DE102006047736B3

DE102006047736B3 - Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Flächengebildes, sowie Werkzeug zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102006047736B3
Application number: DE102006047736A
Authority: DE
Inventors: Hubert BRÜCKNER; Heinz Dieter Weilen; Jörg HENDRIX; Peter Cempulik
Original assignee: Johnson Controls Interiors GmbH and Co KG
Current assignee: Johnson Controls Interiors GmbH and Co KG
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-10-07
Also published as: WO2008043414A1; EP2079572A1; US20100086749A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein heterogenes, vorzugsweise mehrfarbiges Flächengebilde (1), insbesondere eine Dekorhaut für ein Innenverkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs, aus einer ersten und einer zweiten Kunststoffmasse (2, 3), welche randseitig über ein strangförmiges Element miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist das strangförmige Element als Hohlprofil (5) ausgebildet. Die Erfindung betrifft ferner ein geeignetes Verfahren und Werkzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines heterogenen, vorzugsweise mehrfarbigen Flächengebildes, ein hierzu einsetzbares Werkzeug und ein hierdurch oder damit gefertigtes Flächengebilde, insbesondere einer Dekorhaut für die Innenverkleidung eines Kraftfahrzeuges.
Stand der Technik
Ein Verfahren zur Fertigung eines heterogenen Flächengebildes ist aus der Druckschrift DE 10 2004 059 066 A1 bekannt. Zur Herstellung mehrfarbiger Dekorhäute für Armaturentafeln oder dergleichen wird ein Werkzeug mit zwei benachbarten Kavitäten mit zwei verschiedenfarbigen, aushärtenden Kunststoffmassen gefüllt. Der Übergang zwischen den Kavitäten wird durch ein strangförmiges, elastisches Dichtelement gedichtet, welches vor dem Befüllen des Werkzeugs in eine im Oberwerkzeug vorgesehene, mit einem Hinterschnitt versehene Nut eingesetzt und nach dem Schließen des Werkzeugs dichtend an eine Rippe des Unterwerkzeugs angepresst wird. Während des Aushärtens der Kunststoffmassen verbinden sich diese mit dem kompakten Dichtelement, welches hierdurch zu einem integralen Bestandteil des nachfolgend entformten Flächengebildes wird.
Dieses Vorgehen birgt die Gefahr, dass das Dichtelement beim zügigen Entformen des Flächengebildes beschädigt wird. Darüber hinaus erfordert das Einsetzen des Dichtelements in das Oberwerkzeug einen relativ großen Kraftaufwand.
Im gleichen Dokument wird ein Werkzeug beschrieben, bei dem zur Abdichtung der ersten gegenüber der zweiten Kavität ein unter Fluiddruck aufweitbares Dichtelement vorgesehen ist, das jedoch dauerhaft im Werkzeug verbleibt und allenfalls bei Verschleiß ausgewechselt wird. Die beiden Kunststoffmassen sind im fertigen Flächengebilde unmittelbar miteinander verbunden.
Aus der Offenlegungsschrift DE 195 05 155 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung heterogener Auskleidungsteile bekannt, bei welchem ein vorgeformtes Teil aus einem ersten Material in eine geöffnete Spritzgießform eingelegt wird und nachfolgend ein anderes Material an das vorgeformte Teil angespritzt wird.
In der Patentschrift DE 102 50 765 B4 B4 wird ein Verfahren zur Fertigung eines mit einer Klappe versehenen Formteils beschrieben, bei welchem zunächst aus dem gleichen Werkstoff Formteil und Klappe unter Ausbildung eines eingekerbten Scharnierbereichs spritzgegossen werden und nachfolgend ein aus flexiblem Kunststoff bestehender Scharnierstreifen an- oder eingespritzt wird.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 018 951 A2 offenbart ferner ein Verfahren zur Herstellung von Verkleidungsteilen durch Spritzgießen, bei welchem ein Trägerteil mit einem ersten Werkstoff und bis in den Bereich eines Rücksprungs zusätzlich mit einem äußeren zweiten Material überzogen ist, wobei eine in den Rücksprung hineinragende Rippe zur Trennung der Materialbereiche dient. Nach dem Herausziehen der Rippe wird der nunmehr frei werdende Querschnitt des Rücksprungs durch Zusammenschieben der unterschiedlichen Bereiche geschlossen, wodurch ein heterogenes Bauteil mit nahezu nutfreiem Übergang zwischen den unterschiedlichen sichtbaren Materialbereichen entsteht.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Verfahren, Werkzeug und Flächengebilde dahingehend zu verbessern, dass die Gefahr einer Beschädigung des Dichtelements bei der Entformung verringert wird. Darüber hinaus soll das Einsetzen des Dichtelements, insbesondere bei komplizierter Nutführung, erleichtert werden. Ferner sollen die Gestaltungsmöglichkeiten für das Dichtelement erweitert und die Weiterverarbeitung des Flächengebildes erleichtert werden.
