DE10126991A1

DE10126991A1 - Spritzgießvorrichtung und Verfahren zum Hinterspritzen eines Obermaterials mit Kunststoff

Info

Publication number: DE10126991A1
Application number: DE2001126991
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Summerer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-12-12

Abstract

Bei einer Spritzgießvorrichtung zum Hinterspritzen eines flexiblen Obermaterials (9) mit Kunststoff innerhalb einer Kavität (8), mit einer matrizenseitigen und einer formkernseitigen Tauchkante (11, 12), ist an der matrizenseitigen Tauchkante (11) eine Klemmstufe (13) zum Einklemmen des Obermaterials (9) und außerhalb der Klemmstufe (13) eine Schneidstufe (14) zum Abtrennen des Obermaterials (9) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung und ein Verfahren zum Hinterspritzen eines flexiblen Obermaterials, insbesondere Dekormaterials wie Stoff, Leder, Folie oder der gleichen, mit Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 9.

Es ist bekannt, derartige Obermaterialien mit Kunststoff zu hinterspritzen, so dass ein zweilagiges Formteil aus Verbund material entsteht. Derartige Verbundformteile finden vielfäl tigen Einsatz, beispielsweise in der Automobilindustrie als innere Türseitenverkleidungen, Dachverkleidungen, Autositz teile oder dergleichen.

Das Hinterspritzen mit Kunststoff bietet den Vorteil, dass das flexible Obermaterial fest mit einem formstabilen Träger material verbunden wird, so dass es auf einfache Weise an ei ner Unterkonstruktion befestigt werden kann. Ein separates Bespannen und Festkleben des Obermaterials an einem Trägerma terial erübrigt sich damit. Hinterspritzte Verbundteile er möglichen somit eine schnelle, einfache, kostengünstige und qualitativ hochwertige Fertigung. Außerdem muss kein Kleber verwendet werden, so dass auch unangenehme, häufig gesund heitsschädliche Ausdünstungen vermieden werden.

Beim Hinterspritzen muss darauf geachtet werden, dass die oft empfindlichen Obermaterialien nicht beschädigt werden. Hierzu wird der Kunststoff mit möglichst geringem Druck in den form gebenden Raum, die so genannte Kavität, eingespritzt, in der sich bereits das Obermaterial befindet. Der eingespritzte Kunststoff drückt dabei das Obermaterial an die Wand der Ka vität. Um zu vermeiden, dass der eingespritzte Kunststoff über den Randbereich der Kavität austritt, ist bei bekannten Spritzgießvorrichtungen die Matrizenformplatte mit einer so genannten Tauchkante versehen, das heißt einer Verlängerung der die Kavität begrenzenden Wand der Matrizenformplatte. Diese Tauchkante ist bei bekannten Spritzgießvorrichtungen fester Bestandteil der Matrizenformplatte und bildet zusammen mit einer gegenüberliegenden Tauchkante des Formkerns einen Tauchkantenspalt, der mit einem Winkel von 0 bis 180 Grad zur Werkzeugschließrichtung ausgebildet sein kann. Das vor dem Hinterspritzen in die Kavität eingelegte Obermaterial er streckt sich auch in den Tauchkantenspalt hinein und wird beim vollständigen Schließen der Spritzgießvorrichtung im Tauchkantenspalt eingeklemmt.

Nachteilig ist bei bekannten Vorrichtungen, dass zum Abtren nen des Obermaterials nach dem Hinterspritzen ein eigener Ar beitsvorgang erforderlich ist.

Nachteilig ist, daß ein exaktes Abtrennen des Obermaterials außerhalb der Spritzgießvorrichtung durch den frei werdenden Verzug des Verbundformteils nur bedingt und mit enormen Auf wand möglich ist.

