AT5821U1 - Verfahren zur herstellung mehrschichtiger bauteile - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Bauteile, insbesondere von Verkleidungsteilen für Kraftfahrzeuge, nach einem Direktverfahren, bei welchem ein Dekormaterial (3) in ein Werkzeug eingebracht wird und ein Kunststoffmaterial zugeführt wird, welches sich mit dem Dekormaterial (3) unter Aushärten verbindet. Das Dekormaterial (3) wird unmittelbar vor dem Einbringen oder in seiner bereits in das Werkzeug eingebrachten Lage oder nach dem Schließen des Werkzeuges durch direkten Kontakt mit einem Kühlmedium gekühlt.

Description


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  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Bauteile, insbesondere von Verkleidungsteilen für Kraftfahrzeuge, nach einem Direktverfahren, bei welchem ein Dekormaterial in ein Werkzeug eingebracht und ein Kunststoffmaterial zugeführt wird, welches sich mit dem Dekormaterial unter Aushärten verbindet. 



  Es ist bekannt und üblich, Verkleidungsteile für Kraftfahrzeuge durch ein Direktverfahren, wie Hinterspritzen oder Hinterpressen, herzustellen. Dabei wird ein Dekormaterial, welches beispielsweise aus einer Aussenschicht aus einer Wirk- oder Strickware aus Polyester besteht, die auf eine Vliesschicht aufkaschiert ist, in einem Werkzeug eingehängt und Kunststoffmaterial bei noch offenem Werkzeug (=Hinterpressen) oder bei geschlossenem Werkzeug (=Hinterspritzen) eingebracht. 



  Es entsteht ein mehrschichtiges Bauteil, dessen tragendes Teil das Kunststoffteil ist und welches zumindest an den sichtbaren Stellen mit dem Dekormaterial verkleidet ist. Die Direktverfahren ermöglichen es, relativ komplex geformte und gekrümmte Bauteile einfach und kostengünstig herzustellen. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus der EP-A-0 730 947 und der europäischen Patentanmeldung Nr. 



  9989022. 9 bekannt. 



  Nachteilig bei Direktverfahren ist, dass die auftretende Wärme und der wirkende Druck die Optik und die Haptik der Aussenseite bzw. Aussenschicht des Dekormaterials beeinflussen und beeinträchtigen können. Das Kunststoffmaterial wird mit hoher Temperatur, im Fall der Verwendung eines Polycarbonat- ABSBlends mit einer Temperatur von ca. 270 C, in das Werkzeug eingebracht. Beim Hinterspritzen sind vor allem die Bereiche der Anspritzstellen kritisch, da besonders 

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 hier, wenn auch nur für wenige Sekunden, heisses Material unter hohem Druck wirken kann. Dies sowie die Scherbeanspruchung der Dekorinnenseite durch den fliessenden Kunststoff beim Füllen der Werkzeugkavität führen partiell zu starken Belastungen der textilen Fasern.

   In vielen Fällen ist daher nachträglich ein aufwändiges Nacharbeiten, beispielsweise durch Wasserdampf, Infrarotbestahlung und dergleichen, notwendig, um eine Erholung der textilen Fasern herbeizuführen. 



  Die Wärme- und Druckbelastung der textilen Fasern bewirken auf der gesamten Oberfläche eine Verformung der Fasern, sodass die Aussenseite des fertigen Bauteils oft eine andere Farbwahrnehmung vermittelt, als dies bei einer Verarbeitung bzw. Verbindung des Dekormaterials durch Kaschieren auf einem fertigen Kunststoffträger der Fall wäre. Dieser Effekt ist insbesondere dann besonders unangenehm, wenn in einem Kraftfahrzeug Innenverkleidungsteile, die ein aufkaschiertes Dekormaterial aufweisen, mit Innenverkleidungsteilen, die durch ein Direktverfahren hergestellt sind, wobei diese Innenverkleidungsteile ein übereinstimmendes Dekormaterial aufweisen sollen, kombiniert sind.

   Um eine weitgehend übereinstimmende Optik zu vermitteln, kann es daher erforderlich sein, für das Ausgangsmaterial des Dekormaterial, welches im Direktverfahren verarbeitet wird, einen anderen Farbton zu wählen. Trotzdem können die bereits erwähnten aufwändigen Nachbehandlungen erforderlich sein. 



  Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches es ermöglicht, die textile Oberware von in einem Direktverfahren hergestellten Innenverkleidungsteilen mit einer Optik und Haptik zu erhalten, die mit einem aufkaschierten Dekormaterial vergleichbar sind, ohne die erwähnten Massnahmen zu erfordern. 



  Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass das Dekormaterial unmittelbar vor dem Einbringen oder in seiner bereits in das Werkzeug eingebrachten Lage oder nach dem Schliessen des Werkzeuges durch direkten Kontakt mit einem Kühlmedium gekühlt wird. 



  Es hat sich herausgestellt, dass durch die Massnahme, das Dekormaterial unmittelbar vor oder während des Verarbeitungsprozesses durch ein Kühlmedium zu kühlen, eine nur schwer rückgängig zu machende Verformung der Fasern an der 

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 Aussenseite verhindern kann. Das fertige Bauteil weist bereits in kurzer Zeit nach der Entnahme aus dem Werkzeug eine qualitativ einwandfreie Oberflächenstruktur hinsichtlich Haptik und Optik auf. 



  Das Kühlmedium kann, solange das Dekormaterial von beiden Seiten zugänglich ist, auf eine der Seiten aufgebracht werden. Insbesondere bei einem mehrschichtigen Dekormaterial ist es dabei günstig, das Kühlmedium zumindest auf die spätere Aussenseite, die meist eine textile Oberware ist, aufzubringen (Anspruch 2). 



  Besonders gleichmässig und gut dosiert lässt sich das Kühlmittel auf dem Dekormaterial durch Spritzen oder Sprühen aufbringen (Anspruch 3). 



  Bei Verfahren, bei welchen das Dekormaterial mit einer Greifeinrichtung erfasst wird und anschliessend in das Werkzeug eingebracht wird, kann das Kühlmedium bereits auf das von der Greifeinrichtung erfasste Dekormaterial aufgebracht werden (Anspruch 4). Derart automatisiert arbeitende Einrichtungen gewährleisten, dass die nachfolgenden Verfahrensschritte - Einlegen des Dekormaterials in das Werkzeug, Einbringen des Kunststoffmaterials bei offenem oder bereits geschlossenem Werkzeug - in derart kurzer Zeit erfolgen können, dass das Kühlmedium seine Wirkung beibehält. 



  Zum Aufbringen des Kühlmediums kann zumindest ein Sprühkopf oder zumindest eine Sprühdüse, die auf einer entsprechenden Sprüheinrichtung angeordnet sind, verwendet werden (Anspruch 5). Auch dieser Verfahrensschritt lässt sich daher automatisiert durchführen. 



  Ist das Dekormaterial bereits in das Werkzeug eingehängt, kann das Kühlmedium beispielsweise mittels eines Auslegearmes der Sprüheinrichtung aufgebracht werden (Anspruch 6). 



  Besonders effektiv arbeitet eine Alternative des erfindungsgemässen Verfahrens, bei der das Kühlmedium durch ein Diffundieren durch das Werkzeug der Aussenseite des Dekormaterials zugeführt wird (Anspruch 7). Das mit dieser Werkzeugseite in 

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 Kontakt stehende Dekormaterial kann auf dieser Weise besonders wirkungsvoll gekühlt werden. 



  In diesem Fall kann das Kühlmedium unmittelbar vor und/ oder während des Einspritzens des Kunststoffmaterials der Aussenseite des Dekormaterials zugeführt werden (Anspruch 8). 



  Beim Hinterspritzen und Hinterpressen kann ferner auf diese Weise das Kühlmedium auch während des Aushärtens des eingebrachten Kunststoffes zugeführt werden (Anspruch 9). 



  Als Kühlmedium eignen sich, je nachdem, welche Aufbringmöglichkeit und welcher Zeitpunkt während des Ablaufes des Herstellverfahrens gewählt wird, beispielsweise ein kaltes Gas, ein kaltes Fluid oder ein flüchtiges Fluid, welches durch Wärmeentzug beim Verdunsten kühlt (Anspruch 10). 



