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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Herstellung von Gegenständen aus Kunststoffmaterial, im Speziellen (aber nicht ausschließlich) von Platten mit überformten Teilen.
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Die Platten, auf die sich die Erfindung bezieht, können entweder transparente Platten sein (wie beispielsweise für Fenster im Automobil-Bereich oder Bildschirme für Plasmafernseher), oder nichttransparente Platten sein, und auch die daran übergeformten Teile könnten entweder transparente Teile oder nicht transparente Teile sein, welche aus dem gleichen Material wie die Platte oder aus einem unterschiedlichen Material hergestellt wurden. Die Teile können darüber hinaus an umfänglichen Bereichen der Platte übergeformt sein, beispielsweise in einer kontinuierlichen oder diskreten Art und Weise entlang ihrer umfänglichen Kante oder sonst wo in unterschiedlichen Bereichen.
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Zur einfacheren Behandlung wird jedoch im Folgenden Bezug genommen auf Platten, welche aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt wurden und auf überformte Teile, welche aus einem nicht transparenten Kunststoffmaterial hergestellt wurden, wobei verstanden werden soll, dass die Definitionen auch jede andere unterschiedliche Kombination der oben beschriebenen Begriffe umfassen soll.
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Stand der Technik
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Traditionell werden Platten, die aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt werden, mittels Spritzgießen produziert: Das transparente Kunststoffmaterial, typischerweise Polykarbonat, ist empfindlicher als andere Kunststoffmaterialien in Bezug auf die Fließlinie, Verbindungen etc. so dass, wenn die Dimensionen des Produkts steigen, die Schwierigkeiten bei dem Einspritzen dergestalt sind, dass es unmöglich ist, einige typische ästhetische und optische Defekte zu eliminieren, wenn nicht sehr ausgeklügelte Injektionssysteme verwendet werden. Für Gegenstände mit mittleren Dimensionen wird das so genannte „Filminjektions“-System wirksam verwendet. Dieses System ermöglicht, dass viele der Probleme, die typisch sind für diese transparenten Kunststoffmaterialien, gelöst werden, aber wenn die Abmessungen steigen, ermöglichen sie nicht, dass ausreichend hohe Qualitätsniveaus erreicht werden. Weiterhin schließt diese Art des Einspritzens ein Abschneiden des Fortsatzes des Films, welcher von der geformten Platte absteht, mit ein, wobei der Fortsatz eine nicht vernachlässigbare Masse in Bezug zur Masse des Produktes aufweist und schließt damit eine offensichtliche Verschwendung von Material mit ein.
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Weiterhin ist für diese transparenten Platten, in Bezug auf die unterschiedlichen Anwendungen, für die diese entworfen wurden (und im Speziellen im Falle einer Verwendung im Automobilsektor) die Verringerung von verbleibenden internen Spannungen („in-Form-Spannungen“ bzw. „in-mold stresses“) von fundamentaler Bedeutung. Diese Spannungen neigen dazu, tatsächlich das Produkt zu verformen und seine mechanischen und darüber hinaus seine optischen Eigenschaften zu verändern.
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Um diese Probleme zu lösen, wurden Systeme zum Formen von transparenten Platten von großen Dimensionen mittels der Injektionskompression vorgeschlagen, d.h. mittels eines Schritts der Injektion und eines gleichzeitigen oder nachfolgenden Schritts der Kompression, beispielsweise durchgeführt mittels Vorrichtungen, die eine Presse des Stapelformtyps verwenden, wie sie in der deutschen Patentanmeldung mit der Nummer
DE 102 17 584 A1 beschrieben wurde.
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Weitere kritische Probleme beziehen sich auf das nachfolgende Bilden der übergeformten Teile, die aus einem nichttransparenten Kunststoff hergestellt werden. Während des Formens dieser Teile stieß man auf ernsthafte Probleme, die vorher geformte transparente Platte davor zu schützen, Deformationen ausgesetzt zu werden an Verbindungsgebieten, d.h. an der Teilkante zwischen der Oberfläche der Platte und den übergeformten Teilen. Es ist in der Tat praktisch unmöglich, lokale Deformationen in diesen Gebieten zu verhindern, welche optische Defekte hervorrufen, die normalerweise als „Fenstereffekte“ bzw. „window effect“ von Fachleuten in diesem Bereich bezeichnet werden.
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Die akzeptablen Deformationen müssen stattdessen vom Standpunkt ihrer Abmessungen aus reduziert werden, da sie in speziellen Fällen eines Gegenstands, welcher das Licht reflektiert, und daher von bestimmten Winkeln als Spiegel angesehen wird, wobei auch die Effekte der Veränderung des Brechungsindex des transparenten Materials in Betracht gezogen werden müssen, wie es wie bereits gesagt typischerweise Polykarbonat ist, wenn das Material einer Spannung unterworfen ist. Die zulässigen Deformationen müssen daher sehr klein sein und, wenn die Bedingungen der Formung sowohl für das Temperaturniveau als auch für das Druckniveau für transparentes Material und nichttransparentes Material sehr ähnlich sind, ist es schwierig, optimale Bedingungen der Formung zu identifizieren, die es ermöglichen, dass das zweite Material korrekt übergeformt wird, ohne die Form oder die Struktur des ersten Materials zu verändern.
