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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrkomponenten-Spritzteilen, insbesondere Gerätegehäuse- oder Karosserieblendenteilen, die vorderseitig eine Dekoroberfläche aufweisen, wobei die Spritzteile aus einem Trägerteil bestehen, auf dessen Vorderseite die Dekoroberfläche aufgebracht wird und das Trägerteil wenigstens einen etwa U-förmig verlaufenden Umbug-Abschnitt an einer seiner Kanten und Befestigungselemente an einer anderen Kante umfasst.
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Aus dem Stand der Technik sind derartige Mehrkomponenten-Spritzteile beispielsweise aus
DE 10 2008 020 151 A1 bekannt. Das in diesem Schutzrecht beschriebene Zierteil für ein Fahrzeug umfasst ein Trägerteil und ein Designteil. Das Trägerteil weist an einer Längsseitenkante einen Umbug und an der gegenüberliegenden Längsseitenkante einen Glasführkanal sowie eine sich aus der Haupterstreckungsebene des Zierteils erhebende Befestigungsfläche auf. Das Material für das Designteil ist PMMA.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Mehrkomponenten-Spritzteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass dieses hohen Qualitätsstandards entspricht und insbesondere die Kontaktoberfläche des Trägerteils keine durch den Fertigungsprozess des Trägerteils bedingten „Oberflächenstörungen”, die beispielsweise aus den Angusspunkten und/oder Auswerferstiften resultieren, aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, durch das erfindungsgemäße Verfahren trotz der Einhaltung der Qualitätsstandards eine hohe Produktionsrate der Mehrkomponenten-Spritzteile zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2–10 bzw. 12–15.
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Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass das Trägerteil von seiner Rückseite her über einen Kaltkanalverteiler gespritzt wird derart, dass auf der mit der Dekoroberfläche zu versehenden Vorderseite keine Anspritzpunkte vorhanden sind, wobei das Spritzmaterial der Rückseite des Trägerteils über einen zumindest bereichsweise im Inneren eines den Umbug innen formenden Formschiebers angeordneten Anspritzkanal zugeführt wird, wobei
- – der bei einem Entformungsvorgang des Umbug-Abschnitts den durch den Anspritzkanal gebildeten Anguss ablöst und zum Auswerfen freilegt oder
- – ein Anguss durch Einwirkung eines Auswerfers abgelöst und ausgeworfen wird.
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Aufgrund einer gegebenenfalls limitierten Flächengröße zwischen dem Umbug-Abschnitt und den Befestigungselementen ist es nicht so ohne weiteres möglich, an dieser „Rückseite” des Trägerteils die Anspritzpunkte vorzusehen, da das Werkzeug, welches den Zuführkanal für das Spritzgussmaterial enthält, gewisse Freiräume benötigt. Insbesondere durch den Umbug-Abschnitt, der eine weitere, sich nicht parallel zur Auswerferrichtung bewegende Umbug-Hinterschnittfreigabebewegung ausführen muss, limitiert und/oder eliminiert ferner die Möglichkeiten der Anordnung des Anspritzpunkts konventioneller Werkzeuge an der Rückseite des Trägerteils. Um trotz der Anordnung eines Umbug-Abschnitts und der limitierten Kontaktfläche für das Werkzeug einen Anspritzpunkt zu realisieren, stellt das erfindungsgemäße Verfahren darauf ab, dass im Inneren eines den Umbug innen formenden Formschiebers ein Anspritzkanal zum Zuführen des Spritzgussmaterials an die Rückseite des Trägerteils angeordnet ist. Dadurch, dass Angusspunkte auf der Vorderseite vermieden werden, ist die Basis für hochwertige (z. B. dünne, flächige, störungsfreie) Dekoroberflächen auf der Trägerteilvorderseite gelegt.
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Während des Entformungsvorgangs des Umbug-Abschnitts wird der durch den Anspritzkanal gebildete Anguss abgelöst und zum Auswerfer freigelegt. Mit anderen Worten wird innerhalb des Werkzeugs das nicht in die Kavität der Form verbrachte Spritzgussmaterial als Ausschuss betrachtet, wobei dieses Material durch zumindest die Relativbewegung des den Umbug-Abschnitt innen formgebenden Formschiebers zu weiteren formgebenden Teilen des Werkzeugs zur Entnahme freigegeben wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Anspritzkanal zumindest abschnittsweise zwischen einer den Umbug außen formenden Formleiste und dem Formschieber gebildet. Für den Entformungsvorgang wird der Formschieber sowohl zur Freigabe des Hinterschnitts des Umbug-Abschnitts bewegt als auch relativ zu der den Umbug außen formenden Formleiste, um den im Anspritzkanal befindlichen Anguss freizugeben. Damit wird beim Entformungsvorgang Formschieber und Formleiste voneinander getrennt, wodurch der zwischen diesen liegende Anguss zumindest bereichsweise zum Auswurf freigelegt wird.