  Ein Kühlmedium, welches für generell einsetzbar ist, ist ein verflüssigtes Gas, insbesondere C02. Für ein Aufbringen bei noch nicht geschlossenem Werkzeug kann auch CO2 Schnee eingesetzt werden (Anspruch 11). 



  Die Erfindung betrifft ferner ein Bauteil, insbesondere ein Verkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug, welches gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt ist (Anspruch 12). 



  Die einzige Zeichnungsfigur, Fig. 1, zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Teilbereich eines Innenverkleidungsteils für ein Kraftfahrzeug. 



  Im dargestellten Bereich weist das Innenverkleidungsteil eine von einem Dekormaterial 3 gebildete Aussenseite und eine Kunststoff - Trägerschicht 4 auf der Innenseite auf. Das Dekormaterial 3 besteht aus einer äusseren Schicht aus einer textilen Oberware 1, die auf eine Bindeschicht 2 aus Vlies oder dergleichen aufkaschiert ist. Die textile Oberware 1 kann beispielsweise ein Gewebe oder Gewirk sein, die Bindeschicht kann ein mechanisch verfestigtes oder ein chemisch oder thermisch gebundenes Vlies aus Fasern aus Polyester oder Polyamid sein. 

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  Das Innenverkleidungsteil wird in einem der bekannten Direktverfahren Hinterspritzen, Hinterpressen oder Spritzprägen (injection compressing molding) hergestellt. Wie bekannt läuft die Herstellung von Innenverkleidungsteilen nach diesen Verfahren weitgehend automatisiert ab. Das zugeschnittene Dekormaterial wird ausserhalb der Spritz- bzw. Pressform von einer Greifeinrichtung erfasst und von dieser in das geöffnete, ein Werkzeugoberteil (bzw. dekorseitiges Werkzeugteil) und ein Werkzeug unterteil (bzw. trägerseitiges Werkzeugteil) aufweisendes Werkzeug eingebracht, insbesondere am Werkzeugoberteil eingehängt. Beim Hinterpressen wird das Kunststoffmaterial bei noch offenem Werkzeug strangweise auf der Innenseite des Werkzeuguntereils aufgebracht, das Werkzeug wird geschlossen und das Kunststoffmaterial verbindet sich beim Aushärten mit dem Dekormaterial über die Bindeschicht.

   Beim Hinterspritzen wird das Werkzeug geschlossen und anschliessend an den vorgesehenen Anspritzstellen unter relativ hohem Druck das Kunststoffmaterial eingebracht. 



  Gemäss der Erfindung wird das Dekormaterial 3 ein- oder beidseitig durch direkten Kontakt mit einem Kühlmedium gekühlt. Bei einem mehrschichtig ausgeführten Dekormaterial 3, wie dargestellt, wird bevorzugt die textile Oberware 1 und somit die Aussenseite des Dekormaterials 3 gekühlt. Der Kühlvorgang kann unmittelbar vor dem Einbringen des Dekormaterials 3 in das Werkzeug, bei bereits eingehängtem Dekormaterial 3 oder nach dem Schliessen des Werkzeuges durch direkten Kontakt mit dem Kühlmedium erfolgen. Das Kühlmedium, ein kaltes Gas, ein kaltes Fluid oder ein leicht flüchtiges Fluid, welches durch Wärmeentzug beim Verdunsten kühlt, wird möglichst gleichmässig der gesamten Oberfläche der textilen Oberware 1 zugeführt. 



  Der Kühlvorgang kann bereits vor dem Einhängen des Dekormaterials 3, insbesondere zu jenem Zeitpunkt, wo die Greifeinrichtung das Dekormaterial 3 erfasst hat, erfolgen, indem die Aussenseite und/ oder die Innenseite des Dekormaterials über kurze Zeit dem Kühlmedium ausgesetzt wird. Der Kontakt mit dem Kühlmedium erfolgt vorzugsweise über Aufsprühen. Dazu kann eine entsprechend beweglich angeordnete Sprüheinrichtung, die eine oder mehrere Sprühdüsen oder Sprühköpfe aufweisen kann, vorgesehen sein. Bei einem bereits 

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 im Werkzeug eingehängtem Dekormaterial 3 kann die Sprüheinrichtung über entsprechende Auslegerarme oder dergleichen verfügen, um die Sprühköpfe oder die Sprühdüsen in den Zwischenraum zwischen dem Dekormaterial 3 und der Innenseite des Werkzeugoberteils einzuführen.