Ein Abtrennen des Obermaterials am Ende der Kavität vor dem Hinterspritzvorgang führt andererseits zu unbefriedigender Qualität des Verbundformteils. Da das Obermaterial beim Schließen der Spritzgießvorrichtung unter Spannung steht, würde ein Abtrennen des Obermaterials in diesem Zustand, also vor Beendigung des Hinterspritzvorgangs, dazu führen, dass sich das Obermaterial zurückzieht und somit ein Randbereich des Verbundformteils nicht mit Obermaterial bespannt wäre.

Insbesondere bei Sichtbeschnitten, das heißt bei der Herstel lung von Verbundformteilen, bei denen der Beschnitt des Ober materials auch im verbauten Zustand des Verbundformteils sichtbar bleibt, ist aber ein qualitativ hochwertiger und möglichst exakter Beschnitt von entscheidender Bedeutung.

Aus der Druckschrift WO 00/44550 ist eine Spritzgießvorrich tung zum Hinterspritzen eines flexiblen Materials bekannt, die das Hinterspritzen des Obermaterials und das Abtrennen des Obermaterials in einem Arbeitsgang erlaubt. Allerdings ist hierzu eine aufwendige Mechanik in Form eines Tauchkan tenschiebers erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritz gießvorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die es in ei nem Arbeitsgang ermöglichen, ein flexibles Obermaterial zu hinterspritzen und das Obermaterial am Ende der Kavität abzu trennen, wobei ohne aufwendige Mechanik eine hohe Qualität des entstehenden Verbundformteils sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Spritzgießvor richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen niedergelegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä ßen Spritzgießvorrichtung

Fig. 2 einen vergrößerten Detailausschnitt der Spritzgieß vorrichtung von Fig. 1 im Bereich des Tauchkanten spalts vor dem Einspritzen des Kunststoffs und

Fig. 3 einen vergrößerten Detailausschnitt der Spritzgieß vorrichtung von Fig. 1 im Bereich des Tauchkanten spalts nach dem Einspritzen des Kunststoffs.

Eine erfindungsgemäße Spritzgießvorrichtung (Fig. 1) weist eine Matrizenformplatte 1 und eine Formkernplatte 2 auf. In der Matrizenformplatte 1 ist eine Aussparung 3 mit einer vor gegebenen dreidimensionalen Form vorgesehen. Die Formkern platte 2 weist an ihrem vorderen Ende einen Formkern 4 auf, dessen äußere Formgebung an die Form der Aussparung 3 ange passt ist. Durch ein Verfahren der Matrizenformplatte 1 rela tiv zur Formkernplatte 2 in Richtung des Pfeils 5 wird der Formkern 4 in die Aussparung eingeführt oder aus dieser ent fernt.

Auch im vollkommen geschlossenen Zustand, der in Fig. 1 dar gestellt ist, weist die Begrenzungswand 6 der Aussparung 3 zur äußeren Begrenzungswand 7 des Formkerns 4 einen vorbe stimmten Abstand auf, wodurch eine Kavität 8 gebildet wird. Die Form der Kavität 8 bestimmt die Form des mittels eines Hinterspritzvorgangs herzustellenden Endprodukts.

In der Kavität 8 ist ein Obermaterial 9 aus einem flexiblen Material, beispielsweise Stoff, Leder oder Folie, angeordnet. Diese Obermaterial 9 liegt an der matrizenseitigen Begren zungswand 6 an und erstreckt sich über den Randbereich der Kavität 8 hinaus in einen Tauchkantenspalt 10 hinein. Dieser Tauchkantenspalt 10 wird bei der erfindungsgemäßen Vorrich tung durch eine Tauchkante 11 der Matrizenformplatte 1 und durch eine Tauchkante 12 der Formkernplatte 2 gebildet. Dabei ist die Tauchkante 11 der Matrizenformplatte 1 unmittelbar am Ende der Kavität 8 in Form einer Klemmstufe 13 ausgebildet, durch die das Obermaterial 9 beim Schließen der Spritzgieß vorrichtung zwischen der Matrizenformplatte 1 und der Form kernplatte 2 eingeklemmt und damit fixiert wird. Zum Abtren nen des Obermaterials 9 ist an der Tauchkante 11 der Matri zenformplatte 1 im Bereich außerhalb der Klemmstufe 13 eine Schneidstufe 14 vorgesehen.