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Ferner kann beim Entformungsvorgang der Formschieber gegenüber einem Formeinsatz eine Öffnungsbewegung und gegenüber dem Trägerteil eine entlang der gespritzten Rückseite verlaufende Bewegung ausführen. Durch die entlang der gespritzten Rückseite verlaufende Bewegung des Formschiebers kann die Verbindung des Angusses von der Rückseite gelöst werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Spritzmaterial durch wenigstens eine Taumel-, Sichel- oder Hakenanbindung der Rückseite des Trägerteils zugeführt. Diese Tunnel-, Sichel- oder Hakenanbindung kann dabei abschnittsweise in oder an der Formleiste verlaufen und von dieser in den Formschieber hineinlaufen.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anguss über einen im Formeinsatz angeordnet und geführten Auswerfer ausgeführt wird, wenn der Formschieber von der Formleiste und von dem Formeinsatz beabstandet ist. Durch die Anordnung eines Auswerfers im Formeinsatz und durch Führen dieses Auswerfers im Formeinsatz kann dieser Auswerfer bei Auseinanderfahren der Formleiste und des Formeinsatzes dazu verwendet werden, um den Anguss auszuwerfen.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Formschieber durch den Formeinsatz bei einer Öffnungsbewegung entlang einer Bahn geführt wird, die zur Rückseite des Trägerteils einen stumpfen Winkel einschließt, insbesondere einen Winkel von 80° und 89°, wobei bei der Öffnungsbewegung des Formschiebers die Bewegung gegenüber der Rückseite ausgelöst wird und das Spritzteil von dem Formteil beabstandet wird. Damit führt der Formschieber relativ zu einem Formeinsatz eine Bewegung mit zwei Bewegungskomponenten, nämlich in x- und y-Richtung aus, wobei die y-Richtung als eine parallele Bewegung zu der Öffnungsbewegung der die Kavität freigebenden Teile und die x-Richtung eine parallel zur der den Umbug-Abschnitt freigebende Bewegung beschreibt (z. B. parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägerteils). In der dargestellten Ausführungsform sind die x- und y-Bewegungsanteile derart verwirklicht, dass als resultierende Bewegung des Formschiebers relativ zum Formeinsatz ein Winkel von 80° bis 89° realisiert wird und damit der x-Komponente ein verstärkter Bewegungsanteil zuteil wird. Schließlich ist es vorteilhaft, wenn zumindest während des Spritzvorgangs der Formeinsatz und/oder der Formschieber durch ein Kühlmittel beaufschlagt wird, wobei das Kühlmittel den Formeinsatz und/oder den Formschieber in jeweils dessen Inneren zumindest bereichsweise durchsetzt.
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Neben dem Verfahren umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei zumindest durch einen Formeinsatz, einen Formschieber und eine Formleiste Abschnitte einer Kavität gebildet werden, in welcher das Formteil gespritzt wird, wobei im Bereich des Formschiebers und der Formleiste ein Anspritzkanal vorgesehen ist, der den Formschieber teilweise durchsetzt und der durch eine Öffnungsbewegung zwischen Formteil, Formschieber und Formleiste derart freigegeben wird, dass ein Anguss durch einen im Formteil angeordneten Auswerfer beaufschlagbar und auswerfbar ist. Dadurch dass der Anspritzkanal zumindest teilweise den Formschieber durchsetzt, kann, obwohl das Trägerteil einen nach innen weisenden Umbug-Abschnitt umfasst, trotz der beschränkten Platzverhältnisse ein Anspritzkanal an der Rückseite (der dem Umbug zugeordneten Seite) des Trägerteils angeordnet werden.
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Vorzugsweise sieht die Vorrichtung vor, dass zwischen dem Formeinsatz und dem Formschieber ein Führungselement angeordnet ist, welches bei einer Öffnungsbewegung zwischen Formschieber und Formeinsatz den Formschieber schräg zur Rückseite des Spritzteils führt. Die Anordnung eines Führungselements zwischen dem Formeinsatz und den Formschieber ermöglicht einen zuverlässig arbeitenden Prozess zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass die Relativbewegungen vom Formschieber und Formeinsatz zueinander und zum Trägerteil zuverlässig ausführbar ist.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anspritzkanal abschnittsweise zwischen dem Formeinsatz und der Formleiste und abschnittsweise zwischen der Formleiste und dem Formschieber verläuft. Grundsätzlich ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass Grenzflächen bzw. Aussenkanten des Formeinsatzes und/oder der Formleiste zumindest abschnittsweise Wände des Anspritzkanals bilden.