   Es ist selbstverständlich, dass der Zeitpunkt des Aufbringens und die Intensität des Einwirkens des Kühlmediums sicherzustellen haben, dass die Wirkung während des Formungsvorganges erhalten bleibt. 



  Die Erfindung ist auch bei der Herstellung von Bauteilen, insbesondere Verkleidungsteilen, einsetzbar, die mit ein einlagiges Dekormaterial, beispielsweise einem Dekorvlies, aufweisen. Auch bei dieser Ausführungsform kann das Dekormaterial beidseitig oder einseitig, wie oben beschrieben, durch Kontakt mit einem Kühlmedium gekühlt werden. 



  Das Kühlmedium kann auch von der Werkzeuginnenseite mit der späteren Aussenseite des Dekormaterials in Kontakt gebracht werden, beispielsweise wenn das betreffende Werkzeugteil aus einem porösen, durchlässigen Metall gefertigt wird, durch welches das Kühlmedium zugeführt werden kann. Dieses Werkzeugteil kann daher beispielsweise ein gesintertes Metall sein, sodass im Fall des Spritzgussverfahrens bereits während des Einspritzens des Kunststoffmaterials ein Kühlmedium durch das poröse Werkzeugteil unter Druck an die Aussenseite des Dekormaterials herangebracht werden kann. Beim Spritzgiessen und beim Hinterpressen kann eine derartige Kühlung des Dekormaterials während des Aushärtens des Kunststoffmaterials durchgeführt werden. 



  Als Kühlmedium kann beispielsweise ein verflüssigtes Gas, insbesondere CO2 oder auch   C02-Schnee   verwendet werden. Die Ausgangstemperatur von verflüssigtem CO2 gewährleistet eine sehr gute Kühlung ohne das Material zu schädigen.

Claims (1)

  1. ANSPRÜCHE 1 Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Bauteile, insbesondere von Verkleidungsteilen für Kraftfahrzeuge, nach einem Direktverfahren, bei welchem ein eine textile Oberware aufweisendes Dekormaterial in ein Werkzeug eingebracht wird und ein Kunststoffmatenal zugeführt wird, welches sich mit dem Dekormatenal unter Aushärten verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekormaterial (3) unmittelbar vor dem Einbnngen oder in seiner bereits im Werkzeug positionierten Lage oder nach dem Schliessen des Werkzeuges durch direkten und oberflächlichen Kontakt mit einem Kühlmedium gekühlt wird 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium auf zumindest eine der Seiten des Dekormaterials (3), insbesondere auf die spätere Aussenseite, aufgebracht wird 3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kuhlmedium aufgespritzt oder aufgesprüht wird 4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Dekormaterial mit einer Greifeinrichtung in das Werkzeug eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium auf das von der Greifeinrichtung erfasste Dekormaterial (3) aufgebracht wird <Desc/Clms Page number 8> 5. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium mittels einer zumindest einen Sprühkopf oder zumindest eine Sprühduse aufweisenden Sprüheinrichtung auf dem Dekormatenal (3) verteilt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kuhlmedium bei im Werkzeug bereits eingehängtem Dekormatenal (3) mittels eines Auslegerarmes der Sprüheinrichtung aufgebracht wird.
    7 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium durch Diffundieren durch das Werkzeug der späteren Aussenseite des Dekormatenals (3) zugeführt wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, in welchem das Bauteil durch Hinterspritzen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium unmittelbar vor und/ oder während des Einspritzens des Kunststoffmaterials zugeführt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, in welchem das Bauteil durch Hinterspritzen oder Hinterpressen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium während des Aushärtens des eingebrachten Kunststoffes zugeführt wird.
    10 Verfahren nach einem der Ansprüche bis 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kuhlmedium ein kaltes Gas, ein kaltes Fluid oder ein leicht flüchtiges Fluid, welches durch Wärmeentzug beim Verdunsten kühlt, ist.
    11Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium em verflüssigtes Gas, insbesondere CO2, oder CO2 -Schnee ist.
    12. Bauteil, insbesondere Verkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug, welches gemäss dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist
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