Form-

hohlraum des Formwerkzeuges eingespritzt wird ; und c) zuvor oder danach das Material des Kunststoff-Trägers des kaschierten Feldes als verformbarer Massekuchen unter relativ geringem Druck und mit niedriger Fließ- geschwindigkeit in den entsprechenden Formhohlraum des Formwerkzeugs eingebracht wird, wobei der Masse- kuchen durch Verpressen in dem Formhohlraum des Form- werkzeugs verteilt wird.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen weitgehend denjenigen, die oben für das erfindungsgemäße Kunststoff-Formteil bereits erläutert wurden.

Besonders bevorzugt ist gemäß Anspruch 6, wenn das erfin- dungsgemäße Verfahren die Arbeitsschritte in der folgenden Reihenfolge umfaßt : a) Festlegen der Ränder des Abdeckmaterials des kaschier- ten Feldes ; b) nahezu druckloses Einbringen des Massekuchens in den Formhohlraum des kaschierten Feldes ; c) Verpressen des Massekuchens im Formhohlraum des kaschier- ten Feldes ; d) Freigeben der Ränder des Abdeckmaterials nach dem aus- reichenden Erstarren des Massekuchens ; und e) Einspritzen der Schmelze unter hohem Druck in den Form- hohlraum des spritzblanken Feldes.

Bei diesem Verfahren wird also zunächst der Kunststoff- Träger des kaschierten Feldes und anschließen der Kunst-

stoff-Träger des spritzblanken Feldes hergestellt.

Gemäß Anspruch 7 wird der Massekuchen in den Formhohlraum des kaschierten Feldes relativ flächig über die Grund- fläche der Matrize verteilt eingebracht. Hierdurch können die Fließgeschwindigkeiten beim Verpressen des Massekuchens weiter reduziert und somit ein Verzug des Abdeckmaterials weiter vermieden werden.

Besonders kostengünstig ist das Verfahren gemäß Anspruch 8 dann, wenn das Verpressen des Massekuchens im Formhohl- raum des kaschierten Feldes durch das Schließen des auf einer normalen Presse eingespannten Formwerkzeuges erfolgt.

Gemäß Anspruch 9 kann das Verfahren die Arbeitsschritte auch in der folgenden Reihenfolge umfassen : a) Festlegen der Ränder des Abdeckmaterials des kaschier- ten Feldes ; b) Einspritzen der Schmelze unter hohem Druck in den Form- hohlraum des spritzblanken Feldes ; c) Freigeben der Ränder des Abdeckmaterials nach dem aus- reichenden Erstarren der Schmelze ; d) nahezu druckloses Einbringen des Massekuchens in den Formhohlraum des kaschierten Feldes ; und e) Verpressen des Massekuchens im Formhohlraum des kaschier- ten Feldes.

Durch dieses Verfahren wird eine besonders hohe Qualität des spritzblanken Feldes erzielt.

Bevorzugt ist, wenn gemäß Anspruch 10 der Massekuchen in den Formhohlraum des kaschierten Feldes über eine Nieder- druckdüse eingebracht wird, denn hierdurch ist ein beson- ders schnelles Einbringen des Massekuchens möglich.

Bevorzugt handelt es sich bei dieser Düse um eine Breit- schlitzdüse.

Das Verpressen des Massekuchens im Formhohlraum des ka- schierten Feldes erfolgt gemäß Anspruch 11 über einen Preßstempel, wobei die Fließgeschwindigkeiten niedrig gehalten und der Druck auf den Massekuchen sehr gut gesteu- ert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, eine Vor- richtung zu schaffen, in der alle Arbeitsgänge, welche zur Herstellung des eingangs erwähnten Kunststoff-Form- teils notwendig sind, nacheinander durchgeführt werden können.