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Der Anspritzkanal kann ferner als Tunnel-, Sichel- oder Hakenanbindung abschnittsweise in der Formleiste und von dieser abschnittsweise innerhalb der Formleiste verlaufen und von dieser sich in den Formschieber hineinerstrecken.
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Das die Dekoroberfläche bildende Dekormaterial kann zumindest auf die Vorderseite des Trägerteils nach Art eines Spritzgußverfahrens oder nach Art eines Flutverfahrens aufgebracht werden. Ein Flutverfahren oder auch „Überfluten” verwendet zum Beispiel ein niedrigviskoses Material, das meist nahezu drucklos in die Kavität eingebracht wird. Hierfür eignet sich unter anderem Polyurethan.
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Das Befestigungselement kann zur Befestigung des Mehrkomponenten-Spritzteils an einen weiteren Gegenstand dienen. Zum Beispiel umfasst das Befestigungselement Rastnasen, um das Trägerteil an eine B-Säule eines Kfz zu befestigen.
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Die Dekoroberfläche kann sich im Endmontagezustand durch seine glänzende, matte und/oder feste Oberflächeneigenschaft auszeichnen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:
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1a: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile zur Herstellung eines Trägerteils in einer geschlossenen Werkzeugstellung;
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1b: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 1a, wobei eine erste Formabdeckung und eine Formschiene vom Formeinsatz weggefahren wurde;
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1c: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 1b, wobei die Formleiste, der Formschieber und das Formteil in eine vom Formeinsatz beabstandete Position verfahren wurde;
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1d: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 1c, wobei durch einen Auswerfer der Anguss in eine Position zwischen der Gruppe des Formschiebers, der Formleiste, des Trägerteils und dem Formeinsatz verfahren wurde;
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1e: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 1d, wobei der Auswerfer in seine Ausgangsposition zurückverfahren wurde;
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1f: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 1e, wobei der Anguss entnommen wird;
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2a: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile einer zweiten Ausführungsform, wobei die Werkzeugteile eine geschlossene Kavität zum Spritzen des Trägerteils bilden.
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2b: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 2a, wobei die erste Formabdeckung und die Formschiene in eine vom Formeinsatz beabstandete Position verfahren wurde;
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2c: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 2b, wobei ein Auswerfer den Anguss aus seiner ursprünglichen Lage und relativ zum Formeinsatz herausbewegte;
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2d: eine schematische Darstellung mehrerer Werkzeugteile gemäß 2c, wobei die Formleiste, der Formschieber und das Trägerteil in eine vom Formeinsatz beabstandete Position verfahren wurde;
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3 eine schematische Darstellung des gebildeten Trägerteils im Längsschnitt;
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4 eine schematische Unteransicht des Trägerteils gemäß 3;
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5 eine schematische Darstellung des Mehrkomponenten-Spritzteils bestehend aus einem Trägerteil und einem Dekormaterial.
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In den Zeichnungsfiguren 3–5 ist ein Mehrkomponenten-Spritzteil 1, das insbesondere ein Gerätegehäuse oder Karosserieblendenteil sein kann, dargestellt. Auf der Vorderseite wird eine Dekoroberfläche in Form eines Dekormaterials 2 auf ein als Spritzteil ausgebildetes Trägerteil 3 aufgebracht, wobei auf der Vorderseite 4 des Trägerteils 3 die Dekoroberfläche bzw. das Dekormaterial 2 z. B. aufgespritzt oder aufgeflutet wird und das Trägerteil 3 wenigstens einen etwa U-förmig verlaufenden Umbug-Abschnitt 5 an einer seiner Kanten 6 und Befestigungselemente 7 an einer weiteren Kante 8 umfasst. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um ein Zierblendenteil für ein Kfz im z. B. B-Säulenbereich, wobei das Befestigungselement 7 neben seiner Befestigungsfunktion auch einen Glasführkanal 9 für eine Heckscheibe (nicht dargestellt) verwendet werden kann.
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Das Trägerteil 3 wird erfindungsgemäß von seiner Rückseite 10 her über einen Kaltkanalverteiler gespritzt, wobei auf der Vorderseite 4 keine Anspritzpunkte vorhanden sind. Das Spritzmaterial bzw. der Angoss 11 wird der Rückseite 10 des Trägerteils 3 durch einen zumindest bereichsweise im Inneren eines den Umbug 5 innen formenden Formschiebers 12 angeordneten Anspritzkanal 13 zugeführt, der bei einem Entformungsvorgang des Umbug-Abschnittes 5 den durch den Anspritzkanal 13 gebildeten Anguss 11 ablöst und zum Auswerfen freigibt.