Wie aus den Fig. 2 und 3 erkennbar ist die Klemmstufe 13 in Form einer Klemmfläche 15 gebildet, die sich unmittelbar an die Kavität 8 anschließt. Beim Schließen der Spritzgieß vorrichtung wird das Obermaterial 9 zwischen der Klemmfläche 15 und der formkernseitigen Tauchkante 12 eingeklemmt.

Im Bereich außerhalb der Klemmstufe 13 ist an der matri zenseitigen Tauchkante 11 eine Schneidstufe 14 vorgesehen, die in Form eines Keiles ausgebildet ist und eine Schneidkan te 16 aufweist, die beim vollständigen Schließen der Spritz gießvorrichtung zu einem Abtrennen des Obermaterials 9 führt. Die Schneidkante 16 ist dabei vorzugsweise als Radius, zum Beispiel mit einem Wert 0 bis 0,25 mm ausgebildet, wobei der Sonderfall 0 mm einer Messerkante entspricht. In einer bevor zugten Ausführungsform, die in den Fig. 2 und 3 darge stellt ist, ist zwischen der Klemmstufe 13 und der Schneid stufe 14 eine Freistellung 17 vorgesehen, die beim Abtrennen ein Ausweichen des Obermaterials in Richtung der matrizensei tigen Tauchkante 11 ermöglicht. Auf diese Weise wird einer seits ein sauberer Beschnitt gewährleistet und andererseits die Schneidkante 15 erheblich entlastet. Durch die Freistel lung 17 erlangt die Klemmstufe 13 die Form eines Steges. Die Freistellung 17 verstärkt dadurch die Klemmwirkung der Klemm stufe 13. Der Steg ist vorzugsweise 0,25 bis 2 mm breit. Die Freistellung 17 weist vorzugsweise ebenfalls eine Breite von 0,25 bis 2 mm auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Matrizenform platte 1 zumindest im Bereich der Schneidstufe 14 aus einem härteren Material, zum Beispiel gehärteter Stahl, als die Formkernplatte 2 im Bereich, der der Schneidstufe 14 gegen überliegt - zum Beispiel vergüteter Stahl.

Die Schneidstufe (14) und die gegenüberliegende Tauchkante (12) wird vorzugsweise auf Wechseleinsätze ausgebildet.

Vorteilhaft ist die Schneidstufe 14 derart ausgeführt, dass die Schneidkante 16 im vollkommen geschlossenen Zustand der Spritzgießvorrichtung geringfügig in die Formkernplatte 2 eindringt. Das Material der Formkernplatte in diesem Bereich ist derart zu wählen, dass die elastischen Eigenschaften des Materials die Verformung, die durch das Eindringen der Schneidkante 16 entstehen, nach dem Öffnen der Spritzgießvor richtung wieder weitgehend ausgleichen.

Nachfolgend wird die Fertigung eines hinterspritzten Produkts mittels der erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung näher er läutert:
Bei geöffneter Spritzgießvorrichtung befindet sich der Form kern 4 zunächst außerhalb der matrizenseitigen Aussparung 3. In dieser Stellung wird das Obermaterial 9 in die Aussparung 3 eingelegt, wobei die Randbereiche des Obermaterials 9 über die matrizenseitige Tauchkante 11, also insbesondere auch über die Klemmstufe 13 und die Schneidstufe 14, gezogen und weiter außen beispielsweise mittels Stiften fixiert werden.

