DE202007001776U1

DE202007001776U1 - Spritzgießwerkzeug zum Spritzgießen eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE202007001776U1
Application number: DE200720001776
Authority: DE
Original assignee: Novem Car Interior Design GmbH
Current assignee: Novem Car Interior Design GmbH
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2017-02-03

Abstract

Spritzgießwerkzeug (1) zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge mit
einer ersten Kavität (5) zum Spritzgießen eines ersten Anteils eines Spritzgießteils (9, 10) mit einem ersten Spritzgießmaterial
dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug (1) einen in die erste Kavität (5) hineinragenden Vorsprung (6) aufweist, sodass der erste Anteil des Spritzgießteils (9, 10) nach seinem Spritzguss eine dem Vorsprung (6) entsprechende Hohlform (7) aufweist,
und weiter das Spritzgießwerkzeug (1) dazu ausgelegt ist, eine zweite Kavität (8) zu bilden, welche zumindest einen Teil der Hohlform (7) des ersten Anteils des Spritzgießteils (9, 10) umfasst und
einen zweiten Anteil des Spritzgießteils (9, 10) in der zweiten Kavität (8) mit einem zweiten Spritzgießmaterial über Spritzgießen herzustellen, sodass das zweite Spritzgießmaterial zumindest einen Teil der Hohlform (7) des ersten Anteils des Spritzgießteils (9, 10) auffüllt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge.
Auskleidungsteile für Motorfahrzeuge sind weit verbreitet. Sie finden bei der Inneneinrichtung von Motorfahrzeugen Anwendung. Ein typisches Auskleidungsteil ist etwa ein eine Holzmaserung aufweisendes Dekorationselement für ein Armaturenfeld in einem Auto. Unter dem Wort "Motorfahrzeuge" werden hier alle motorisierten Land-, Wasser- oder Luftfahrzeuge mit einem Innenraum zur Beförderung von Personen verstanden.
Oft werden solche Auskleidungsteile spritzgegossen. Üblich ist es auch, einen zuvor gefertigten Rohling mittels Spritzgießen zu beschichten.
Ein übliches Spritzgießwerkzeug ist so gebaut, dass es im geschlossenen Zustand eine Kavität aufweist. Während des Betriebs wird die Kavität unter Druck und Wärmezufuhr mit einem Spritzgießmaterial gefüllt. Üblicherweise werden thermoplastische Kunststoffe als Spritzgießmaterial verwendet. Duroplastische Kunststoffe könnten jedoch grundsätzlich auch verwendet werden.
Im Anschluss an das Füllen der Kavität (und ggf. nach einer Abkühl- oder Aushärtezeit) kann das Spritzgießwerkzeug geöffnet und das Spritzgießteil aus dem Spritzgießwerkzeug entfernt werden.
Manchmal soll ein fertiges Spritzgießteil eine Aufmachung aufweisen, welche den Eindruck mehrerer Bestandteile erweckt; es kann etwa der Eindruck eines schichtartigen Aufbaus gewünscht sein. Hier ist es bekannt, die Auskleidungsteile seitlich mehrfarbig zu lackieren. Beispielsweise ist es bekannt, flächige Auskleidungsteile in einem holzfarbenen Grundton herzustellen und an den Kanten der Auskleidungsteile Streifen in einem anderen holzfarbenen Ton aufzutragen. So kann der Eindruck ver mittelt werden, das flächige Auskleidungsteil sei aus einem Stapel Holzschichten aufgebaut.
