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Title:
PROCESS AND DEVICE FOR MANUFACTURING THIN-WALLED LAMINATED MOULDINGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/036474
Kind Code:
A1
Abstract:
A process is disclosed for manufacturing thin-walled mouldings with a ground layer (4) made of thermoplastic materials and a covering layer (5) made of prefabricated flat covering materials pressed together with the ground layer by a back pressing technique in a form tool (8) having a top die (6) and a bottom die (7). The object of the invention is to produce thin-walled mouldings having laminated and non-laminated areas in a simple manner, with no danger of damaging sensitive covering layer materials and with non-laminated areas having a high quality surface. For that purpose, during or after back pressure lamination, i.e. while or after the two dies are closed, besides at least one moulding area (2) laminated with a covering layer by a back pressing technique, at least another area (3) of the moulding is produced by a conventional injection moulding technique, i.e. by injecting molten thermoplastic materials in the part of the moulding cavity (17) in which the area of the moulding which is not laminated with a covering layyer (5) is produced. A moulding in a single piece is thus obtained.

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WO/2009/034892RESIN SUPPLY DEVICE
Inventors:
REHM GUIDO (DE)
ZWEIG KONRAD (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/002027
Publication Date:
November 21, 1996
Filing Date:
May 11, 1996
Export Citation:
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Assignee:
KRAUSS MAFFEI AG (DE)
REHM GUIDO (DE)
ZWEIG KONRAD (DE)
International Classes:
B29C31/04; B29C33/14; B29C43/14; B29C43/18; B29C45/14; B29C45/16; B29C69/02; B29C70/78; B60J5/00; (IPC1-7): B29C43/18; B29C43/14; B29C45/14; B29C45/16; B29C31/04; B29C69/02
Foreign References:
DE4336878A11994-05-05
EP0253909A11988-01-27
DE4443145C11996-03-21
DE4428626A11995-03-09
US4873045A1989-10-10
US4335068A1982-06-15
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 208 (M - 709) 15 June 1988 (1988-06-15)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 442 (M - 766) 21 November 1988 (1988-11-21)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von dünnwandigen Formteilen aus einer Grundschicht aus thermoplastischem Kunststoffmaterial und mit der Grundschicht in Hinterpreßtechnik verpreßter Deckschicht aus vorgefertigtem flächigen Deckschichtmaterial mittels eines eine untere und eine obere Formhälfte aufweisenden Formwerk¬ zeugs, wobei die mit der Deckschicht verpreßte Grundschicht vor dem Hinterpressen mit der Deckschicht in dünnwandiger flächiger Form (Strangablage; Vorfor technik) in das geöffnete Formwerk¬ zeug eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß während oder nach dem Hinterpressen, d.h. während oder nach dem Schliessen der beiden Formhälften (6,7) neben mindestens einer Teilfläche (2) des Formteils (1) mit in Hinterpreßtechnik lami¬ nierter Deckschicht (5) mindestens eine weitere Teilfläche (3) des Formteil.s (1) in herkömmlicher Spritzgießtechnik, d.h. durch Einspritzen von thermoplastischer Kunststoffschmelze in den Formhohlraum (17) der nicht mit einer Deckschicht (5) lami¬ nierten Teilfläche (3) zu einem insgesamt einstückigen Formteil (1) hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Formhohlraum (17) der nicht mit einer Deckschicht (5) laminierten Teilfläche (3) durch ein oder mehrere Trenn¬ schwerter (11) abgeschlossen wird, die während oder nach Beendi¬ gung des Hinterpreßvorganges gezogen werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das zu hinterpressende thermoplastische Kunststoffmaterial mittels einer Schlitzdüse (13) in flächiger Form in das geöffnete Formwerkzeug (8) eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das zu hinterpressende thermoplastische Kunststoffmaterial in Form eines in einem Vorformverfahren vor¬ geformten flächigen Teils in das geöffnete Formwerkzeug (8) ein¬ gebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Formwerkzeug (8) nach Beendigung des Hinterpreßvorganges, d.h. nach dem vollständigen Schließen des Formwerkzeugs (8) geringfügig angehoben wird und vor, während oder nach Beendigung des Spritzvorganges geschlossen wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Formwerkzeug (8) umschlossene Formhohlraum in einen oder mehrere Formhohlräume (16) für mit einer Deckschicht (5) im Hinterpreß verfahren laminierte Teilflächen (2) und in einen oder mehrere Formhohlräume (17) für nicht mit einer Deckschicht (5) lami¬ nierte Teilflächen (3) unterteilt ist, wobei der oder die Form¬ hohlräume (17) für die nicht laminierten Teilflächen (3) jeweils über einen oder mehrere Schmelzekanäle (9) mit einem oder mehre¬ ren Plastifizieraggregaten (15) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennze chnet, daß einer oder mehrere der Schmelzekanäle (9) beheizte Hei߬ kanäle sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschickung einer oder mehrerer Schlitzdüsen (13) und zur Beschickung eines oder mehrerer Form¬ hohlräume (17) für die nicht mit einer Deckschicht (5) lami¬ nierten Teilflächen (3) gesonderte Platifizieraggregate vorge¬ sehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschickung einer oder mehrerer Schlitzdüsen (13) und zur Beschickung eines oder mehrerer Form¬ hohlräume (17) für die nicht mit einer Deckschicht (5) lami¬ nierten Teilflächen (3) ein Plastifizieraggregat (15) vorgesehen ist, dessen Schmelzekanal sich zu einem oder mehreren, zu Spritzdüsen (12) führenden Schmelzekanälen und zu einem oder mehreren, zu Schlitzdüsen (13) führenden Schmelzekanälen ver , zweigt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an ein Plastifizieraggregat (15) ein mindestens eine Spritz¬ düse (12) und mindestens eine Schlitzdüse (13) tragender Spritz¬ kopf (14) angeschlossen ist, der ein Umschaltventil (18) zur wahlweisen Leitung der Schmelze zu jeweils einer Spritzdüse (12) oder einer Schlitzdüse (13) aufweist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dünnwandigen lami¬ nierten Formteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von dünn¬ wandigen flächigen Formteilen aus einer Schicht aus thermo¬ plastischem Kunststoffmaterial und mit der Grundschicht in Hinterpreßtechnik verpreßter Deckschicht aus vorgefertigtem flächigen Deckschichtmaterial mittels eines eine untere und eine obere Formhälfte aufweisenden Formwerkzeugs, wobei die mit der Deckschicht verpreßte Grundschicht vor dem Hinterpressen mit der Deckschicht in dünnwandiger flächiger Form in das geöffnete Formwerkzeug eingebracht wird.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der US-PS 4,873,045 bekannt, bei der das Einbringen der Grundschicht in die untere Form durch Extrudieren erfolgt, wobei eine an ein Plastifizieraggregat an¬ geschlossene Schlitzdüse über die untere Formhälfte verfahren und eine der gewünschten Schichtdicke entsprechende Lage des thermoplastischen Materials auf der unteren Formhälfte abgelegt wird. Beim nachfolgenden Arbeitsschritt, bei dem die obere Form¬ hälfte zusammen mit der Deckschicht gegen die untere Formhälfte angepreßt wird, wird die extrudierte, noch schmelzeflüssige Grundschicht mit der Deckschicht verpreßt.

Ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art ist auch aus der deutschen Patentanmeldung P 41 01 106.6 be¬ kannt, in der vorgeschlagen worden ist, die Grundschicht durch einen vorgeschalteten Spritzgießvorgang in einer für den nach¬ folgenden Hinterpreßvorgang geeigneten dünnwandigen flächigen Form herzustellen, die bereits weitgehend die Konturen des fer¬ tigen Formteils aufweist.

Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß das fertige Formteil nur mit in Hinterpreßtechnik verbundener Deckschicht herstellbar ist, da beim Verpressen von Teilbereichen ohne Deck¬ schicht keine ausreichende Oberflächenqualität erzielbar ist.