Die Erfindung geht dabei gemäß Anspruch 12 von einer Vorrichtung aus mit einem Formwerkzeug, welches aufweist : a) eine erste und eine dieser gegenüberliegende zweite Matrize, welche einen die Form des Kunststoff-Form- teils mindestens teilweise nachbildenden Formhohl- raum bilden ; b) Mittel, welche der Anlage mindestens eines Abdeck- materials an der Wand des Formhohlraums dienen ; c) mindestens einen bis in den Formhohlraum hindurch- fahrbaren Rahmenschieber, mit dem der Rand des Abdeck- materials, entlang zumindest eines Teils der Begrenzung des kaschierten Feldes, festlegbar ist ;

d) mindestens eine Düse, über welche die Schmelze des Kunststoff-Trägers eingebracht werden kann ; und e) mindestens einen beweglichen Preßstempel, welcher zu- mindest bereichsweise die Wand des Formhohlraums im Bereich des kaschierten Feldes bildet.

Die letztgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß an einer solchen Vorrichtung dadurch gelöst, daß f) das Formwerkzeug in eine Presse mit zwei relativ zu- einander beweglichen Teilen integriert ist ; g) der Preßstempel mit einem von beiden Teilen der Presse verbunden ist ; h) die erste Matrize parallel zum Pressenhub beweglich und über ein Federelement gegen den einen Teil der Presse abgestützt ist, wobei der maximale Federweg des Federelements kleiner ist als der maximale Pressen- hub ; und i) die zweite Matrize mit dem anderen Teil der Presse verbunden ist.

Der besondere Vorteil einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß das Formwerkzeug in eine normale Presse eingebaut ist, so daß die Kosten für die Herstel- lung einer derartigen Vorrichtung deutlich reduziert sind.

Darüber hinaus können sämtliche Arbeitsschritte der erfin- dungsgemäßen Verfahren in dieser einen Vorrichtung ausge- führt werden, was die Herstellungskosten des Kunststoff- formteiles weiter reduziert.

Bevorzugt ist gemäß Anspruch 13, wenn das Federelement

ein Federkissen ist, denn hierdurch können die hohen Ab- stütz-Kräfte besonders gut aufgenommen werden, wobei die Federkraft des Federkissens über den gesamten Federweg in ausreichender Weise konstant ist.

Gemäß Anspruch 14 ist vorgesehen, daß die Düse, welche die Schmelze in den Formhohlraum des kaschierten Feldes einbringt, in den Preßstempel integriert ist. Hierdurch kann der Preßstempel eine große Fläche einnehmen, wodurch der Hub des Preßstempels, welcher für das Verpressen des Massekuchens notwendig ist, gering gehalten werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Vorrichtung zu schaffen, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7 geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung basiert gemäß Anspruch 15 auf einer Anlage mit einem Formwerkzeug, welches umfaßt : a) eine erste und eine gegenüberliegende zweite Matrize, welche einen die Form des Kunststoff-Formteils minde- stens teilweise nachbildenden Formhohlraum bilden ; b) Mittel, welche der Anlage mindestens eines Abdeckmate- rials an der Wand des Formhohlraums dienen ; c) mindestens einen bis in den Formhohlraum hindurch- fahrbaren Rahmenschieber, mit dem der Rand des Abdeck- materials, entlang zumindest eines Teils der Begren- zung des Feldes, festlegbar ist ; und d) mindestens eine Düse, über welche die Schmelze des Kunststoff-Trägers in den Formhohlraum eingebracht werden kann.

Die letztgenannte Aufgabe wird an einer derartigen Vor-

richtung dadurch gelöst, daß : e) das Formwerkzeug in einer Presse mit zwei relativ zu- einander beweglichen Teilen integriert ist ; f) die erste Matrize mit dem einen und die zweite Matrize mit dem anderen Teil der Presse verbunden ist ; und g) ein Roboter vorgesehen ist, welcher den Massekuchen nahezu ohne Druck und relativ flächig über die Grund- fläche den Formhohlraum des kaschierten Feldes auf- bringt.

Bei dieser Vorrichtung ist von Vorteil, daß das Formwerk- zeug selbst sehr einfach ausgebildet sein und damit preiswert hergestellt werden kann. Zudem ist der Einbau in eine übliche Presse auf einfache Weise möglich. Schließ- lich ermöglicht der Einsatz eines Roboters zum Aufbringen des Massekuchens, diesen relativ flächig verteilt aufzubrin- gen, so daß beim Verpressen des Massekuchens dieser nur ge- ringe Wege zurücklegen muß und somit geringe Fließgeschwin- digkeiten erzielbar sind.

