DE102010022731A1

DE102010022731A1 - Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Spritzgusswerkzeug

Info

Publication number: DE102010022731A1
Application number: DE102010022731A
Authority: DE
Inventors: Jesús Gonzalez Garcia
Original assignee: Eurostyle Automotive Amurrio SA
Current assignee: Megatech Industries Intellectual Property SL
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-01-05
Also published as: ES2383875A1; FR2946560B1; CZ2010471A3; ES2383875B1; FR2946560A1

Abstract

Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Spritzgusswerkzeug, nämlich Formteile aus thermoplastischen Materialien (A, B und C), die aus einem ersten, weichen oder halbweichen Aufbaumaterial (A), einem zweiten, weichen Material (B) und einem dritten, harten, ästhetischen Außenmaterial (C) gebildet werden, umfassend die Verwendung eines Spritzgusswerkzeuges (1), das aus einer unteren drehbaren Werkzeughälfte (2), die mit radial in einem gleichbleibenden Abstand von 120º angeordneten Kavitäten (3) versehen ist, sowie aus Oberteilen (4, 4', 4''), die in jeder der drei Einspritz-Stationen (5, 6 und 7) des Spritzgusswerkzeuges angeordnet sind, besteht. Das Spritzgusswerkzeug dreht nach jedem Einspritzvorgang um 120º und in den Stationen (5, 6 und 7) wird gleichzeitig das erste Material (A) in der ersten Station (5), das zweite Material (B) in der zweiten Station (6) und das dritte Material (C) in der dritten Station (7) eingespritzt, wonach das fertige Formteil in dieser letzten Station (7) ausgeworfen wird.