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge mittels Spritzgießen anzugeben.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge mit einer ersten Kavität zum Spritzgießen eines ersten Anteils eines Spritzgießteils mit einem ersten Spritzgießmaterial dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug einen in die erste Kavität hineinragenden Vorsprung aufweist, sodass der erste Anteil des Spritzgießteils nach seinem Spritzguss eine dem Vorsprung entsprechende Hohlform aufweist, und weiter das Spritzgießwerkzeug dazu ausgelegt ist, eine zweite Kavität zu bilden, welche zumindest einen Teil der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils umfasst und einen zweiten Anteil des Spritzgießteils in der zweiten Kavität mit einem zweiten Spritzgießmaterial über Spritzgießen herzustellen, sodass das zweite Spritzgießmaterial zumindest einen Teil der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils auffüllt.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden im Folgenden näher erläutert.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Spritzgießwerkzeug so auszulegen, dass ein Spritzgießteil aus mehreren Anteilen aufgebaut werden kann, wobei dann zumindest ein Anteil des fertig ausgehärteten Spritzgießteils einen anderen optischen Eindruck hervorrufen kann als ein anderer Anteil. Der unterschiedliche optische Eindruck kann insbesondere durch eine unterschiedliche Farbgebung der Anteile gegeben sein. Eine Beeinflussung des optischen Eindrucks über andere Eigenschaften, etwa die Textur oder die Reflektivität, kann grundsätzlich allerdings auch infrage kommen.
Dazu wird eine erste Kavität in einem Spritzgießwerkzeug ausgebildet, in die ein Vorsprung des Spritzgießwerkzeuges hineinragt, sodass der erste Anteil des Spritzgießteils nach seinem Spritzguss eine dem Vorsprung entsprechende Hohlform aufweist. Der Vorsprung kann sich etwa in zumindest einer Ebene verjüngen oder aber auch länglich gestreckt sein. Weiter wird eine zweite Kavität ausgebildet, welche zumindest einen Teil der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils umfasst. Die zweite Kavität wird mit einem zweiten Spritzgießmaterial gefüllt, und da sie zumindest einen Teil der Hohlform des ersten Anteils umfasst, wird die Hohlform mit dem zweiten Spritzgießmaterial zumindest in diesem Teil gefüllt. Die zweite Kavität umfasst etwa nur dann einen Teil der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils, wenn etwa ein Vorsprung aus der Umwandung der zweiten Kavität ein Stück weit in die Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils hineinragt. Insbesondere soll aber auch der Fall inbegriffen sein, dass sie die Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils in ihrer Gesamtheit umfasst und ggf. auch ein noch größeres Volumen. In diesem Fall würde die Hohlform in ihrer Gesamtheit mit dem zweiten Spritzgießmaterial ausgefüllt werden und würde ggf. der zweite Anteil des Spritzgießteils aus der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils hinausragen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der in die erste Kavität hineinragende Vorsprung streifenförmig lang gestreckt. Bei entsprechender Platzierung und Farbwahl für die Anteile des Spritzgießteils kann dies den Eindruck vermitteln, als ob das Auskleidungsteil an dieser Stelle eine Grenzschicht aufweist, bzw. aus mehreren Materialien aufgebaut ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Kavität flächig. Das heißt sie weist in zwei Dimensionen eine größere Ausdehnung als in der verbleibenden dritten Dimension auf. Eine flächige Kavität muss kein einfach zusammenhängender Hohlraum sein. Es können etwa auch Wände in den Hohlraum hineinragen bzw. Stifte durch diesen hindurch gehen. Ein in einer solchen Kavität hergestelltes Spritzgussteil kann etwa Schlitze und Aussparungen aufweisen. Die Seiten eines flächigen Gegenstandes parallel zu der Dimension mit der geringsten Ausdehnung werden gemeinhin Kanten genannt. Erstreckt sich der streifenförmig lang gestreckte Vorsprung entlang einer solchen Kante, also etwa die große Fläche umfassend, so ist dies besonders gut dazu geeignet, den Eindruck eines schichtartigen Aufbaus des Spritzgießteils hervorzurufen.
Vorzugsweise umfasst die zweite Kavität die gesamte Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils und auch noch ein darüber hinaus gehendes Volumen. Es ist ent sprechend bevorzugt, einen solchen aus der Hohlform des ersten Anteils hervor ragenden Überschuss des zweiten Anteils abzutragen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Überschuss so weit abgetragen wird, dass der zweite Anteil die Hohlform ausfüllt, jedoch nicht mehr aus der Hohlform hervor ragt.