Eine besonders einfache Möglichkeit, die Schmelze bzw. den Massekuchen bereitzustellen, ist in Anspruch 16 ange- geben : In diesem ist beansprucht, daß in der Matrize mindestens ein im wesentlichen horizontaler Kanal vor- handen ist, welcher einerseits mit der Düse und anderer- seits mit einer Spritzeinheit in Verbindung steht, die die Schmelze mit dem erforderlichen Druck und der erfor- derlichen Temperatur bereitstellt.

Wenn das Matrizenteil, in welchem der horizontale Kanal vorhanden ist, vertikal verschieblich ist, ist es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 17 die Spritzeinheit über

eine Umlenkeinrichtung mit dem Kanal verbunden ist, wel- che einen Eingang zur Spritzeinheit hin und mehrere schaltbare, vertikal unterschiedlich angeordnete kanal- seitige Ausgänge aufweist.

Gemäß den Ansprüchen 18 und 19 kann das Formwerkzeug in eine Vertikalpresse oder auch in eine Horizontalpresse eingebaut sein.

Nachstehend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungs- beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu- tert. In dieser zeigen : Figur 1 : einen teilweisen vertikalen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Formwerk- zeugs für ein Kunststoff-Formteil in geöff- netem Zustand ; Figur 2 : einen teilweisen vertikalen Schnitt durch das Formwerkzeug von Figur 1 in geschlossenem Zustand ; Figur 3 : einen vertikalen Schnitt durch ein Detail des Formwerkzeugs von Figur 1 nach dem ersten Arbeitsschritt ; und Figur 4 : einen teilweisen vertikalen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Formwerk- zeugs für ein Kunststoff-Formteil.

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Form- werkzeugs insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehen.

Die Vertikalpresse, in welche das Formwerkzeug 10 inte- griert ist, ist nicht dargestellt.

Zunächst wird der Aufbau des oberen Bereichs des Formwerk- zeugs 10 erläutert : Das Formwerkzeug 10 umfaßt eine obere Verbindungsplatte 12, an welcher ein Matrizenoberteil 14 befestigt ist. Die Unterseite des Matrizenoberteils 14 weist eine Formausneh- mung 16 auf, welche die Form des herzustellenden Kunst- stoff-Formteiles nachbildet. Die Formausnehmung 16 ist in drei Felder 18,20,22 unterteilt. Im Bereich der Felder 18 und 20 sind in dem Matrizenoberteil 14 Vakuumkanäle 28 vorhanden, welche für die Befestigung von Abdeckmaterialien 24,26 für das herzustellende Kunststoff-Formteil vorge- sehen sind. Im Bereich des Feldes 22 sind im Matrizenober- teil 14 keine Vakuumkanäle vorgesehen. Durch dieses Feld wird am herzustellenden Kunststoff-Formteil die spritz- blanke Fläche begrenzt. Analoges gilt für den Zwischenraum zwischen den Feldern 18 und 20, welcher ein Verbindungsfeld 30 bildet.

Der untere Bereich des Formwerkzeugs 10 ist folgendermaßen aufgebaut : An einer unteren Verbindungsplatte 32 ist über Träger 34 eine Zwischenplatte 36 befestigt. An der Zwischenplatte 34 ist ein Matrizenunterteil 38 angebracht. Die obere Fläche des Matrizenunterteils 38 verläuft im wesentlichen parallel zur Unterseite des Matrizenoberteils 14 und ist im Bereich der Formausnehmung 16 von dieser in definierter Weise beabstandet. Der zwischen dem Matrizenoberteil 14 und dem Matrizenunterteil 38 im Bereich der Formausnehmung 16 gebildete Formhohlraum dient zur Aufnahme der Schmelze bzw. des Massekuchens des Kunststoff-Trägers des herzu- stellenden Kunststoff-Formteils, worauf weiter unten im Detail eingegangen wird. Im rechten Bereich des Matrizen- unterteiles 38, unterhalb des Feldes 18, ist ein Innen-

schieber 40 angeordnet, welcher die Innenkontur des äußeren Randes des Feldes 18 des herzustellenden Kunststoff- Formteils nachbildet. Der Innenschieber 40 ist ggf. mit einer horizontalen Bewegungskomponente verschieblich angebracht, um einen Hinterschnitt am fertigen Kunststoff- Formteil freigeben zu können.