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Die Druckschrift
DE 102 17 584 A1 beschreibt eine Spritzgießeinrichtung, bei welcher zwischen einer feststehenden und einer verschiebbaren Formaufspannplatte mindestens eine weitere verschiebbare Formaufspannplatte als Mittelplatte angeordnet ist.
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Die Druckschrift
DE 43 17 381 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers, wobei die Vorrichtung eine erste Formhälfte und eine zweite, mit der ersten Formhälfte zusammenzuführende, Formhälfte umfasst. Die zweite Formhälfte besitzt ein Führungsloch, in welchem ein Druck oder Presselement vorgesehen ist, um das eingebrachte geschmolzene Material zu komprimieren.
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Die Druckschrift
DE 20 2004 015 372 U1 beschreibt eine Spritzgieß-Wendeplattenanlage, welche eine erste und eine zweite Formplatte sowie eine dazwischenliegende Wende-Formplatte aufweist.
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Die 1 und 2 der beigefügten Palette von Zeichnungen veranschaulichen entsprechend eine transparente Platte 1 (oder einen Teil davon), wobei an der rückwärtigen Oberfläche davon ein übergeformtes Teil aus einem nichttransparenten Kunststoffmaterial 2 vorhanden ist, typischerweise ein kontinuierliches oder diskontinuierliches umfängliches Element, dessen Verbindungsteil 3 mit der Platte 2 abgeschrägt ist, d.h. es hat eine Dicke, die in Richtung der Platte 1 abnimmt und mit einer Teilungskante 4 endet.
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Die 1 illustriert eine ideale Situation ohne vorhandene Deformationen der Platte 1, mit einer übergeformten Komponente 3.
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Die 2 illustriert stattdessen eine reale Situation, welche der Überformung des nichttransparenten Teils 2 an der Platte 1 mit konventionellen Techniken entspricht.
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Wie man in dieser Figur sehen kann, sind zumindest drei Defekte vorhanden: eine Eindrückung D1 an der vorderen Oberfläche der transparenten Platte 1, welche durch das Überformen des Teils 2 erzeugt wurde, eine Eindrückung D2 entlang dem Bereich der Verbindung 3 des übergeformten Teils 2 benachbart zu der Teilungskante 4, und eine konzentrierte Kompression D3 der Teilungskante 4 zwischen dem übergeformten Teil 2 und der hinteren Oberfläche der Platte 1.
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Diese Deformationen wurden prinzipiell durch eine inkorrekte Formung des Teils 2 und im Speziellen durch Überdrücke hervorgerufen, die wie beschrieben wurde, in optischen Defekten der Platte 1 resultieren, im fertigen Zustand sichtbar sind und daher inakzeptabel sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das oben genannte Problem zu lösen, die Beschränkungen, die durch die traditionellen Systeme des Überformens auftreten, zu beseitigen und eine effektive Produktion von Platten aus einem transparenten Material zu ermöglichen (oder, wie schon gesagt, auch aus nichttransparentem Material) mit nichttransparenten Teilen (oder, wie schon gesagt, auch aus transparenten Teilen), welche eine optimale Ästhetik, optische Eigenschaften genauso wie mechanische Eigenschaften aufweisen und frei von Deformationen sind.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 beziehungsweise durch einen Gegenstand nach Anspruch 8 gelöst.
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Ein Verfahren zur Herstellung von Platten, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden, mit übergeformten Teilen, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden, ist im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet, dass die Teile, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden, auf die Platte mittels der Injektionskompression übergeformt werden, wobei von dem Druck Verbindungsgebiete zwischen den übergeformten Teilen und der Platte ausgenommen werden.
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Aufgrund dieser Lösungsidee ist es möglich, effektiv die Entstehung der Defekte D1, D2 und D3, die vorher beschreiben worden sind, zu verhindern.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun im Detail beschrieben, nur mittels eines nicht beschränkenden Beispiels, mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung.
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In den Zeichnungen:
- ist 1 eine schematische partielle Querschnittsansicht der Platte, hergestellt aus einem Kunststoffmaterial, mit Teilen, die mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren übergeformt wurden;
- 2 ist eine Ansicht ähnlich zu der von 1, die die typischen Defekte zeigt, welche von den Verfahren des Überformens resultieren, die nicht im Einklang mit der Erfindung stehen;
- 3 ist eine schematische Repräsentation der Modalitäten des Überformens mit dem Verfahren gemäß der Erfindung; und
- 4 ist eine Ansicht ähnlich zu der von 3, welche die Methodik des Überformens zeigt, welche nicht im Einklang mit der Erfindung steht.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Das dargestellte Beispiel der Erfindung bezieht sich auf die Platte, hergestellt aus einem transparenten Kunststoffmaterial 1 und auf das Umfangselement 2, hergestellt aus nichttransparentem Kunststoffmaterial, schon betrachtet mit Bezug auf die 1 und 2.
