DE19950896A1

DE19950896A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff-Blasteils

Info

Publication number: DE19950896A1
Application number: DE19950896A
Authority: DE
Inventors: Werner Wrobbel
Original assignee: Moeller Plast GmbH
Current assignee: Moellertech 33649 Bielefeld De GmbH
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2019-10-23
Also published as: US6488883B1; DE19950896B4

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Blasteils mit den Schritten: DOLLAR A a) Bereitstellen eines plastisch verformbaren Kunststoff-Blasschlauches mit einem ersten Teilbereich und einem gegenüberliegenden zweiten Teilbereich zwischen einem wenigsten einen vorspringenden Bereich aufweisenden Formelement und einem damit zusammenwirkenden Formwerkzeug, DOLLAR A b) Halten eines Randbereichs des Blasschlauches in einer dem Formtrennungsbereich des herzustellenden Blasteiles angepaßten, ortsfesten Lage, DOLLAR A c) Erzeugen eines Überdrucks zwischen dem Formelement und dem ersten Teilbereich sowie innerhalb des Blasschlauches, um den ersten Teilbereich in einem Abstand zu dem Formelement und den ersten und zweiten Teilbereich in einem gegenseitigen Abstand zu halten, DOLLAR A d) Vorverformen zumindest eines Verstreckungsbereiches des ersten Teilbereiches durch Bewegen des Formelements relativ zu dem ortsfest gehaltenen Randbereich in Richtung auf das Formwerkzeug und durch Erzeugen eines Unterdrucks zwischen dem vorspringenden Bereich und dem Verstreckungsbereich des ersten Teilbereiches, um zumindest den Verstreckungsbereich des ersten Teilbereiches an den vorspringenden Bereich des Formelements anzulegen, DOLLAR A e) Verformen des ersten und des zweiten Teilbereiches durch Erzeugen eines Überdrucks innerhalb des Blasschlauches, wobei der erste Teilbereich an das Formelement und der zweite Teilbereich an der Formwerkzeug angelegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff-Blasteils.

Bei der Herstellung von Blasteilen wird ein Blasschlauch zur Konturausbildung in den meisten Fällen negativ vorgeformt. Hierdurch ergeben sich in kritischen Berei chen mit großer Verstreckung Dünnstellen, die zum Versagen des Bauteiles führen können. Man kann dieser Erscheinung zwar durch eine größere Ausgangswandstärke entgegenwirken, was jedoch zu einem höheren Materialaufwand und zu größeren Wandstärkenstreuungen und insgesamt zu höheren Bauteilkosten führt.

Ein weiterer Nachteil bei der Herstellung von Blasteilen mit großer Verstreckung besteht darin, daß beim Herstellen von Teilen mit eingelegten Dekormaterialien (z. B. Textil, Folie usw.) aufgrund der großen Verzerrung die Oberflächenqualität beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung an zugeben, womit möglichst gleichmäßige Verstreckungen im Blasschlauch und eine gegenüber dem Ausgangsschlauch möglichst große Restwandstärke in den kritischen Bereichen erzielt werden können, wobei der Materialeinsatz minimiert und das Aus ziehverhalten sowie die Oberflächenqualität günstig beeinflußt werden sollen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch ein Verfah ren zum Herstellen eines Kunststoff-Blasteils gelöst, welches die Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines plastisch verformbaren Kunststoff-Blasschlauches mit einem ersten Teilbereich und einem gegenüberliegenden zweiten Teilbereich zwischen einem wenigsten einen vorspringenden Bereich aufweisenden Formelement und einem damit zusammenwirkenden Formwerkzeug,
b) Halten eines Randbereichs des Blasschlauches in einer dem Formtrennungsbe reich des herzustellenden Blasteiles angepaßten, ortsfesten Lage,
c) Erzeugen eines Überdrucks zwischen dem Formelement und dem ersten Teilbe reich sowie innerhalb des Blasschlauches, um den ersten Teilbereich in einem Abstand zu dem Formelement und den ersten und zweiten Teilbereich in einem gegenseitigen Abstand zu halten (Fig. 2),
d) Vorverformen zumindest eines Verstreckungsbereiches des ersten Teilbereiches durch Bewegen des Formwerkzeugs relativ zu dem ortsfest gehaltenen Randbe reich in Richtung auf das Formelement und durch Erzeugen eines Unterdrucks zwischen dem vorspringenden Bereich und dem Verstreckungsbereich des ersten Teilbereiches, um zumindest den Verstreckungsbereich des ersten Teilbereiches an den vorspringenden Bereich des Formelements anzulegen (Fig. 3),
e) Verformen des ersten und des zweiten Teilbereiches durch Erzeugen eines Über drucks innerhalb des Blasschlauches, wobei der erste Teilbereich an das Form element und der zweite Teilbereich an das Formwerkzeug angelegt werden (Fig. 4).