Unterhalb des linken Randes des Feldes 18 sind ein erster Rahmenschieber 42 und unterhalb des rechten Randes des Feldes 20 ein zweiter Rahmenschieber 44 angeordnet, welche über ein in Figur 1 nur teilweise sichtbares Gestänge 46 von einer gemeinsamen Hydraulikeinheit 48 vertikal verschieblich sind. Die Hydraulikeinheit 48 ist an der Zwischenplatte 36 vertikal abgestützt. Im Bereich des Verbindungsfeldes 30 ist weiterhin eine in Figur 1 nur schematisch dargestellte Nadelverschlußdüse 50 vorhanden, welche über einen vertikalen Kanal 52 mit einem horizon- talen Kanal 54 in Verbindung steht, der durch das Matrizen- unterteil 38 hindurchführt und in eine seitliche Stirn- fläche 56 des Matrizenunterteiles 38 mündet.

Unterhalb des linken Randes des Feldes 20 ist im Matri- zenunterteil 38 ein dritter Rahmenschieber 58 angeordnet, welcher über ein nicht dargestelltes Gestänge mit der Hydraulikeinheit 48 der ersten beiden Rahmenschieber 42, 44 verbunden ist und somit gemeinsam mit diesen vertikal verschieblich ist. Aus weiter unten näher erläuterten Gründen stehen in dem in Figur 1 dargestllten geöff- neten Zustand des Formwerkzeugs 10 die Rahmenschieber 42, 44,58 deutlich nach oben über die Oberseite des Matri- zenunterteils über. Im Bereich des spritzblanken Feldes 22 weist das Matrizenunterteil 38 eine weitere Nadelver- schlußdüse 60 auf, welche ebenfalls mit dem horizontalen Kanal 54 in Verbindung steht.

Ein im Matrizenunterteil 38 fest verankerter Führungs- zapfen 62 ist in einem Einsatz 64 einer Führungsbohrung 66 im Matrizenoberteil 14 gleitend aufgenommen.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß das Form- werkzeug 10, ebenso wie das in ihr herzustellende Kunst- stoff-Formteil, ein dreidimensionales Gebilde ist. In Figur 1 ist ebenso wie in den nachfolgenden Figuren die dritte Dimension, in welcher sich vor allem weitere Düsen, Schieber oder ähnliches befinden können, nicht dargestellt, es sei denn, es wird ausdrücklich darauf hingewiesen.

Die Herstellung eines Kunststoff-Formteiles in dem Form- werkzeug 10 geht folgendermaßen vor sich : Wie bereits erwähnt, ist das Formwerkzeug 10 in eine nicht dargestellte Vertikalpresse integriert, wobei die obere Verbindungsplatte 12 mit dem beweglichen Pressenteil und die untere Verbindungsplatte 32 mit dem stationären Pressenteil verbunden ist. Zu Beginn des Herstellvorgangs ist die Presse, wie in Figur 1 dargestellt, geöffnet, so daß das Matrizenoberteil 14 und das Matrizenunterteil 38 voneinander beabstandet sind. Die Abdeckmaterialien 24,26 werden in den entsprechenden Bereichen an die Wand des Matrizenoberteils 14 angelegt und dort durch Aufbringen eines Unterdrucks durch die Vakuumkanäle 28 gehalten. Die Abdeckmaterialien 24,26 können ggf. in einem Vorbereitungs- schritt, z. B. durch Tiefziehen, vorgeformt sein. Es kann sich bei den Abdeckmaterialien 24,26 um Folien, Textil- stoffe, Lederapplikationen usw. handeln. Die Rahmenschieber 42,44 und 58 befinden sich im ausgefahrenen Zustand, d. h. in einer vertikal oberen Position.

