DE19531143A1 - Verfahren zum Herstellen eines Kunststofformteils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststofformteils mit zumindest einer Dekormaterialbahn in einem zwei Werkzeughälften aufweisenden Formprägewerkzeug.

Durch die EP 0 480 153 A2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststofformteils bekanntgeworden, bei dem eine plastifizierte Kunststoffmasse im plastifizierten Zustand einer offenen Formkavität eines aus unterer und oberer Werkzeughälfte bestehenden Formwerkzeugs zugeführt und durch Schließen des Werkzeugs formgebend verpreßt wird. Um mit dem Verfahren relativ einfach und kostengünstig aufge­ wertete Oberflächen an Kunststofformteilen erzielen zu können, ist vorgesehen, daß die plastifizierte Kunststoffmasse gegen zumindest eine zwischen den Werkzeughälften angeordnete Dekormaterialbahn formgebend verpreßt wird. Bei dem erwähnten Verfahren erfolgt das Einbringen der Kunststoffmasse durch Ablegen derselben in die Form­ kavität.

Mit einem anderen Verfahren, wie es durch die EP 0 333 198 B1 bekannt­ geworden ist, wird angestrebt, einen mehrlagigen geformten Gegenstand mit einem Kunststoffkörper und einem Hautmaterial zu schaffen, der einen guten Griff aufweist. Um dies zu erreichen, weist das bekannte Verfahren verschiedene Verfahrensschritte auf. In einem ersten Ver­ fahrensschritt wird das Hautmaterial zwischen einem Preßstempel und einem Gesenk, die an einer Klemmeinrichtung befestigt sind, eingebracht. Der zweite Verfahrensschritt sieht den Beginn des Schließ­ vorgangs von Preßstempel und Gesenk und das Einbringen einer Harz­ schmelze für den Harzkörper durch einen im Gesenk vorgesehenen Harz­ schmelzenkanal zwischen das Hautmaterial und den Preßstempel oder das Gesenk vor, wobei das Schließen der Preßform zeitweilig unter­ brochen oder die Schließgeschwindigkeit verringert werden soll. Im dritten Schritt schließlich erfolgt ein weiteres Schließen der Preßwerkzeuge bis zur lichten Höhe des Hohlraums, um das Formpressen zu beenden.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es nun um die Lösung folgender Problembeschreibung:
Komplizierte Kunststofformteile, wie z. B. Armaturentafeln für Fahr­ zeuge weisen oftmals steile Formteilflanken auf. Bei solchen steilen Formteilflanken verhalten sich die Spaltverhältnisse des Formhohl­ raums im Formprägewerkzeug beim Quellflußverfahren (hierunter ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem die plastifizierte Kunststoff­ masse durch eine Heißkanal in den Formhohlraum eingespritzt wird) oftmals sehr ungünstig. Es besteht durch enge Quellspalte die Gefahr, daß schon bei der Vorverteilung der plastifizierten Kunststoffmasse hohe Forminnendrücke auftreten oder die Masseverteilung während des Einspritzens nur in große Spalträume erfolgt. Bei Versuchen, eine Lösung dieses Problems zu finden, hat man einfach den Quellspalt vergrößert, wobei allerdings negative Einflüsse auf die Formteil­ qualität festgestellt werden mußten. So kann z. B. bei einem relativ großen Spalt der Massenkuchen leicht abgleiten, insbesondere dann, wenn sich die Einspritzdüse des Heißkanals auf einer schrägen Werk­ zeugflanke befindet. Auch wurde festgestellt, daß es bei einem ver­ größerten Quellspalt zu einer extremen Freistrahlbildung des ersten Masseaustritts kommen kann, der in einem Bereich außerhalb des sich nachfolgend bildenden Quellkuchens liegt und somit eine punktuell hohe Druckbelastung durch Abkühleffekte dieses Massepfropfens beim anschließenden Verprägen entsteht. Dies führt dann zu einer bleiben­ den optischen Beeinträchtigung der Formteiloberfläche.

Zur Lösung der aufgezeigten Probleme wird nun bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sich dasselbe durch folgende Verfahrensschritte auszeichnet.

• a) Einlegen der Dekormaterialbahn in das geöffnete Formpräge­ werkzeug,
• b) Schließen des Formprägewerkzeugs und Vorpositionieren der Dekormaterialbahn innerhalb eines zwischen den Werkzeughälf­ ten ausgebildeten Formhohlraums,
• c) Öffnen des Formprägewerkzeugs und Einbringen einer plastifi­ zierten Kunststoffmasse durch einen Heißkanal in den Formhohl­ raum während der Öffnungsbewegung,
• d) Schließen des Formprägewerkzeugs und formgebendes Verpressen der Kunststoffmasse im Formhohlraum.