Bevorzugt ist vorgesehen, daß in Schritt (d) der erste Teilbereich vorverformt wird, indem ein Unterdruck zwischen dem Formelement und dem gesamten ersten Teilbe reich erzeugt wird, um den ersten Teilbereich insgesamt an das Formelement anzule gen.

Es kann vorgesehen sein, daß vor Schritt (e) ein Unterdruck zwischen dem Form werkzeug und dem zweiten Teilbereich erzeugt wird, um den zweiten Teilbereich an das Formwerkzeug anzulegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Formwerkzeug vor Schritt (c) durch Auseinanderbewegen von zwei oder mehr Formwerkzeugelementen in sich geöffnet wird und nach Schritt (d) durch Zusammenfahren der Formwerk zeugelemente auf eine Kontur des herzustellenden Blasteils geschlossen wird. Hier bei kann vorgesehen sein, daß zwischen dem Formwerkzeug oder dessen Formwerk zeugelementen und dem zweiten Teilbereich ein Unterdruck erzeugt wird.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß vor Schritt (c) auf einer Sicht seite des herzustellenden Blasteils ein Dekormaterial eingebracht wird.

Der Kunststoff-Blasschlauch kann ein co-extrudierter, mindestens zwei Schichten aufweisender Blasschlauch sein. Hierbei kann der Blasschlauch mindestens eine ver stärkte, insbesondere faserverstärkte, und eine unverstärkte Schicht aufweisen.

Das Formelement kann durch ein (erstes) Formwerkzeug gebildet werden, das mit dem (zweiten) Formwerkzeug zusammenwirkt. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Formelement durch ein Kunststofformteil gebildet wird, das mit dem (zweiten) Formwerkzeug zusammenwirkt. Bevorzugt wird hierbei das Kunststofformteil mit einem Dekormaterial beschichtet.

In vorrichtungsmäßiger Hinsicht wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Vor richtung zum Herstellen eines Kunststoff-Blasteiles gelöst, mit:

a) einem Formelement, auf dem wenigstens ein vorspringender Bereich ausge bildet ist, der mit Öffnungen versehen ist, die mit einer Unterdruckquelle ver bindbar sind,
b) einem das Formelement umgebenden Formkasten, der mit Unterdruck beauf schlagbar ist, wobei der Formkasten und das Formelement relativ zueinander bewegbar sind und der Formkasten einen umlaufenden Rand zum Festhalten bzw. Festklemmen eines Randbereiches eines Blasschlauches aufweist,
c) einem dem Formelement gegenüberliegend angeordneten Formwerkzeug.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß in dem Formkasten Konturelemente zur Vorfor mung des Blasschlauches angeordnet sind.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß das Formwerkzeug geteilt ausgebildet ist, wobei Formwerkzeugelemente des Formwerkzeuges so bewegbar sind, daß sie im zusam mengefahrenen Zustand an eine Kontur des herzustellenden Blasteils, insbesondere an den wenigstens einen vorspringenden Bereich des Formelements, anlegbar sind. Dabei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Formwerkzeugelemente des Formwerkzeuges mit Öffnungen versehen sind, die mit einer Unterdruckquelle ver bindbar sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Vor-Formwerkzeug wenigstens bereichsweise als Gliederband mit einer Anzahl von Gelenkpunkten aus gebildet ist.