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Wie schon der Titel aussagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Spritzgusswerkzeug, welches nachstehend im Detail angegebene, nennenswerte Vorteile bringt, die eine verbesserte Alternative zu den derzeit bekannten Herstellungssystemen und -verfahren mit demselben Zweck darstellen.
Genauer gesagt betrifft der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen – mittels Spritzgusswerkzeug –, die aus drei verschiedenen thermoplastischen Materialien bestehen und daher unterschiedliche Gießphasen benötigen, welches Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass eine dieser Phasen eliminiert werden kann, wodurch sich die Wartezeiten zum Erhalt der fertigen Formteile vorteilhaft verkürzen und dies hat eine große Auswirkung auf die Produktionskosten und folgedessen auf den Endpreis des Produktes.
Diese Formteile sind, ohne dass dies eine Einschränkung darstellen soll, bevorzugt zu ihrer Verwendung in der Automobilproduktion bestimmt, weshalb die zu deren Herstellung aufgewendeten Zeiten wichtig sind, denn sie sind Teil einer Produktionskette mit einer üblicherweisen hohen Stückzahl. Daher ist die Zeiteinsparung bei solchen Prozessen ein sehr wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss, und in manchen Fällen sogar entscheidend sein kann.
GEBIET DER ERFINDUNG
Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung liegt im technischen Sektor der Spritzgussteile, insbesondere Trimaterial-Formteile herstellenden Industrie, und betrifft im Resonderen den Automobilsektor und damit in Zusammenhang stehende Unternehmen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Mehrkomponentenspritzguss-Technologie umfasst bekannterweise eine breite Palette von Techniken und kann als Spritzgießen von mehr als einem Material oder mehr als einer Komponente in ein und dasselbe Werkzeug und in einem Vorgang ohne zusätzliche Schritte außerhalb der Maschine definiert werden, wobei die derzeit und im Allgemeinen meistverwendeten Techniken die Mehrfarben- und Multimaterialtechnik sind, bei der zwei oder mehrere thermoplastische Materialien verwendet werden.
Im Allgemeinen erfordern herkömmliche Herstellungsprozesse von Multimaterial-Formteilen pro verwendetes Material eine Einspritzphase in das Werkzeug, wobei dazwischen die notwendigen Trocknungszeiten einzuhalten sind, damit keine Mischungen entstehen oder unerwünschte Ergebnisse erzielt werden, wobei es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Herstellung von Formteilen aus drei verschiedenen Materialien in einer einzigen Einspritzphase anstelle von drei Phasen zu ermöglichen, wie dies bei einem normalen Vorgang der Fall wäre, um damit eine wesentliche Reduzierung der insgesamt für den Erhalt des Formteils aufgewendeten Zeit zu erreichen.
Andererseits sei darauf verwiesen, dass dem Antragsteller kein anderes Verfahren bekannt ist, das dem hier empfohlenen ähnlich ist oder ähnliche technische Merkmale aufweist.
ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäß verbesserte Verfahren zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Spritzgusswerkzeug stellt eine bemerkenswerte Neuheit in seinem Anwendungsgebiet dar, wobei die kennzeichnenden Einzelheiten, die es ermöglichen und von anderen bereits bekannten Verfahren unterscheiden, nachstehend ausführlich beschrieben und in den am Ende dieser Beschreibung beigefügten Patentansprüchen ordnungsgemäß erfasst werden.
Genauer gesagt betrifft das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Trimaterial-Formteilen, bestehend aus einem ersten Material, zum Beispiel einem Aufbaumaterial, das hart sein kann, bevorzugt jedoch weich oder halbweich ist, einem zweiten weichen Material, das zum Beispiel ein Dichtungsmaterial ist, wie etwa eine seitliche Gummilippe und einem dritten harten Material, das den äußeren Teil bildet und zum Beispiel einen ästhetischen Charakter hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einem drei-Stationen-Werkzeug durchgeführt, bei dem nicht der Kern bewegt wird, sondern das Werkzeug drehen kann und drei radial angeordnete Ausnehmungen zum Herstellen der Formteile aufweist, wobei in einem einzigen Einspritzvorgang in den drei Stationen gleichzeitig Material in jede der drei Ausnehmungen eingespritzt wird, so dass der Einspritzzyklus genau so lange dauert, als erzeugte man den Formteil aus einem einzigen Material.
Dazu besteht das Verfahren aus einer ersten Station, bei der ein erstes Material oder Aufbaumaterial in eine der Kavitäten des Werkzeugs eingespritzt wird, aus einer zweiten Station, bei der ein zweites oder weiches Material eingespritzt wird und einer dritten Station, bei der das dritte Material, ein hartes, ästhetisches Außenmaterial eingespritzt wird. Diese Spritzvorgänge erfolgen gleichzeitig in jeder der beschriebenen Stationen für ein jeweils anderes Formteil und wenn sie abgeschlossen sind, wird das Werkzeug um 120° gedreht und der Vorgang wiederholt sich, wobei das nächste Material in die daneben liegenden Kavität gespritzt wird, so dass nach jeder Drehung um 120° nacheinander das erste, das zweite und das dritte Material eingespritzt werden, wonach das fertige Formteil aus dieser letzten Station ausgeworfen wird.
Damit erreicht man, dass in der zweiten Station, während das zweite oder weiche Material eingespritzt wird, das wie schon erwähnt beispielsweise eine seitliche Gummilippe sein kann, das erste, bereits eingespritzte Material oder Aufbaumaterial Zeit zum Auskühlen hat, und damit das Einspritzen des dritten oder ästhetischen Materials problemlos erfolgen kann, ohne dass das erste oder Aufbaumaterial mitgeführt wird.
Das oben beschriebene, verbesserte Verfahren zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Einspritzwerkzeug stellt daher eine Neuheit hinsichtlich der strukturellen und baulichen Merkmale dar, wie sie bisher zu diesem Zweck nicht bekannt waren. Diese Gründe statten es zusammen mit seiner praktischen Brauchbarkeit in begründeter Weise hinreichend aus, um das Privileg der Exklusivität, das beantragt wird, zu erhalten.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der Erfindung sind der vorliegenden Beschreibung einige Zeichnungen beigefügt, in denen in beispielhafter, nicht jedoch in beschränkender Weise eine Ausführungsform des den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Spritzgusswerkzeug entsprechend den Prinzipien der Patentansprüche dargestellt ist.
Es zeigen:
1 bis 3: drei Schnittansichten des Werkzeugs während des Einspritzvorgangs, in denen man jeweils separat jede der drei radial angeordneten Stationen sieht, in denen die drei verschiedenen Materialien eingespritzt werden,
4: eine Draufsicht auf das offene Werkzeug, bei dem die Anordnung der Kavitäten, in die in jeder Station Material eingespritzt werden muss, zu erkennen ist.
BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DER ERFINDUNG
Bei Betrachtung der erwähnten Figuren und in Übereinstimmung mit der angenommenen Nummerierung ist zu erkennen, dass man zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von einem Spritzgusswerkzeug (1) ausgeht, das aus einer drehbaren unteren Werkzeughälfte (2) mit drei identischen, radial mit einem regelmäßigen Abstand von 120° angeordneten Bereichen mit Kavitäten (3) und aus an jedem der drei vorgesehenen Einspritz-Stationen (5, 6 und 7) vorgesehenen Oberteilen (4, 4', 4'') besteht, welche Kavitäten aufweisen, deren Form entsprechend der Form, die jedes der drei das herzustellende Trimaterial-Formteil bildenden thermoplastischen Materialien (A, B und C) anzunehmen hat, variiert.
Die genannten Materialien bestehen ihrerseits aus einem ersten, vorzugsweise weichen oder halbweichen Material (A) oder Aufbaumaterial, einem zweiten Material (B) oder weichem Material und einem dritten Material (C) oder ästethischen Außenmaterial, das hart ist. Dieses Werkzeug (1), genauer gesagt die untere Werkzeughälfte (2) dreht sich in jeder Einspritzphase um 120°, so dass sich jeder der Bereiche mit den Kavitäten (3) in jeweils einer der drei Einspritzstationen (5, 6 und 7) für je eines der drei Materialien (A, B und C) positioniert.
Auf diese Weise umfasst das Verfahren eine erste in 1 gezeigte Station (5), in der ein Oberteil (4) auf eine der Kavitäten (3) des Werkzeugs gesetzt und das erste Material (A) oder Aufbaumaterial eingespritzt wird, in einer zweiten Station (6) wird ein anderes Oberteil (4') des Werkzeugs aufgesetzt und ein zweites, weiches Material eingespritzt und in einer dritten Station (7) wird ein drittes Oberteil (4'') des Werkzeugs aufgesetzt und ein drittes Material oder hartes, ästhetisches Außenmaterial eingespritzt.
Diese Einspritzvorgänge erfolgen zeitgleich in jeder der drei Stationen (5, 6 und 7) in den drei radial angeordneten Bereichen des Werkzeuges und am Ende derselben, dreht sich die untere Werkzeughälfte (2) um 120° und der Vorgang wiederholt sich, wobei das nächste Material auf den Vorspritzling in der daneben liegenden Kavität gespritzt wird, d. h. dass nach erfolgter Drehung um 120° das erste in der ersten Station (5) eingespritzte Material (A) in der zweiten Station (6) positioniert wird, wo das zweite Material (B), nämlich eine seitliche Lippe aufgespritzt wird und gleichzeitig im angrenzenden Bereich des Werkzeugs auf das erste und zweite Material in der dritten Station (7) das dritte Material (C) aufgespritzt wird.
Wenn nun das Werkzeug nochmals um 120° dreht, hatte das erste Material (A) Zeit genug, um in der zweiten Station (6) zu trocknen und problemlos das Aufspritzen des dritten Materials (C) in der dritten Station zu tolerieren.
Auf diese Weise dreht das Werkzeug nach jedem Einspritzvorgang um 120° und in jeder der drei Stationen (5, 6 und 7) erfolgt gleichzeitig ein Einspritzvorgang, in der ersten Station (5) wird das erste Material (A) eingespritzt, in der zweiten Station (6) das zweite Material (B) und in der dritten Station (7) das dritte Material (C). In der letzten Station (7) wird das fertige Formstück dann ausgeworfen.
Nachdem das Wesen der vorliegenden Erfindung sowie die Art und Weise, wie sie in die Praxis umzusetzen ist, ausreichend beschrieben wurde, bedarf es keiner weiteren Erläuterungen mehr, damit der Fachmann die Reichweite der Erfindung und die daraus abzuleitenden Vorteile erkennen kann, wobei festgehalten wird, dass die Erfindung im Rahmen ihrer Wesentlichkeit in anderen Ausführungsformen, die sich in Einzelheiten Ton der beispielhaft angegebenen unterscheiden und die ebenfalls in ihrem Schutzumfang liegen, in die Praxis umgesetzt werden kann, soferne das wesentliche Prinzip nicht modifiziert oder abgeändert wird.