Im nächsten Schritt werden von einem numerisch gesteuerten Roboter (nicht dargestellt) die Massekuchen 68 des Kunst-

stoff-Trägers auf die Oberseite des Matrizenunterteils 38 in den Bereichen der kaschierten Felder 18 und 20 aufgebracht. Die Aufbringung erfolgt dabei z. B. in serpen- tinenartig ausgelegten Strängen, um die beim späteren Verpreßvorgang von den Massekuchen 68 zurückzulegenden Wege möglichst gering zu halten. Es kann auch eine Vielzahl einzelner diskreter Massekuchen von dem Roboter verteilt werden. Jedenfalls muß die Gesamtmenge der Massekuchen 68 so bemessen sein, daß beim anschließenden Verpressen (siehe unten) die den Feldern 18 und 20 zugeordneten Formhohlräume genau ausgefüllt werden. Bei dem Material des Kunststoff-Trägers handelt es sich um ein preiswertes, gegebenenfalls nicht mehr ganz dünnflüssiges Kunststoff- material.

Nach dem Aufbringen der Massekuchen 68 in die den Feldern 20 und 22 zugeordneten Bereiche des Matrizenunterteils 38 wird das Matrizenoberteil 14 von dem beweglichen Teil der Vertikalpresse langsam nach unten gefahren. Dabei kommt das Matrizenoberteil 14 zunächst mit den deutlich über die Oberseite des Matrizenunterteils 38 überstehenden Rahmen- schiebern 42,44 und 58 in Berührung. Nun werden die sich in Anlage an das Matrizenoberteil 14 befindlichen Rahmenschieber 42,44,58 von dem Matrizenoberteil 14 gegen die hydraulische Stellkraft der Rahmenschieber 42, 44,58 nach unten bewegt, so daß während des letzten Teils des Verfahrwegs des Matrizenoberteils 14 die Teil- Formhohlräume der Felder 18,20 und 22 dicht voneinander getrennt und die Ränder der Abdeckmaterialien 24 und 26 der kaschierten Felder 18 und 20 festgelegt sind. Die maximale hydraulische Stellkraft der Hydraulikeinheit 48 ist dabei kleiner als die Stellkraft der das Matrizenober- teil 14 bewegenden Vertikalpresse.

Beim weiteren Herunterfahren des Matrizenoberteils 14

werden die relativ flächig über die Grundfläche des Matrizenunterteils 38 verteilten Massekuchen 68 verpreßt.

Wenn das Matrizenoberteil 14 in der unteren Endstellung angelangt ist (vergl. Figur 2), sind die Formhohlräume im Bereich der kaschierten Felder 18 und 20 von den Massekuchen 68 vollständig ausgefüllt. Durch den Führungs- zapfen 62 und die Bohrung 68 mit dem Einsatz 66 wird die Bewegung des Matrizenoberteils 14 relativ zum Matrizen- unterteil 38 paßgenau geführt.

Nach dem ausreichenden Erstarren der Massekuchen 68 fah- ren die Rahmenschieber 42,44 und 58, von der Hydraulik- einheit 48 betätigt, nach unten zurück und geben so die Ränder der Abdeckmaterialien 24 und 26 frei. Dieser Zustand ist exemplarisch für das Feld 18 und den Rahmenschiebber 42 auf der rechten Seite von Figur 3 dargestellt. Über die Nadelverschlußdüsen 50 und 60 (in Figur 3 nicht sichtbar) wird nun heiße Schmelze (nicht dargestellt) eines hochwertigen Kunststoff-Trägers in die Formhohlräume des spritzblanken Feldes 22 und des Verbindungsfeldes 30 unter hohem Druck eingespritzt. Die heiße Schmelze wird dabei von einer Spritzeinheit (nicht dargestellt) bereit- gestellt, welche an die Mündung des horizontalen Kanals 54 in der seitlichen Stirnfläche 56 angekoppelt ist. Beim Einspritzen der Schmelze in die dem spritzblanken Feld 22 und dem Verbindungsfeld 30 zugeordneten Formhohlräume werden die freiliegenden Ränder der Abdeckmaterialien 24 und 26 der kaschierten Felder 18,20 von der Schmelze umspritzt und nach deren Erstarren sicher gehalten. Die Ränder der erstarrten Massekuchen 68 der kaschierten Felder 18,20 werden von der heißen Schmelze wieder angeschmolzen, wodurch eine gute Verbindung zwischen den einzelnen Feldern erzielt wird.