Es ist bereits auch vorgeschlagen worden, einstückige Formteile mit teils laminierter und teils unlaminierter Oberfläche dadurch herzustellen, daß beim Absenken der mit einer Deckschicht ver-. sehenen oberen Formhälfte in die unter Formhälfte flüssige Schmelze nach dem sogenannten Quellflussverfahren eingespritzt wird. Hierbei sind jedoch wie aus der EP 0333 198 zu ersehen, ganz bestimmte Parameter einzuhalten, d.h. das Einbringen der Schmelze kann nur zu einem Zeitpunkt erfolgen, an welchem die Formhäflten noch nicht vollständig geschlossen sind, sondern einen restlichen Formschließweg von nicht mehr als 100 mm und nicht weniger als 5 mm zurücklegen müssen, wobei während des Einbringens der Schmelze die Formschließbewegung gestoppt oder auf weniger als 30 mm/sec. verlangsamt sein muß. Nur bei Ein¬ haltung dieser Parameter ist sichergestellt, daß die Deckschicht bei zu geringem Abstand nicht der mechanischen und thermischen Einwirkung der eintretenden Schmelze ausgesetzt ist und dadurch beschädigt werden könnte und bei zu weitem Abstand die Gefahr einer Hautbildung bei der Schmelze ausgeschlossen ist, die zur Faltenbildung im fertigen Formteil führen kann.

Dieses letztbeschriebene Verfahren ist daher auch für die Her¬ stellung von Teilen mit teilweise laminierter und teilweise un¬ laminierter Oberfläche sehr aufwendig und insbesondere für Dekormaterialien mit empfindlichen schmelzeseitigen Oberflächen¬ schichten nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zu seiner Durch¬ führung so auszubilden, daß einstückige dünnwandige Formteile mit laminierten und unlaminierten Teilbereichen in einfacher Weise, ohne Gefahr einer Beschädigung empfindlicher Deckschicht¬ bestandteile und mit hoher Oberflächenqualitat der unlaminierten Teilbereiche des Formteils herstellbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß während oder nach dem Hinterpressen, d.h. während oder nach dem Schließen der beiden Formhälften neben mindestens einer Teilfläche des Formteils mit in Hinterpreßtechnik laminierter Deckschicht mindestens eine weitere Teilfläche des Formteils in herkömmlicher Spritzgießtechnik, d.h. durch Einspritzen von thermoplastischer Kunststoffschmelze in den Formhohlraum der nicht mit einer Deckschicht laminierten Teilfläche zu einem ins¬ gesamt einstückigen Formteil hergestellt wird.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß die Grundschicht nach Ver¬ fahren (z.B. US-PS 4,873,045 oder DE 41 01 106) in die untere Form gebracht wird, die sich zum Hinterpressen auch empfind¬ licher Deckschichten bewährt haben und daß keine Beaufschlagung der Deckschicht mit über eine Düse eingespritzter flüssiger Schmelze erfolgt, wie dies nach dem aus der EP 0333 198 be¬ kannten Verfahren vorgeschlagen wird, bei dem nur bei Einhaltung vielfältiger Verfahrensparameter eine Beschädigung der Deck¬ schicht durch die Schmelze vermeidbar sein soll.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Formhohlräume der nicht mit einer Deckschicht verpreßten Teil¬ flächen durch ein oder mehrere Trennschwerter absperrbar, wobei die Absperrung zu einem Zeitpunkt aufgehoben wird, zu dem das

Hinterpressen der Deckschicht mit der Grundschicht bereits er¬ folgt ist und zu dem diese noch so in schmelzefähigem Zustand ist, daß eine innige Schmelzeverbindung mit der im herkömmlichen Spritzvorgang eingebrachten Schmelze erfolgt.