Lösung
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass ein strangförmiges Hohlprofil-Dichtelement in eine Nut einer oberen oder unteren Werkzeughälfte eines Werkzeugs eingelegt wird, nachfolgend das Hohlprofil vor oder während des Befüllens der Kavität/en mit Kunststoff durch Spritzgießen oder Gießen mit einem Fluiddruck beaufschlagt wird und nach Aushärten des Kunststoffs eine Druckentlastung des Hohlprofils erfolgt.
Ein zur Durchführung dieses Verfahren geeignetes Werkzeug besteht aus einer oberen Formhälfte und einer unteren Formhälfte, in denen sich korrespondierend eine Nut zur Aufnahme eines strangförmigen Dichtelements in Form eines Hohlprofils sowie eine in Richtung der Nut vorstehende Rippe befinden, wobei ein Druckfluidanschluss an einer oder beiden Formhälften angeordnet ist.
Figuren
Die Figuren stellen beispielhaft und schematisch verschiedene Ausführungen der Erfindung dar.
Es zeigen:
1 Flächengebilde, mit erstem Hohlprofil-Dichtelement
2a–g Verfahren und Werkzeug zur Fertigung eines Flächengebildes
3 Ausbildung eines Dichtelements,
4 Flächengebilde, mit weiterem Hohlprofil-Dichtelement
5 Flächengebilde mit anders gestaltetem Hohlprofil-Dichtelement
Das in 1 dargestellte Flächengebilde 1 besteht aus einer ersten ausgehärteten Kunststoffmasse 2 und einer zweiten ausgehärteten Kunststoffmasse 3, die verschiedene Farben aufweisen und entlang der einander zugewandten Ränder 4, 4' mittelbar über ein ringschlauchartiges Dichtelement-Hohlprofil 5 verbunden sind, an welchem sie stoffschlüssig anhaften. Von der Sichtseite A her ist das Dichtelement-Hohlprofil 5 nur als schmaler Streifen im Grund einer Schattenfuge 6 sichtbar.
Als Kunststoffmassen 2, 3 kommen vorzugsweise UV-beständige, chemisch aushärtende Polyurethane zum Einsatz, während das Dichtelement-Hohlprofil 5 mit Vorteil aus einem thermoplastischen Polyurethan besteht. Bei einer Dekorhaut für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil beträgt der Außendurchmesser D des Dichtelement-Hohlprofils 5 beispielsweise 3 mm, wobei es eine Wanddicke d von weniger als 1 mm, beispielsweise 0,5 mm aufweist. Ein solches Dichtelement-Hohlprofil 5 besitzt eine ausreichende Reißfestigkeit, ermöglicht jedoch beim späteren Hinterschäumen der Dekorhaut noch eine gewisse Ausrichtung der Kunststoffmassen 2, 3 zueinander.
Verfahren und Werkzeug zur Fertigung des Flächengebildes werden nachfolgend anhand der 2a bis 2g mit einer weiteren Ausführung eines Dichtelement-Hohlprofiles 5 beschrieben.
Das in 2a dargestellte Werkzeug 7 besteht aus einem Oberwerkzeug 8 und einem relativ zu diesem bewegbaren Unterwerkzeug 9. Das Oberwerkzeug 8 ist mit einer sich vom Unterwerkzeug 9 weg trapezförmig erweiternden Nut 10 versehen, in welche ein Druckfluidanschluss 11 (idR. Druckluft) einmündet. Das Unterwerkzeug 9 weist eine in Richtung der Nut 10 vorstehende Rippe 12 auf.
Wie aus 2b ersichtlich, wird in die Nut 10 ein im Wesentlichen trapez- und strangförmiges Dichtelement-Hohlprofil 5 eingesetzt, welches sicher vom Hinterschnitt der Nut 10 gehalten wird, infolge seiner Verformbarkeit jedoch mit relativ geringem Kraftaufwand in die Nut 10 einsetzbar ist. Während des Einsetzens durchsticht der noch druckfreie Druckfluidanschluss 11 das endseitig geschlossene Dichtelement-Hohlprofil 5, so dass nachfolgend die Möglichkeit zur Einspeisung eines Druckfluids in das Dichtelement-Hohlprofil 5 besteht.