Nach dem Erstarren der Schmelze des spritzblanken Feldes

22 und des Verbindungsfeldes 30 wird das Matrizenoberteil 14 von dem beweglichen Teil der Presse vertikal nach oben verfahren, so daß das fertige Kunststoff-Formteil entnommen werden kann.

Nun wird auf Figur 4 Bezug genommen, in welcher ein zwei- tes Ausführungsbeispiel eines Formwerkzeugs zur Herstel- lung eines Kunststoff-Formteils dargestellt ist. Jene Teile, die denen des ersten Ausführungsbeispieles ent- sprechen, werden nachfolgend nicht nochmals erläutert und sind mit denselben Bezugszeichen wie in den Figuren 1 bis 3, zuzüglich 100, versehen.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind bei dem in Figur 4 dargestellten Formwerkzeug 110 in den Bereichen des Matrizenunterteils 138, die den mit Abdeckmaterialien 124 und 126 kaschierten Feldern 118 und 120 zugeordnet sind, vertikal bewegliche Preßstempel 170 und 172 vorhanden.

In den Preßstempeln 170,172 ist jeweils eine Niederdruck- Breitschlitzdüse 174,176 angeordnet. Die Niederdruck- Breitschlitzdüsen 174 und 176 sind mit dem horizontalen Kanal 154 verbunden. In einem nicht dargestellten Ausführ- ungsbeispiel ist für die Niederdruck-Breitschlitzdüsen 174,176 ein separater horizontaler Kanal vorhanden.

Die Preßstempel 170,172 sind über Stangen 178,180 zumindest in vertikaler Richtung im wesentlichen starr an der unteren Verbindungsplatte 132 befestigt. Die Stangen 178,180 sind durch Durchgangsbohrungen 182 durch eine Stützplatte 184 hindurchgeführt, welche sich an der unteren Verbindungsplatte 132 über ein Federkissen 186 abstützt.

Die Zwischenplatte 136 ist nicht wie beim ersten Ausführ- ungsbeispiel über die Träger 134 an der unteren Verbin- dungsplatte, sondern an der Stützplatte 184 angebracht.

Im linken Träger 134 ist eine Führungsbohrung 188 vorhanden,

in welche ein Einsatz 190 eingebracht ist. Ein Führungs- zapfen 192 ist an der unteren Verbindungsplatte 132 befestigt und gleitend in dem Einsatz 190 aufgenommen.

Auch im Zusammenhang mit Figur 4 sei darauf hingewiesen, daß in dieser die dritte Dimension, in welcher sich vor allem weitere Düsen, Schieber oder ähnliches befinden können, nicht dargestellt ist.

Das Formwerkzeug 110 wird folgendermaßen eingesetzt : Analog zum ersten Ausführungsbeispiel ist die obere Ver- bindungsplatte 112 mit dem beweglichen Teil und die untere Verbindungsplatte 132 mit dem stationären Teil einer Vertikalpresse verbunden. Zu Beginn des Herstellvorgangs des Kunststoff-Formteiles, nach dem Einlegen der Abdeck- materialien 124,126, wird das Matrizenoberteil 114 langsam nach unten abgesenkt, bis die außerhalb der Formausnehmung 116 liegenden Bereiche des Matrizenoberteils 114 und des Matrizenunterteils 138 sich im wesentlichen kraftfrei berühren. Das Federkissen 186 verbleibt somit noch in seiner maximal ausgefederten Position, d. h., daß das Matrizenunterteil 138 über die Träger 134 und die Zwischen- platte 136 in einer vertikal oberen Position gehalten wird. Die Länge der Stangen 178 und 180 und die Länge des Federkissens 186 im unbelasteten Zustand sind aufeinander so abgestimmt, daß in diesem Zustand die Preßstempel 170 und 172 relativ zur Wand der Formhohlraum 116 des Matri- zenunterteils 138 in einer leicht zurückgefahrenen Position sind.