Es kann vorgesehen sein, daß das Formelement als ein (erstes) Formwerkzeug aus gebildet ist, das mit dem (zweiten) Formwerkzeug zusammenwirkt. Alternativ kann das Formelement als Kunststoffvorformteil ausgebildet sein, das mit dem Formwerk zeug zusammenwirkt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf eine Zeichnung Bezug genom men ist, in der

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff- Blasteils in einem Ausgangszustand zeigt,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem ersten Formzustand zeigt,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem zweiten Formzustand zeigt, und

Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem abschließenden Formzustand zeigt.

Zunächst auf Fig. 1 bezugnehmend, ist eine aus einem als Patrize wirkenden Form element 1 und einem als Matrize wirkenden Formwerkzeug 10 (lediglich in Fig. 3 und 4 dargestellt) bestehende Form- bzw. Blasvorrichtung auf der Patrizenseite mit einem Formkasten 2 ausgebildet, wobei ein Blasschlauch 3 an beiden stirnseitigen Endbereichen und im Bedarfsfall an den Längsseiten der Vorrichtung (oberhalb und unterhalb der Darstellungsebene) durch entsprechende Konturelemente (nicht darge stellt) vorgeformt wird. Die Formvorrichtung wird danach auf der Patrizenseite entlang der umlaufenden Berandung 6 des Formkastens durch Klemmen eines umlaufenden Randbereichs 7 des Blasschlauches 3 druck- bzw. vakuumdicht verschlossen, so daß der Schlauch auf dieser Seite sicher gehalten wird und sich an die Kontur des Form kastens, die dem Formtrennungsbereich entspricht, anlegt. Das Festklemmen des Randbereichs 7 des Blasschlauches kann z. B. durch eine entsprechende (komple mentäre) Kontur des Formwerkzeugs 10 oder mit einer separaten Haltevorrichtung erfolgen.

Das Formelement 1 kann hierbei in an sich bekannter Weise durch ein mit dem als Matrize wirkenden (zweiten) Formwerkzeug 10 zusammenwirkendes Formwerkzeug bzw. Kern ausgeführt sein, wobei ein oder mehrere feste oder bewegliche Form werkzeugelemente vorhanden sein können, die isoliert oder beheizt sein können. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das als Patrize wirkende Formelement 1 durch ein bereits die gewünschte Form eines herzustellenden Teils aufweisendes Kunst stofformteil gebildet wird, wobei ein solches Kunststofformteil den Kern ersetzt und in entsprechender Weise mit Bohrungen für Unter- bzw. Überdruck versehen ist. Hieraus ergibt sich der besondere Vorteil, daß auch luftundurchlässige Dekormate rialien auf ein solches Kunststofformteil aufbringbar sind, da die zwischen Dekor material und Kunststofformteil befindliche Luft durch die Bohrungen entweichen kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird im Inneren 9 des Blasschlauches ein Überdruck erzeugt, so daß die beiden Schlauchhälften (erster Teilbereich 3b und zweiter Teilbe reich 3a) auf Abstand gehalten werden und eine Berührung und damit verbundene unerwünschte Verschweißung der beiden Schlauchhälften vermieden wird. Auch zwischen Formelement 1 und Blasschlauch 3, d. h. innerhalb des Formkastens 2, wird ein Überdruck erzeugt, damit der erste Teilbereich 3b in einem Abstand zu dem Formelement 1 gehalten wird.