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Allgemein ausgedrückt sieht das Verfahren zur Herstellung solch eines Zweikomponentenprodukts zwei aufeinander folgende Schritte vor, welche beide mit einer Presse zum Spritzgießen durchgeführt werden können, welche mit einer drehenden Platte ausgerüstet sind, und mit einer Presse des Stapelformtyps, mit einer drehenden Zentraloberfläche, z.B. des Typs welcher in dem bereits zitierten Dokument mit der Nummer
DE 102 17 584 A1 beschrieben wurde.
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Der erste Schritt sieht die Bildung der Platte 1 vor, mittels einer Injektion und - in geeigneter Weise - einer Kompression innerhalb einer Form, wobei die letztere gleichzeitig oder nachfolgend zu der Injektion durchgeführt wird.
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Dieser Schritt kann mit speziellen Lösungen durchgeführt werden, welche den Gegenstand von parallelen italienischen Patentanmeldungen bilden, welche am gleichen Tag durch den vorliegenden Anmelder eingereicht wurden.
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Dann wird die Form, innerhalb der die Platte 1 geformt wurde, von einer ersten Formstation zu einer zweiten Formstation transferiert, um den zweiten Schritt durchzuführen, der darin besteht, den nicht transparenten Teil 2 überzuformen.
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Das nicht transparente Material wird überinjiziert auf die rückwärtige Oberfläche der Platte 1 und gleichzeitig damit oder nachfolgend einem Kompressionsschritt ausgesetzt, der als Ergebnis des Ansatzes einer Gegenform 5 auf die Form ausgeführt wird, welche die Platte 1 enthält.
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In diesem Fall können auch die Schritte des Einspritzens und der Kompression durchgeführt werden unter Verwendung von speziellen und originalen Lösungen, welche den Gegenstand von parallelen italienischen Patentanmeldungen bilden, welche am gleichen Tag durch den vorliegenden Anmelder eingereicht wurden.
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Die Gegenform 5, die die Kompression des nichttransparenten Teils 2 durchführt, wirkt nicht auf die gesamte Ausdehnung des Teils 2 (wie es stattdessen in 4 dargestellt ist) aber wird auf solch eine Art und Weise erhalten, dass es die Kompression eines Verbindungsgebiets 3 zwischen dem Teil 2 und der Platte 1 ausschließt und offenbar auch die beiderseitige Trennkante 4.
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Ein Einsatz 6 kann möglicherweise an der Form bereitgestellt werden, im Bereich der Bildung des Verbindungsbereichs 3, zum Zweck, dass sowohl eine spezielle Konditionierung als auch ein Austreten von Luft erhalten wird, um die Formhohlräume des Teils 2 besser zu füllen, welche in jedem Fall keiner Kompression ausgesetzt werden.
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Am Ende des Kompressionsschrittes wird das erhaltene Zweikomponentenprodukt die ideale Gestalt aufweisen, welche in 1 dargestellt ist, frei von strukturellen und daraus folgenden optischen Defekten, so wie die vorher beschriebenen (D1, D2, D3) mit Bezug auf 2.
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Diese Defekte werden stattdessen im Allgemeinen vorhanden sein in dem Fall, wenn das Überformen des Teils 2 durchgeführt wird in der Art und Weise, wie sie in 4 dargestellt ist, d.h. durch das Aufbringen einer Kompression auch auf den Verbindungsbereich 3 zwischen dem Teil 2 und der Platte 1 und auf die Kante 4 der beiderseitigen Teilung.
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Natürlich können die Modalitäten der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung weit variieren mit Bezug auf das, was hierin beschrieben und dargestellt ist, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist. Folglich kann beispielsweise die Injektionskompression auf einige der übergeformten Teile der Platte angewendet werden, wobei für andere Teile andere Methoden verwendet werden können. Weiterhin ist, wie bereits am Anfang klargestellt, das erfindungsgemäße Verfahren auf Platten anwendbar (oder in jedem Fall nicht notwendigerweise auf bahnförmige Produkte) die aus transparentem Kunststoffmaterial oder auf andere Weise hergestellt wurden und auch die übergeformten Teile können entweder transparente Teile oder nicht transparente Teile sein, hergestellt aus einem unterschiedlichen Material oder aus dem gleichen Material wie das der Platte. Die Teile können weiterhin in unterschiedlichen Bereichen übergeformt sein anstatt in einem peripheren Bereich der Platte und in kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Anordnungen vorhanden sein.