Der aus der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils hervor ragende Überschuss kann beispielsweise abgefräst, abgeschnitten oder abgeschliffen werden.
Das Abtragen selber kann mit Toleranzen verbunden sein. Um sicherzustellen, dass der erste Anteil des Spritzgießteils und der zweite Anteil des Spritzgießteils bündig eine gemeinsame Oberfläche ausbilden, ist es bevorzugt, auch einen Teil der Oberfläche des ersten Anteils abzutragen, in die die Hohlform eingebettet ist.
Vorzugsweise werden dabei von der Oberfläche des ersten Anteils des Spritzgießteils bis zu 0,5 mm abgetragen. Lässt das Abtragungswerkzeug eine höhere Genauigkeit zu, so ist es in der angegebenen Reihenfolge zunehmend bevorzugt von der Oberfläche des ersten Anteils des Spritzgießteils bis zu 0,2 mm, 0,1 mm und 0,05 mm abzutragen.
Um ausgehend von einer ersten in dem Spritzgießwerkzeug vorhandenen Kavität eine zweite zu bilden, ist es bevorzugt, das Spritzgießwerkzeug aus drei Formen zusammenzusetzen. Diese drei Formen bilden zunächst zusammen die erste Kavität; die zweite Kavität wird durch Verschieben einer der drei Formen gebildet.
Vorzugsweise weisen das erste Spritzgießmaterial und das zweite Spritzgießmaterial das gleiche Material als Hauptbestandteil auf. Der Hauptbestandteil macht mehr als 50% des jeweiligen Massenanteils aus; bevorzugter sind 75%, 90%, 95%, 97%, 99% und 99,8% in der angegebenen Reihenfolge. Weisen beide Spritzgießmaterialien das gleiche Material als Hauptbestandteil auf, kann sich dies positiv auf die Langzeitstabilität des Auskleidungsteils auswirken, etwa weil die Ausdehnungsänderung in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung identisch ist.
Vorzugsweise weisen das erste oder das zweite Spritzgießmaterial entweder PA6 (Polyamid-6) oder ABS/PC (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat/Polycarbonat) als Hauptbestandteil auf.
Weiter ist es bevorzugt, dem ersten Spritzgießmaterial einen faserigen Feststoff zur Erhöhung der Steifigkeit zuzumischen. Dies können beispielsweise Mineralfasern, Glasfasern oder Holzfasern sein. Dem zweiten Spritzgießmaterial kann ebenso ein solcher faseriger Feststoff zugemischt werden (ggf. in einem anderen Verhältnis), welcher einen Einfluss auf den optischen Eindruck des zweiten Anteils des Spritzgießteils hat; etwa durch eine Änderung der Textur.
Vorzugsweise weist das Spritzgießwerkzeug weiter eine Mehrzahl in die erste Kavität hineinragende Vorsprünge auf. Auf diese Weise können auch komplexe optische Eindrücke hervorgerufen werden. Besonders bevorzugt ist es, mehrere streifenförmig lang gestreckte Vorsprünge weitgehend parallel nebeneinander verlaufen zu lassen. So kann der Eindruck vermittelt werden, dass das Auskleidungsteil aus mehreren Schichten aufgebaut ist; insbesondere dann, wenn diese Vorsprünge entlang einer Kante der ersten Kavität verlaufen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge mit dem Schritt: Spritzgießen eines ersten Anteils eines Spritzgießteils in einer ersten Kavität in einem Spritzgießwerkzeug mit einem ersten Spritzgießmaterial. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug einen in die erste Kavität hinein ragenden Vorsprung aufweist, sodass der erste Anteil des Spritzgießteils nach seinem Spritzguss eine dem Vorsprung entsprechende Hohlform aufweist, und weiter das Verfahren die Schritte aufweist: Bilden einer zweiten Kavität, welche zumindest einen Teil der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils umfasst, und Spritzgießen eines zweiten Anteils des Spritzgießteils in der zweiten Kavität mit einem zweiten Spritzgießmaterial, sodass das zweite Spritzgießmaterial zumindest einen Teil der Hohlform des ersten Anteils des Spritzgießteils auffüllt, wobei das ausgehärtete zweite Spritzgießteil einen anderen optischen Eindruck hervorruft als das ausgehärtete erste Spritzgießmaterial.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die dabei offenbarten Einzelmerkmale können auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
1 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnittes durch ein Spritzgießwerkzeug während eines frühen Verfahrensschrittes.