Das Formwerkzeug 10 bzw. die Werkzeuggegenseite (Matrize) weist im Bereich der stark vorspringenden, kritischen Kontur der Patrizenseite geteilte Formwerkzeug elemente bzw. Schieberelemente 10a-10d auf, die zunächst (Fig. 1 bis 3) in eine Aus gangsstellung gefahren werden und den Gegenbereich entsprechend weit öffnen. In diesem Zustand wird die Patrize in die Gegenkontur der Matrize einbewegt (Fig. 3). Die Formwerkzeugelemente 10a, 10b, 10c, 10d der Matrize werden unter entspre chender Vorverstreckung des Blasschlauches auf der Matrizenseite in ihre der Form des Formelements 1 entsprechende Endposition bewegt (Fig. 4), worauf dann ggf. das Formelement 1 in Richtung auf die Matrize 10 in seine Endposition bewegt wird, falls dieses noch nicht sogleich bis in seine Endposition bewegt worden war, so daß dann beide Werkzeughälften vollständig geschlossen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kombi nieren gewissermaßen die Vorteile des Tiefziehens mit denen der Druckausformung von Blasteilen. Wenn der Blasschlauch aus wenig klebendem Material besteht, kann es ausreichen, wenn das matrizenseitige (zweite) Formwerkzeug ortsfest ist und kei ne auseinanderfahrbaren Formwerkzeugelemente aufweist. Durch gezielten Druck aufbau im Inneren des Schlauchs sowie zwischen dem ersten Teilabschnitt und dem Formkasten bzw. dem Formelement kann in einem solchen Fall der erste Teilab schnitt des Blasschlauchs in einem Schritt an das matrizenseitige Formwerkzeug zur Anlage gebracht werden.

Eine weitere Steuerung der Wanddicken kann dadurch erfolgen, daß der Schlauch in an sich bekannter Weise in Umfangs- und/oder in Längsrichtung unterschiedlicher Wandstärken aufweist, was durch entsprechende Steuerung der Breite des Spalts der den Schlauch erzeugenden Düse erfolgt.

In Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Bauteilkontur in den kritischen Bereichen (hohe Verstreckung) über ein Gliederband gebildet werden, das über entsprechende Gelenkpunkte vertilgt und durch einen Verfahrhub durch entsprechende Betäti gungselemente an den Gelenkpunkten eine wegabhängige Anpassung des bis zur endgültigen Ausbildung der Kontur des herzustellenden Blasteiles ermöglicht. Das Gliederband selbst kann je nach Konturausbildung eine Vielzahl von gelenkig mit einander verbundenen Elementen (entsprechend den Formwerkzeugelementen 10a-10d) aufweisen, die eine schonende, wegabhängige Anpassung der Kontur ermögli chen.