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Die wesentlichen Werkzeugelemente werden anhand der Ausführungsform gemäß der Zeichnungsfigur 1a–1f nachfolgend beschrieben. Das Werkzeug umfasst hierbei einen quasi als Basis wirkenden Formeinsatz 14, eine zumindest Bereiche des Umbug-Abschnittes 5 bildende Formleiste 15, einen Formschieber 12, eine Formschiene 16 sowie eine erste Formabdeckung 17. Diese Elemente 12, 14, 15, 16 und 17 bilden eine Kavität, die ausgespritzt wird und die das Trägerteil 3 bildet. Das Ablösen der Kontaktstelle 23 des Angusses 11 von dem Trägerteil 3 ist im Übergang der Zeichnungsfigur 1b auf 1c erkennbar, wobei der den Umbug 5 innen formende Formschieber 12 eine Bewegung sowohl in y- als auch in x-Richtung (vgl. Pfeile) ausführt, wobei durch diese resultierende Bewegung der verjüngte Kontaktpunkt 23 des Angusses 11 mit dem Trägerteil 3 zumindest zum Teil „abgeschert” wird. Nachdem das Trägerteil 3, der Formschieber 12 und die Formleiste 15 ohne Relativbewegung zueinander, jedoch relativ zum Formeinsatz 14, eine überlagerte x-y-Bewegung ausgeführt haben (vgl. 1b zu 1c) wird der Anguss 11 über den Auswerfer 18 von dem Formeinsatz 14 herausgedrückt (vgl. 1d). Nachdem der Auswerfer 18 wieder in seine Ursprungsposition zurückverfahren wurde (vgl. 1e) wird der Anguss 11 anschließend aus dem Werkzeug entnommen (vgl. 1f).
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Ein vorteilhaftes Merkmal der dargestellten Ausführungsform ist die relative Bewegung des Formschiebers 12 in die x-Richtung und damit auch relativ zum Trägerteil 3. Mit dieser Relativbewegung wird der den Innenbereich des Umbugs bildende Bereich 19 des Formschiebers 12 derart freigegeben, dass das Trägerteil 3 durch eine Bewegung in y-Richtung von dem Formschieber 12 und der Formleiste 15 wegbewegt werden kann (vgl. Ausgangsposition aus 1c–1f).
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Um ein gutes Lösen des Angusses 11 von dem Trägerteil 3 zu erreichen, ist es vorteilhaft, den Anspritzkanal 13 sich zumindest abschnittsweise zwischen einer den Umbug 5 außen formenden Formleiste 15 und dem Formschieber 12 bilden zu lassen. Durch die x-Richtung-Bewegungskomponente des Formschiebers 12 wird ferner eine Relativverlagerung des Formschiebers 12 zu der Formleiste 15 ausgeführt, die wiederum den zwischen diesen Teilen 12, 15 liegenden Anguss 11 freigibt und damit den Auswurf des Angusses 11 ermöglicht. Der Formschieber 12 wird vorzugsweise in einer schrägen Bewegung bewegt, die sowohl Komponenten in y-Richtung als auch in x-Richtung aufweist. Damit führt der Formschieber 12 beim Entformungsvorgang gegenüber dem Formeinsatz 14 eine Öffnungsbewegung aus, so dass gegenüber dem Trägerteil 3 eine entlang der gespritzten Rückseite 10 verlaufende Bewegung (hier nahezu eine ausschließliche Relativbewegung des Formschiebers 12 zum Trägerteil 3 in x-Richtung) vollzogen wird.
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Das Spritzmaterial zur Bildung des Trägerteils 3 wird der Rückseite 10 durch wenigstens eine Tunnel-, Sichel- oder Hakenanbindung A zugeführt wird. Diese Tunnel-, Sichel- oder Hakenanbindung A verläuft zumindest abschnittsweise in oder an der Formleiste 15 und von dieser in den Formschieber 12 hinein.
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Der Anguss 11 wird über einen im Formeinsatz 14 geführten Auswerfer 18 ausgeworfen, insbesondere dann, wenn der Formschieber 12 von der Formleiste 15 und von dem Formeinsatz 14 beabstandet ist oder sich von diesem beabstandet.