Die Ränder der Abdeckmaterialien 124 und 126 werden nun durch die Rahmenschieber 142,144 und 158 so festgelegt, daß die Formhohlräume der kaschierten Felder 118 und 120 von dem spritzblanken Feld 122 bzw. dem Verbindungs-

feld 130 dicht abgetrennt sind.

Nun wird über den Kanal 154 die Schmelze eines hochwerti- gen Kunststoffes (nicht dargestellt) zu den Nadelver- schlußdüsen 150 und 160 verbracht und von dort unter hohem Druck in die dem spritzblanken Feld 122 und dem Verbin- dungsfeld 130 zugeordneten Formhohlräume eingespritzt.

Durch den hohen Druck und die hochwertige Qualität des Kunststoff-Materials wird eine hohe Oberflächenqualität des spritzblanken Feldes 122 und des Verbindungsfeldes 130 am fertigen Kunststoff-Formteil gewährleistet. Die über die Rahmenschieber 142,144,158 in die spritzblanken Felder 122,130 überstehenden Ränder der Abdeckmaterialien 124,126 werden von den Schmelzen umspritzt und nach deren Erstarren von dem entstandenen Kunststoff-Träger festge- halten.

Nach dem ausreichenden Erstarren der Schmelzen werden die Rahmenschieber 142,144 und 158 durch die Hydraulik- einheit 148 und das Gestänge 146 zurückgefahren. Nun wird über den Kanal 154 das Material des Kunststoff-Trägers der kaschierten Felder 120 und 118 den Niederdruck-Breit- schlitzdüsen 174 und 176 zugeführt. Über diese Niederdruck- Breitschlitzdüsen 174,176 werden die Massekuchen (nicht dargestellt) in die den kaschierten Felder 118,120 zugeordneten Formhohlräume nahezu drucklos eingebracht.

Danach wird die Presse in der Weise betätigt, daß das Matrizenoberteil 114 sich nach unten bewegt und hierdurch das Matrizenunterteil 138 über die Zwischenplatte 136, die Träger 134 und die Stützplatte 184 gegen die Federkraft des Federkissens 186 nach unten gedrückt wird. Die Bewegung des Matrizenunterteils 138 wird dabei über den Führungs- zapfen 192 geführt. Durch diese Bewegung wird das Matri- zenoberteil 114 gemeinsam mit dem Matrizenunterteil 138

relativ zu den Preßstempeln 170,172 nach unten bewegt, welche an der unteren Verbindungsplatte 132 im wesentlichen starr befestigt sind. Hierdurch werden die Massekuchen in den Formhohlräumen der kaschierten Felder 118,120 so weit verpreßt, bis die Formhohlräume vollständig ausgefüllt sind.

Das Verpressen der Massekuchen erfolgt vorzugsweise zu einem Zeitpunkt, zu dem die Schmelze in den Formhohl- räumen des spritzblanken Feldes 122 und des Verbindungs- feldes 130 noch nicht vollständig erkaltet ist, so daß eine gute Verbindung zwischen den Kunststoff-Trägern der kaschierten und den Kunststoff-Trägern der spritzblanken Felder erzielt wird. Nach dem ausreichenden Erstarren des Kunststoff-Trägers der kaschierten Felder 118,120 wird das Pressenoberteil mit dem daran befestigten Matrizenoberteil 114 zurückgefahren, so daß das Kunststoff-Formteil ent- nommen werden kann.

Die Spritzeinheit (nicht dargestellt) ist mit dem in dem vertikal verschieblichen Matrizenunterteil 138 ein- gebrachten horizontalen Kanal 154 über eine Umlenkein- richtung (nicht dargestellt) verbunden, welche einen Ein- gang zur Spritzeinheit hin und mehrere schaltbare, vertikal unterschiedlich hohe kanalseitige Ausgänge aufweist.

Hierdurch wird die Verbindung von der Spritzeinheit zum Kanal auch in unterschiedlichen vertikalen Positionen des Matrizenunterteils 138 gewährleistet.