Claims

Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Spritzgusswerkzeug, der Art von Trimaterial-Formteilen aus thermoplastischen Materialien (A, B, C) wie sie bevorzugt in der Automobilherstellung Anwendung finden, und die aus einem bevorzugt weichen oder halbweichen ersten Material (A) oder Aufbaumaterial, einem zweiten oder weichen Material (B) wie etwa einer seitlichen Gummilippe, und einem dritten Material (C) oder hartem, ästhetischen Außenmaterial bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung ein Spritzgusswerkzeug (1) verwendet wird, das aus einer drehbaren unteren Werkzeughälfte (2) mit drei identischen, radial mit einem Abstand von 120° angeordneten Bereichen mit Kavitäten (3) einerseits und Oberteilen (4, 4', 4'') andererseits besteht, welche Oberteile Kavitäten aufweisen, deren Form entsprechend der Form, die jedes der drei das Trimaterial-Formteil bildenden thermoplastischen Materialien (A, B und C) anzunehmen hat, variiert, und welche Oberteile jeweils in einer der drei in diesem Spritzgusswerkzeug vorgesehenen Einspritz-Stationen (5, 6 und 7) positioniert werden, so dass das Werkzeug nach jedem Einspritzvorgang um 120° dreht und jede der drei Stationen (5, 6 und 7) gleichzeitig das erste Material (A) in der ersten Station (5), das zweite Material (B) in der zweiten Station (6) und das dritte Material (C) in der dritten Station (7) einspritzen, worauf das fertige Formteil in dieser letzten Station (7) ausgeworfen wird.
Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Trimaterial-Formteilen mittels Spritzgusswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Station (5), in der eine der Kavitäten (3) des Spritzgusswerkzeugs mit einem Oberteil (4) geschlossen wird, das erste Material (A) eingespritzt wird, in der zweiten Station (6) ein anderes Oberteil (4') auf das Spritzgusswerkzeug aufgesetzt und ein zweites Material (B) eingespritzt wird und in einer dritten Station (7) ein drittes Oberteil (4'') auf das Spritzgusswerkzeug aufgesetzt und ein drittes Material (C) eingespritzt wird, wodurch das Einspritzen der drei Materialien gleichzeitig in jeweils einer der drei Stationen (5, 6 und 7) erfolgt und am Ende desselben die untere Werkzeughälfte (2) um 120° dreht und der Vorgang sich wiederholt.