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Der Formschieber 12 wird durch den Formeinsatz 14 bei der Öffnungsbewegung entlang einer Bewegungsbahn 20 geführt, die zur Rückseite 10 des Trägerteils 3 bzw. zur Haupterstreckungsebene des Trägerteils 3 einen stumpfen Winkel α einschließt, wobei der Winkel α zwischen 80° und 89° beträgt. Während der Öffnungsbewegung des Formschiebers 12 wird die Bewegung gegenüber der Rückseite 10 ausgelöst und das Trägerteil 3 von dem Formeinsatz 14 beabstandet.
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Während des Spritzvorgangs wird der Formeinsatz 14, der Formschieber 12, die Formleiste 15 und/oder die Formabdeckung 17 durch ein Kühlmittel beaufschlagt, wobei das Kühlmittel durch Kühlkanäle 21 in wenigstens einem der Elemente 12, 14, 15, 16, 17 durchgeführt wird. In der dargestellten Ausführungsform weist der Formeinsatz 14, die Formschiene 16 sowie die Formabdeckung 17 Kühlkanäle 21 zur Durchführung eines Kühlmediums auf.
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Zum Anspritzen des Dekorelementes 2 kann die erste Formabdeckung 17 durch eine zweite Formabdeckung (nicht dargestellt) ausgetauscht werden. Diese zweite Formabdeckung bildet im zusammengesetzten Zustand mit dem Trägerteil 3 eine weitere Kavität zur Bildung des Dekorelementes 2.
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In den Zeichnungsfiguren 2a–2d ist eine alternative Ausführung der Werkzeuge zur Bildung des Trägerteils 3 dargestellt. Hierbei wird ebenfalls wie im vorhergehend beschriebenen Verfahren in einem ersten Schritt die Formabdeckung 17 und die Formschiene 16 relativ zu den übrigen Werkzeugteilen aufgefahren (vgl. Zeichnungsfigur 2b). Anschließend wird durch einen Auswerfer 18 der Anguss 11 aus der Formleiste 15 „herausgedrückt”. Der sichelartige Bereich 22 des Angusses 11 ist hierbei flexibel, entweder dadurch dass das Material noch nicht vollständig erstarrt ist oder dass die Geometrie des Bereichs 22 derart gewählt ist, dass sich diese im Hinblick auf das verwendete Material verbiegt. Durch die temporäre Verbiegung des Bereichs 22 des Angusses 11 kann dieser aus dem Anspritzkanal 13 „herausgezogen” werden. Nachdem der Anguss 11 aus den Werkzeugteilen zumindest bereichsweise herausgefahren wurde, wird analog zu dem vorher beschriebenen Verfahren die Formleiste 15, der Formschieber 12 und das Trägerteil 3 relativ zu dem Formeinsatz 14 in eine beabstandete Position verfahren (vgl. 2d). Während dieser im Wesentlichen in die y-Richtung verlaufenden Bewegung der Elemente 12, 15 und 3 ist analog zum vorher beschriebenen Verfahren erkennbar, dass das Trägerteil 3 und die Formleiste 15 im Wesentlichen keine Relativbewegung zueinander ausführen und im Gegensatz dazu der Formschieber 12 eine Bewegung sowohl in x- als auch in y-Richtung ausführt, wobei die x-Komponente den Formschieber 12 während der Bewegung eine relative Verlagerung gegenüber dem Trägerteil 3 und der Formleiste 15 ausführen lasst. Diese Relativbewegung ermöglicht die „Befreiung” des Umbug-Abschnittes 5 von dem den Umbug 5 innen formenden Bereich 19 des Formschiebers 12, so dass das Trägerteil 3 durch eine ausgehend von Zeichnungsfigur 2d in y-Richtung ausgeführten Bewegung linear relativ zu dem Formschieber 12 und der Formleiste 15 bewegt und schließlich aus dem Werkzeug entnommen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- α
- Winkel
- y
- Pfeil
- x
- Pfeil
- A
- Tunnel-, Sichel- oder Hakenanbindung
- 1
- Mehrkomponenten-Spritzteil
- 2
- Dekormaterial
- 3
- Trägerteil
- 4
- Vorderseite v. 3
- 5
- Umbug-Abschnitt
- 6
- Kante v. 3
- 7
- Befestigungselement
- 8
- Kante v. 3
- 9
- Glasführkanal
- 10
- Rückseite v. 3
- 11
- Anguss
- 12
- Formschieber
- 13
- Anspritzkanal
- 14
- Formeinsatz
- 15
- Formleiste
- 16
- Formschiene
- 17
- Formabdeckung
- 18
- Auswerfer
- 19
- Bereich v. 12
- 20
- Bahn
- 21
- Kühlkanal
- 22
- Bereich v. 11 (Sichel)
- 23
- Kontaktstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008020151 A1 [0002]