2 zeigt das Spritzgießwerkzeug aus 1 während eines späteren Verfahrensschrittes.
3 zeigt das Spritzgießwerkzeug aus den 1 und 2 während eines noch späteren Verfahrensschrittes.
4 zeigt ein in dem Spritzgießwerkzeug aus den 1–3 hergestelltes Spritzgießteil.
5 zeigt einen Teil des Spritzgießteils aus 4 und einen Fräskopf.
Die 1 bis 3 zeigen einen Ausschnitt (vgl. die folgenden Erläuterungen zu 4) aus einem Querschnitt durch ein Spritzgießwerkzeug 1 anhand dessen in zeitlicher Folge von 1 zu 3 die Herstellung eines Teils eines Spritzgießteils verfolgt werden kann. Drei Formen 2, 3, 4 des Spritzgießwerkzeuges 1 umfassen eine erste Kavität 5. Die rechte Form 2 wird als Patrize bezeichnet, die linke Form 3 als Matrize und die obere Form 4 als Schieber. Patrize 2, Matrize 3 und Schieber 4 sind derart angeordnet, dass die Kavität 5 nach außen abgeschlossen ist, abgesehen von den notwendigen Öffnungen (nicht gezeigt) zum Einbringen eines ersten Spritzgießmaterials. Der Schieber 4 grenzt mit einem Stempel 6 an die Kavität 5 an. Der Stempel 6 weist dabei drei streifenförmig lang gestreckte Vorsprünge auf, welche in die Kavität 5 hineinragen, die senkrecht zur Zeichenebene lang gestreckt und nach unten hin zunächst flach fortgesetzt ist. Die Vorsprünge des Stempels 6 greifen entsprechend in eine Kante der Kavität 5 ein.
Die erste Kavität 5 wird mit einem ersten Spritzgießmaterial, hier PA6, unter Druck- und Wärmezufuhr gefüllt. Da die Kavität 5 vollständig ausgefüllt wird, prägen sich die Vorsprünge des Stempels 6 in das in der Kavität 5 befindliche Spritzgießmaterial ein. Ist das erste Spritzgießmaterial ausgehärtet, so enthält das Spritzgießwerkzeug 1 einen ersten Anteil 9 des insgesamt herzustellenden Spritzgießteils mit drei parallel zueinander verlaufenden streifenförmigen Hohlformen 7. Dieser erste Anteil des Spritzgießteils weist eine helle Holzfarbe auf.
Alternativ kann statt reinem PA6 auch PA6 mit einer Mineralfaserzumischung zur Erhöhung der Steifigkeit, sog. "gefülltes" PA6, verwendet werden.
In 2 ist der Schieber 4 im Vergleich zu 1 ein Stück herausgezogen, sodass sich zwischen Patrize 2 und Matrize 3 eine zweite Kavität 8 ausgebildet hat. Wo zuvor das Spritzgießwerkzeug 1 die Kavität 5 aufwies, befindet sich nun der erste Anteil 9 des Spritzgießteils. In diesem ersten Anteil 9 befinden sich die drei streifenförmig lang gestreckten Hohlformen 7, welche an die Kavität 8 angrenzen. Diese umfasst die Hohlform 7 dabei in ihrer Gesamtheit.