Aufstellung der Bezugszeichen

1

erstes Formwerkzeug

1

a vorspringender Bereich von

1

2

Formkasten

3

Blasschlauch

3

a zweiter Teilbereich von

3

b erster Teilbereich von

3

6

Rand von

2

7

Randbereich von

3

10

zweites Formwerkzeug

10

a bis d Formelemente von

10

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Blasteils mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines plastisch verformbaren Kunststoff-Blasschlauches (3) mit ei nem ersten Teilbereich (3b) und einem gegenüberliegenden zweiten Teilbereich (3a) zwischen einem wenigsten einen vorspringenden Bereich (1a) aufweisenden Formelement (1) und einem damit zusammenwirkenden Formwerkzeug (10),
b) Halten eines Randbereichs (7) des Blasschlauches (3) in einer dem Formtren nungsbereich des herzustellenden Blasteiles angepaßten, ortsfesten Lage,
c) Erzeugen eines Überdrucks zwischen dem Formelement (1) und dem ersten Teil bereich (3b) sowie innerhalb (9) des Blasschlauches, um den ersten Teilbereich (3b) in einem Abstand zu dem Formelement (1) und den ersten und zweiten Teil bereich in einem gegenseitigen Abstand zu halten (Fig. 2),
d) Vorverformen zumindest eines Verstreckungsbereiches des ersten Teilbereiches (3b) durch Bewegen des Formelements (1) relativ zu dem ortsfest gehaltenen Randbereich (7) in Richtung auf das Formwerkzeug und durch Erzeugen eines Unterdrucks zwischen dem vorspringenden Bereich (1a) und dem Verstreckungs bereich des ersten Teilbereiches (3b), um zumindest den Verstreckungsbe reich des ersten Teilbereiches an den vorspringenden Bereich (1a) des Formele ments (1) anzulegen (Fig. 3),
e) Verformen des ersten und des zweiten Teilbereiches durch Erzeugen eines Über drucks innerhalb des Blasschlauches (3), wobei der erste Teilbereich (3b) an das Formelement (1) und der zweite Teilbereich (3a) an das Formwerkzeug (10) an gelegt werden (Fig. 4).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (d) der erste Teilbereich (3b) vorverformt wird, indem ein Unterdruck zwischen dem Forme lement (1) und dem gesamten ersten Teilbereich (3a) erzeugt wird, um den ersten Teilbereich insgesamt an das Formelement anzulegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor Schritt (e) ein Unterdruck zwischen dem Formwerkzeug (10) und dem zweiten Teilbereich (3a) erzeugt wird, um den zweiten Teilbereich an das Formwerkzeug anzulegen.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (10) vor Schritt (c) durch Auseinanderbewegen von zwei oder mehr Formwerkzeugelementen (10a, 10b, 10c, 10d) in sich geöffnet wird und nach Schritt (d) durch Zusammenfahren der Formwerkzeugelemente auf eine Kontur des herzustellenden Blasteils geschlossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Form werkzeug (10) oder dessen Formwerkzeugelementen (10a, 10b, 10c, 10d) und dem zweiten Teilbereich (3a) ein Unterdruck erzeugt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor Schritt (c) auf einer Sichtseite des herzustellenden Blasteils ein Dekor material eingebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Blasschlauch (3) ein co-extrudierter, wenigstens zwei Schichten aufweisender Blasschlauch ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasschlauch min destens eine verstärkte und eine unverstärkte Schicht aufweist.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement (1) durch ein (erstes) Formwerkzeug gebildet wird, das mit dem (zweiten) Formwerkzeug (10) zusammenwirkt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement (1) durch ein Kunststofformteil gebildet wird, das mit dem (zwei ten) Formwerkzeug (10) zusammenwirkt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststofformteil mit einem Dekormaterial beschichtet wird.

12. Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff-Blasteiles zum Ausführen des Ver fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit

a) einem Formelement (1), auf dem wenigstens ein vorspringender Bereich (1a) ausgebildet ist, der mit Öffnungen versehen ist, die mit einer Unterdruck quelle verbindbar sind,
b) einem das Formelement (1) umgebenden Formkasten (2), der mit Unterdruck beaufschlagbar ist, wobei der Formkasten (2) und das Formelement (1) relativ zueinander bewegbar sind und der Formkasten einen umlaufenden Rand (6) zum Festhalten bzw. Festklemmen eines Randbereiches (7) eines Blasschlau ches (3) aufweist,
c) einem dem Formelement (1) gegenüberliegend angeordneten Formwerkzeug (10).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Formkasten (2) Konturelemente zur Vorformung des Blasschlauches (3) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Form werkzeug (10) geteilt ausgebildet ist, wobei Formwerkzeugelemente (10a, 10b, 10c, 10d) des Formwerkzeuges so bewegbar sind, daß sie im zusammengefahre nen Zustand an eine Kontur des herzustellenden Blasteils, insbesondere an den wenigstens einen vorspringenden Bereich des Formelements, anlegbar sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwerkzeug elemente des Formwerkzeuges (10) mit Öffnungen versehen sind, die mit einer Unterdruckquelle verbindbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Formwerkzeug (10) wenigstens bereichsweise als Gliederband mit ei ner Anzahl von Gelenkpunkten ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement (1) als ein (erstes) Formwerkzeug ausgebildet ist, das mit dem (zweiten) Formwerkzeug (10) zusammenwirkt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement (1) als Kunststoffvorformteil ausgebildet ist, das mit dem Formwerkzeug (10) zusammenwirkt.