Im einzelnen wird also zunächst eine Dekormaterialbahn in das Form­ prägewerkzeug eingelegt und z. B. mittels eines Spannrahmens nach­ rutschbar festgeklemmt. Danach wird das Formprägewerkzeug geschlos­ sen, wobei der Werkzeugkern der einen Werkzeughälfte unterstützend wirkt, um die Dekormaterialbahn in die Konturen der Matrize der anderen Werkzeughälfte zu drücken. Bei Dekormaterialbahnen in Form von Schaumfolien wirkt sich dieser Vorpositioniervorgang insbesondere bei kleinen Radien positiv aus, während er bei Dekormaterialbahnen aus Textilmaterialien als Dekorvorholung dient, bei dem das Textil­ material aus dem Spannrahmen nachrutscht. Sodann wird das Formpräge­ werkzeug mit einer Geschwindigkeit, die analog der Prägegeschwindig­ keit sein kann, geöffnet und gleichzeitig oder bei Erreichen eines definierten Spaltmaßes eine plastifizierte Kunststoffmasse durch den Heißkanal in den Formhohlraum während der Öffnungsbewegung einge­ spritzt. Während des Einspritzens der Kunststoffmasse vergrößert sich das Spaltmaß fortlaufend bis der Formfüllvorgang beendet ist und das Formprägewerkzeug entsprechend dem Prägehubprofil der zuge­ hörigen Schließeinheit wieder geschlossen wird.

Ein erster besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ steht darin, daß bei Beginn des Masseeinspritzens ein relativ kleiner Spalt im Formprägewerkzeug vorhanden ist, so daß Freistrahleffekte nicht auftreten können. Vielmehr kann nun ein gleichmäßiger Quell­ kuchen entstehen, dessen großflächiger Kontakt mit der Dekormaterial­ bahn ein Abgleiten der Kunststoffmasse, sogar bei steilen Einspritz­ schrägen im Formprägewerkzeug verhindert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß durch die stetige Öffnungsbewegung des Formprägewerkzeugs während der Einspritzphase sich der Spalt stetig vergrößert, was sich, insbesondere bei steilen Werkzeugflanken, positiv auf die Massevorverteilung auswirkt, denn dadurch kommt es bei der späteren Verprägung und Formteilfüllung zu niedrigen Forminnendrücken. Zusätzlich kann bei in der Größe zunehmenden Spaltmaßen eine höhere Einspritzgeschwindigkeit gewählt werden, die die Taktzeit verkürzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der beigefüg­ ten Zeichnungen näher erläutert, und es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Formprägewerkzeugs bei Beginn der Öffnungsbewegung und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Formprägewerkzeugs bei Beginn der Schließbewegung.

Das Formprägewerkzeug weist eine untere aufgespannte Werkzeughälfte 1 mit einem Werkzeugkern 2 und eine in bezug darauf auf und ab beweg­ lich angeordnete obere Werkzeughälfte 3 auf, die als Matrize dient. Zwischen den Werkzeughälften 1 und 3 ist ein Formhohlraum 4 ausge­ bildet. Bei der Herstellung von komplizierten Kunststofformteilen ergeben sich oftmals steile Formteilflanken von 30°-80°, wodurch sich die Spaltverhältnisse des Formhohlraums 4, wie insbesondere in Fig. 1 gezeigt beim Quellflußverfahren sehr ungünstig verhalten. Es besteht durch die in Fig. 1 dargestellten Quellspalte des Formhohl­ raums 4 die Gefahr, daß schon bei der Vorverteilung der Kunststoff­ masse 5, die durch den Heißkanal 6 in den Formhohlraum 4 eingespritzt wird, hohe Forminnendrücke auftreten oder die Masseverteilung während des Einspritzens nur in die großen Spalträume 41, 42 nicht hingegen in die engen Spalträume 43 erfolgt.

Gemäß der Erfindung wird im ersten Verfahrensschritt das Formpräge­ werkzeug in nicht näher dargestellter Weise so weit geöffnet, daß eine im weitesten Sinne zu verstehende Dekormaterialbahn 7 (vgl. insoweit die in der EP 0 480 153 A2 angeführten Beispiele) zwischen den Werkzeughälften 1 und 3 angeordnet werden kann. Sodann wird das Formprägewerkzeug geschlossen, wobei es zum Vorpositionieren der Dekormaterialbahn 7 kommt. Das so vorbereitete Formprägewerkzeug wird nun in Pfeilrichtung nach Fig. 1 bereichsweise geöffnet, womit sich die Spaltverhältnisse des Formhohlraums 4 verbessern. Mit der Öffnungsbewegung erfolgt auch der Start zum Einspritzen der Kunst­ stoffmasse 5 in den Formhohlraum 4. Während des Einspritzens der Kunststoffmasse 5, vergrößert sich das Spaltmaß fortlaufend bis der Formfüllvorgang, wie in Fig. 2 gezeigt, beendet ist. Danach wird das Formprägewerkzeug in Pfeilrichtung nach Fig. 2 wieder ge­ schlossen, wobei es zum formgebenden Verpressen der Kunststoffmasse 5 im Formhohlraum 4 kommt.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen eines Kunststofformteils mit zumindest einer Dekormaterialbahn (7) in einem zwei Werkzeughälften (1, 3) aufweisenden Formprägewerkzeug mit den Verfahrensschritten:

   • a) Einlegen der Dekormaterialbahn (7) in das geöffnete Formprägewerk­ zeug,
   • b) Schließen des Formprägewerkzeugs und Vorpositionieren der Dekor­ materialbahn (7) innerhalb eines zwischen den Werkzeughälften (1,
   • 3) ausgebildeten Formhohlraums (4),
   • c) Öffnen des Formprägewerkzeugs und Einbringen einer plastifizierten Kunststoffmasse (5) durch einen Heißkanal (6) in den Formhohlraum (4) während der Öffnungsbewegung,
   • d) Schließen des Formprägewerkzeugs und formgebendes Verpressen der Kunststoffmasse (5) im Formhohlraum (4).