Die zweite Kavität 8 wird mit einem zweiten Spritzgießmaterial, hier ebenfalls PA6, auch unter Druck- und Wärmezufuhr gefüllt. Dabei wird die gesamte Kavität 8 einschließlich der Hohlformen 7 ausgefüllt. Es wird ein zweiter, aus den Hohlformen 7 hervor ragender, Anteil 10 des insgesamt herzustellenden Spritzgießteils gebildet. Im ausgehärteten Zustand zeigt das zweite Spritzgießmaterial einen dunklen Holzton.
3 zeigt das Spritzgießwerkzeug 1 schließlich im geöffneten Zustand. Die Patrize 2 ist nach rechts versetzt. Der Schieber 4 ist nach oben versetzt. Die 3 zeigt auch den ausgehärteten zweiten Anteil 10 des insgesamt herzustellenden Spritzgießteils. Das gesamte Spritzgießteil kann leicht aus dem geöffneten Spritzgießwerkzeug 1 entfernt werden.
4 zeigt einen Querschnitt durch das ausgehärtete und dem Spritzgießwerkzeug 1 entnommene Spritzgießteil mit seinen beiden Anteilen 9 und 10. Der Teil links der gestrichelten Linie entspricht dabei dem Teil des Spritzgießteils, dessen Entstehung in den 1–3 verfolgt werden konnte. Der Teil rechts der gestrichelten Linie ist durch die nicht in den 1–3 gezeigte Gestalt der ersten Kavität 5 bedingt.
5 zeigt einen Teil des Spritzgießteils aus 4. Weiter ist ein Kopf 11 einer Fräsmaschine gezeigt. Mit diesem Kopf 11 wird der aus den Hohlformen 7 hervor ragende Überschuss des zweiten Anteils 10 entlang der zur Veranschaulichung ein gezeichneten Linie 12 abgefräst. Die Fräsmaschine ist dabei so eingestellt, dass der Kopf 11 auch 0,02 mm der Oberfläche des ersten Anteils 9 des Spritzgießteils abfräst. Entsprechend ist die die aufgefüllten Hohlformen 7 aufweisende Kante anschließend in der Umgebung der aufgefüllten Hohlformen 7 eben.
Schließlich wird das Spritzgießteil mit einem transparenten Lack überzogen und kann als Innenauskleidungsteil für Kfz dienen.

Claims

Spritzgießwerkzeug (1) zur Herstellung eines Auskleidungsteils für Motorfahrzeuge mit einer ersten Kavität (5) zum Spritzgießen eines ersten Anteils eines Spritzgießteils (9, 10) mit einem ersten Spritzgießmaterial dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießwerkzeug (1) einen in die erste Kavität (5) hineinragenden Vorsprung (6) aufweist, sodass der erste Anteil des Spritzgießteils (9, 10) nach seinem Spritzguss eine dem Vorsprung (6) entsprechende Hohlform (7) aufweist, und weiter das Spritzgießwerkzeug (1) dazu ausgelegt ist, eine zweite Kavität (8) zu bilden, welche zumindest einen Teil der Hohlform (7) des ersten Anteils des Spritzgießteils (9, 10) umfasst und einen zweiten Anteil des Spritzgießteils (9, 10) in der zweiten Kavität (8) mit einem zweiten Spritzgießmaterial über Spritzgießen herzustellen, sodass das zweite Spritzgießmaterial zumindest einen Teil der Hohlform (7) des ersten Anteils des Spritzgießteils (9, 10) auffüllt.
Spritzgießwerkzeug (1) nach Anspruch 1, bei dem der Vorsprung (6) streifenförmig langgestreckt ist.
Spritzgießwerkzeug (1) nach Anspruch 2, bei dem die erste Kavität (5) flächig ist und der Vorsprung (6) sich entlang einer Kante der ersten Kavität (5) erstreckt.
Spritzgießwerkzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Spritzgießwerkzeug (1) drei die erste Kavität (5) ausbildende Formen (2, 3, 4) aufweist und die zweite Kavität (8) durch Verschieben einer der Formen (4) gebildet wird.
Spritzgießwerkzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches eine Mehrzahl in die erste Kavität (5) hinein ragende Vorsprünge aufweist.