Es kann daher insbesondere bei der Verarbeitung von empfind¬ lichen Deckschichten vorteilhaft sein, nach dem Verpressen von Grund- und Deckschicht die obere Formhälfte geringfügig anzu¬ heben, um die Deckschicht zu schonen, und erst zur Vollendung , des Spritzgießvorganges für die nicht laminierten Teilbereiche wieder vollständig zu schließen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt ein aus einer unteren und einer oberen Formhälfte bestehendes Formwerk¬ zeug, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dieses zwei oder meh¬ rere untereinander zusammenhängende Teilformhohlräume ein¬ schließt von denen der oder die Formhohlräume für die nicht mit einer Deckschicht verpreßbaren Teilflächen jeweils eine oder mehrere zu einem oder mehreren PlatifiZieraggregaten führende Schmelzekanäle aufweisen.

Vorzugsweise, insbesondere jedoch bei längeren Zuführstrecken sind die Schmelzekanäle als Heißkanäle ausgebildet, um sicher¬ zustellen, daß die im herkömmlichen Spritzverfahren herge¬ stellten Teilflächen mit der erforderlichen Oberflächenqualitat ausgeformt werden können.

Für den Fall, daß die Grundschicht für die mit einer Deckschicht zu verpressenden Teile aus einem anderen Kunststoffmaterial be¬ stehen soll als das Material für die nicht laminierten Teil¬ flächen, sind unterschiedliche Plastifizieraggregate vorgesehen. So können die nicht laminierten Teilflächen beispielseise in unterschiedlichen Farben hergestellt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist nur ein Plastifizieraggregat vorgesehen, dessen Schmelzekanal sich ver¬ zweigt, wobei ein Schmelzekanal zu der Schlitzdüse führt, mit der die Formbereiche für die zu laminierenden Teilflächen mit einem breiten Schmelzestrang belegbar sind, und ein Schmelze¬ kanal zu einer herkömmlichen Spritzdüse führt, die an den Schmelzekanal in der unteren Formhälfte anschließbar ist, über den die Schmelze in den Formhohlraum für das nicht laminierte , Formteil einspritzbar ist. Gegebenenfalls ist dieser Schmelze¬ kanal innerhalb der unteren Formhälfte als Heißkanal ausge¬ bildet, der über Verzweigungen in den Formhohlraum mündet.

Die Schlitzdüse und die Spritzdüse können auch Bestandteil eines an ein Plastifizieraggregat angeschlossenen Spritzkopfes sein, in dem eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, mittels der der Schmelzestrom absperrbar oder zur Schlitzdüse oder zur Spritz¬ düse leitbar ist.

Ausführungsformen der Erfindungen werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein dünnwandiges flächiges Formteil mit einer mit einer Deckschicht laminierten Teilfläche und einer un¬ laminierten Teilfläche,

Fig. 2 das geöffnete Formwerkzeug mit einer oberen und einer unteren Formhälfte entsprechend der Schnittansicht II-II in Fig. 1,

Fig. 3 das geöffnete Formwerkzeug nach Fig. 2 in einer Schnitt¬ ansicht III-III in Fig. 1,

Fig. 4 das geöffnete Formwerkzeug nach Fig. 2 mit angesetzter Schlitzdüse bei der Ablage eines breiten Stranges für die zu verpressende Grundschicht,

Fig. 5 das geöffnete Formwerkzeug nach Fig. 3 mit abgelegtem breiten Grundschichtstrang,

Fig. 6 das geschlossene Formwerkzeug mit angesetzter Spritzdüse und verzweigtem Schmelzekanal,

Fig. 7 das geschlossene Formwerkzeug mit mit der Grundschicht verpreßter Deckschicht und teilweise gefülltem Form¬ hohlraum für die unlaminierte Teilfläche,

Fig. 8 ein Plastifizieraggregat mit zu einer Spritzdüse und einer Schlitzdüse verzweigtem Schmelzekanal,

Fig. 9 einen Schnitt durch einen an ein Plastifizieraggregat angeschlossenen Spritzkopf mit einem Umschaltventil zur wahlweisen Leitung der Schmelze zu einer Spritzdüse oder einer Schlitzdüse,

Fig. 10 den Spritzkopf nach Fig. 9 in der Frontansicht und

Fig. 11 den Spritzkopf nach den Fig. 9 und 10 in perspektivischer Ansicht.