Anschließend werden das Werkzeug 7 geschlossen und das Dichtelement-Hohlprofil 5 mit dem Druckfluid beaufschlagt, sodass sich das Dichtelement-Hohlprofil 5 an die Rippe 12 anlegt (2c). Das Werkzeug 7 bildet nun zwei benachbarte, gegeneinander gedichtete Kavitäten 14, 15 aus, die nachfolgend mit den noch fließfähigen, verschiedenfarbigen Kunststoffmassen 2, 3 gefüllt werden (2d). Bei der Verarbeitung chemisch aushärtender Polyurethanmassen ist in der Regel ein Einspritzdruck von 10 bar ausreichend. Der Fluiddruck im Dichtelement-Hohlprofil 5 ist nur geringfügig höher einzustellen. Das Befüllen kann nacheinander, zur Verringerung der Fertigungszeit jedoch auch im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.
Vor dem Entformen des so gefertigten Flächengebildes 1 (2e) wird der Fluiddruck im Dichtelement-Hohlprofil 5 auf Umgebungsdruck gesenkt, so dass das nunmehr unlösbar und stoffschlüssig mit den Kunststoffmassen 2, 3 verbundene Dichtelement-Hohlprofil 5 problemlos aus der Nut 10 entnommen werden kann. Die Breite der Schattenfuge 6 kann nun durch Verformung des Dichtelement-Hohlprofils 5 in gewissen Grenzen verändert werden.
Nachfolgend wird das Flächegebilde 1 in eine Hinterschäumvorrichtung 16 eingelegt, bei welchem eine weitere Rippe 17 in die Schattenfuge 6 eindringt und deren endgültige Breite exakt definiert. Durch Einbringen eines aushärtenden Schaums 18 wird das Flächengebilde 1 nachfolgend fest mit einem starren Träger 19, beispielsweise einer Armaturentafel, verbunden (2f).
Bei dem so entstanden Verbundkörper 20 (2g) ist die Breite B der Schattenfuge 6 exakt eingestellt.
Anstelle des zuvor beschriebenen Einstichs des Druckfluidanschlusses 11 können das eine Ende des Hohlprofils 5 beispielsweise durch eine Verschweißung 21 verschlossen, die geforderte Länge des auf einem Haspel bevorrateten Dichtelement-Hohlprofils 5 geschnitten und das offene Ende auf den Druckfluidanschluss 11 des Oberwerkzeugs 8 aufgesteckt werden (3).
Bei rahmenförmigen Dichtelement-Hohlprofilen 5, welche eine andersfarbige Kunststoffmasse vollständig umgeben, kann das Dichtelement-Hohlprofil 5 mit beiden offenen Enden auf ein T-Stück 22 aufgesteckt werden, welches mit dem Druckfluidanschluss 11 verbunden ist (4).
Bei dem Flächengebilde 1 nach 5 ist das Dichtelement-Hohlprofil 5 ganz bewusst als gestalterisches Element ausgebildet, wobei der dekorative Teil seines Umfangs zur Sichtseite A hervortritt.

1: Flächengebilde
2, 3: Kunststoffmasse
4, 4': Rand (der Kunststoffmasse)
5: Hohlprofil
6: Schattenfuge
7: Werkzeug
8: Oberwerkzeug
9: Unterwerkzeug
10: Nut
11: Druckfluidanschluss
12: Rippe
14, 15: Kavität
16: Hinterschäumvorrichtung
17: Rippe
18: Schaum
19: Träger
20: Verbundkörper
21: Verschweißung
22: T-Stück

Claims

Verfahren zur Herstellung eines, vorzugsweise mehrfarbigen Flächengebildes (1), insbesondere einer Dekorhaut für die Innenverkleidung eines Kraftfahrzeuges, wobei ein strangförmiges Hohlprofil-Dichtelement (5), das Teil des Flächengebildes wird, in eine Nut (10) einer oberen oder unteren Werkzeughälfte (8, 9) eines Werkzeuges (7) eingelegt wird, dann die Werkzeughälften die Kavitäten (14) und (15) durch Schließen ausbilden, dann das Hohlprofil-Dichtelement (5) vor oder während des Befüllens der Kavität/en mit Kunststoff durch Spritzgießen oder Gießen mit einem Fluiddruck beaufschlagt wird und nach Aushärtung des Kunststoffes eine Druckentlastung des Hohlprofil-Dichtelementes (5) erfolgt.
Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei das Werkzeug (7) aus einer oberen Formhälfte (8) und einer unteren Formhälfte (9) besteht, in denen sich korrespondierend eine Nut (10) zur Aufnahme eines strangförmigen Hohlprofil-Dichtelementes (5), das Teil des Flächengebildes wird, und eine Rippe (12) befindet und ein Druckfluidanschluss (11) an einer oder beiden Formhälften angeordnet ist.
Flächengebilde, hergestellt mittels des Verfahrens nach Anspruch 1 und mittels des Werkzeuges nach Anspruch 2.