Anschließend wird die Matrizenformplatte 1 in Richtung der Formkernplatte 2 verfahren, so dass der Formkern 4 in die Aussparung 3 eintaucht. Der Kunststoff wird über eine nicht dargestellte, innerhalb des Formkerns 4 liegende Spritzdüse in die Kavität 8 eingespritzt. Der eingespritzte Kunststoff drückt das Obermaterial 9 an die matrizenseitige Begrenzungs wand 6 und verteilt sich von einem mittigen Bereich nach au ßen zu den Randbereichen der Kavität 8. In dem geschlossenen Zustand der Spritzgießvorrichtung wird das Obermaterial 9 am Ende der Kavität 8 durch die Klemmstufe 14 zwischen der Klemmfläche 15 der Matrizenformplatte 1 und der Formkernplat te 2 eingeklemmt, so dass ein Austreten von Kunststoff in diesem Bereich verhindert wird.

Vor bzw. während des Hinterspritzvorgangs, bei dem der Kunst stoff fest mit dem Obermaterial verbunden wird, wird die Spritzgießvorrichtung vollständig geschlossen, so dass sie die in Fig. 1 gezeigte Position einnimmt. Das Obermaterial 9 wird dabei durch die Schneidstufe 14 mit der Schneidkante 16 abgetrennt.

Nach Beendigung des Hinterspritzvorgangs und einer gewissen Verfestigung des Kunststoffmaterials wird die Spritzgießvor richtung wieder vollständig geöffnet und das fertige Endpro dukt mittels nicht dargestellter Auswurfeinrichtungen vom Formkern 4 entfernt.

Claims

1. Spritzgießvorrichtung zum Hinterspritzen eine flexiblen Obermaterials (9) mit Kunststoff innerhalb einer Kavität (8), die zwischen einer Matrizenformplatte (1) und einem Formkern (4) ausgebildet ist, mit einer matrizenseitigen Tauchkante (11) und einer formkernseitigen Tauchkante (12), die einen an die Kavität (8) anschließenden Tauch kantenspalt (10) begrenzen, in den sich das in der Kavität (8) angeordnete Obermaterial (9) hineinerstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass an der matrizenseitigen Tauchkante (11) eine Klemmstufe (13) zum Einklemmen des Obermaterials (9) zwischen der matrizenseitigen Tauchkante (11) und der formkernseitigen Tauchkante (12) ausgebildet ist und dass an der matrizenseitigen Tauchkante außerhalb der Klemmstu fe (13) eine Schneidstufe (14) zum Abtrennen des Obermate rials (9) ausgebildet ist.

2. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen der Klemmstufe (13) und der Schneidstufe (14) eine Freistellung (17) vorgesehen ist.

3. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Klemmstufe 0,25 bis 2 mm breit ist.

4. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellung (17) 0,25 bis 2 mm breit ist.

5. Spritzgießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Schutzrechte, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidstu fe (14) eine Schneidkante (15) aufweist, die als Radius mit einem Wert 0 bis 0,25 mm ausgebildet ist.

6. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schneidkante (16) im vollkommen ge schlossenen Zustand der Spritzgießvorrichtung geringfügig in die Formkernplatte (2) eindringt.

7. Spritzgießvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenform platte (1) zumindest im Bereich der Schneidstufe (14) aus einem härteren Material als die Formkernplatte (2) im Be reich, der der Schneidstufe (14) gegenüberliegt, besteht.

8. Spritzgießvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidstufe (14) und die gegenüberliegende Tauchkante (12) auf Wechse leinsätze ausgebildet sind.

9. Verfahren zum Hinterspritzen eines flexiblen Obermaterials (9) mit Kunststoff, wobei
das Obermaterial (9) in eine Spritzgießvorrichtung ein gelegt wird
die Spritzgießvorrichtung geschlossen wird und
der Kunststoff in eine Kavität (8), in der das Oberma terial (9) bei geschlossener Spritzgießvorrichtung liegt, eingespritzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass das Obermaterial (9) bei dem Schließen der Spritzgießvorrichtung am Ende der Kavität (8) eingeklemmt wird und außerhalb des Klemmbereichs abge trennt wird.