Die Fig. 1 zeigt ein dünnwandiges flächiges Formteil 1 mit einer laminierten Teilfläche 2 und einer unlaminierten Teilfläche 3. Die laminierte Teilfläche 2 besteht aus einer Grundschicht 4 und einer Deckschicht 5. Die Grundschicht 4 und die gesamte unlaminierte Teilfläche 3 bestehen aus einem thermoplastischen

Material. Die Deckschicht 5 kann aus einem beliebigen vorge¬ fertigten flexiblen Material, z.B. Gewebe, Kunststoffmaterial mit Lederprägung oder dergleichen bestehen. Besonders vorteil¬ haft ist ein Aufbau der Deckschicht 5 aus Kunststoffolie z.B. mit lederartiger Oberflächennarbung und einer unteren Polste¬ rungsschicht aus einem nachgiebigen Material wie Schaumstoff. Durch ein Verpressen mit dem noch nicht erstarrten, d.h. zu¬ mindest an der Oberfläche noch fließfähigen ther oplstisehen Material der Grundschicht, wird die Deckschicht 5 unlösbar mit. der Grundschicht 4 verbunden. Diese Verbindungstechnik wird auch Hinterpreßtechnik genannt, nach der vorzugsweise Innenaus¬ rüstungen für Kraftfahrzeuge, wie z.B. Türverkleidungen herge¬ stellt werden.

Die Fig. 2 zeigt das aus einer oberen Formhälfte 6 und einer unteren Formhälfte 7 bestehende Formwerkzeug 8. Die untere Form¬ hälfte 7 weist verzweigte Schmelzekanäle 9 mit einer Anspritz¬ öffnung 10 auf. In der oberen Formhälfte 6 ist ein Trennschwert 11 angeordnet. Die Fig. 3 zeigt das geöffnete Formwerkzeug 8 in einer anderen Blickrichtung mit in der oberen Formhälfte 6 ange¬ ordnetem Trennschwert 11 und der Deckschicht 5. In der unteren Formhälfte 7 ist die Einrastkerbe für das Trennschwert 11 ausge¬ bildet.

Die Fig. 4 und 5 stellen das Formwerkzeug nach Fig. 2 und 3 dar, mit einem mit einer Spritzdüse 12 und einer Schlitzdüse 13 aus¬ gestatteten Spritzkopf 14, der an ein Plastifizieraggregat 15 angeschlossen ist. Über die Schlitzdüse 13 wird ein Schmelze¬ strang 16 auf der unteren Formhälfte 7 abgelegt.

Gemäß Fig. 6 ist an die Anspritzöffnung 10 des geschlossenen Formwerkzeugs 8 eine Spritzdüse 12 angesetzt, die über die Schmelzekanäle 9 Kunststoffschmelze in den Formhohlraum 17 (Fig. 7) einspritzt.

Die Fig. 7 zeigt das geschlossene Formwerkzeug 8, dessen Form¬ hohlraum durch das Trennschwert 11 in einen Formhohlraum 16 für die laminierte Teilfläche 2 und in einen Formhohlraum 17 für die unlaminierte Teilfläche 3 unterteilt ist. Das Trennschwert 11 ist dabei bereits teilweise gezogen, so daß die in den Formhohl¬ raum 17 eingespritzte Schmelze sich mit dem Randbereich des be¬ reits fertig mit der Deckschicht 5 laminierten Teilfläche 2 des Formteils 1 verbinden kann.

Die Fig. 8 veranschaulicht ein Plastifizieraggregat 15, dessen Schmelzekanal sich zu einer Spritzdüse 12 und zu einer Schlitz¬ düse 13 verzweigt.

In den Fig. 9, 10 und 11 ist ein an das Plastifizieraggregat 15 angeschlossener Spritzkopf 14 dargestellt, mit dem mittels eines Umschaltventils 18 die Kunststoffschmelze vom Plastifizier¬ aggregat 15 wahlweise zur Spritzdüse 12 oder zur Schlitzdüse 13 leitbar ist. In einer weiteren Schaltstellung wirkt das Umschaltventil 18 als Sperrventil.