DE102013103653B4

DE102013103653B4 - Verfahren zur fertigung eines kunststoffteils und gerät zudessen durchführung sowie resultierendeskunststoffprodukt

Info

Publication number: DE102013103653B4
Application number: DE102013103653.8A
Authority: DE
Inventors: Denis Dutouquet; Jacques Fevrier; Olivier HOCHART; Thierry Goislard
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: SMRC Automotive Holdings Netherlands BV
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: CN103372951B; CN103372951A; DE102013103653A1; FR2989620B1; FR2989620A1

Abstract

Verfahren zur Fertigung eines Kunststoffteils (12‘), einschließlich der folgenden Schritte: – Erhitzen eines Kunststoffmaterials (12), – Formen des Kunststoffmaterials (12) in den Hohlräumen einer Form (1), und – Öffnen der Form (1) und Ausstoßen des resultierenden Kunststoffteils (12‘), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Positionieren mehrerer Einsätze (3) auf einer Schablone (2), und, – vor dem Schritt, bestehend in dem Formen des Kunststoffmaterials, Übergeben der Einsätze (3) aus dieser Schablone (2) in die Form (1), indem die Schablone an einen Hohlraum der Form (1) geführt wird, um die relative Positionierung der Einsätze (3) beizubehalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt umfasst, der in dem Festhalten der Einsätze (3) in der Form (1) durch pneumatische Saugkraft besteht, bei dem das Festhalten der Einsätze (3) einerseits mittels einer Saugvorrichtung der Form (1) und andererseits mittels einem Satz Perforationen (7) in der Hohlraumoberfläche der Form (1), um die Einsätze (3) aufzunehmen, erfolgt, wobei sich von den Perforationen (7) Bronzerohre (8) erstrecken, an deren Ende die Saugvorrichtung angeschlossen ist, und dass eine sich in Richtung der Öffnung in die Hohlraumoberfläche verjüngende Form der Perforationen (7) ein verbessertes Positionieren der Einsätze (3) gewährleistet und diese daran hindert, sich während des Formens des Kunststoffmaterials (12) in der Form (1) zu verschieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von Kunststoffteilen, in die Einsätze eingesetzt werden, ein Gerät zur Durchführung und ein Kunststoffprodukt, das auf diese Weise gewonnen wird.
FR 2 890 329 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffteils einschließlich mindestens eines Einsatzes. Der Einsatz wird mit einer Oberfläche, die mit einem hitzeaktivierbaren Klebstoff bedeckt ist, an die Wand der Form angelegt. Eine aus Kunststoffmaterial gefertigte Haut bedeckt diese Oberfläche des Einsatzes und ein heißes Material wird in die Form eingespritzt, wodurch der Klebstoff aktiviert wird. In dem resultierenden Teil ist ein Einsatz in das Kunststoffmaterial eingebettet, ohne dass jedoch ein bedeutender Eingriff an der Form erforderlich ist.
FR 2 894 868 A1 offenbart ein Verfahren des gleichen Typs, wobei durch einen Thermoformungsvorgang eine aus Kunststoffmaterial gefertigte Haut entsteht, die einen Einsatz umgibt, der zuvor in die Form eingesetzt wurde. Da der Einsatz direkt anliegend an die Oberfläche des Hohlraums positioniert ist, weist das resultierende Teil eine vollständig glatte Oberfläche auf.
Sobald jedoch mehrere Einsätze in der Form positioniert werden müssen, wird in den oben genannten Schriftstücken nicht gewährleistet, dass die relative Positionierung der Einsätze wiederholbar ist.
In der DE 198 54 663 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen eines mit einer Folie versehenen Behälterverschlusses als Kunststoff-Spritzgussteil beschrieben, mit den Schritten: Heraustrennen eines Folienstückes aus einer Folienfläche, Einbringen des Folienstücks in ein Formnest eines Spritzgießwerkzeugs und Entnehmen des mit der Folie versehenen Spritzgussteils aus dem Formnest. Hierbei wird das Folienstück an einer Position außerhalb des Spritzgießerkzeugs aus einer Folienfläche herausgetrennt und dann unmittelbar von der Position außerhalb des Spritzgießwerkzeugs zu dem Formnest überführt und in das Formnest eingelegt.
In der DE 697 06 941 T2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen mit Verzierfolie beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Spritzgussform, die eine aufnehmende Form beziehungsweise Mutterform mit einer Formungsvertiefung und eine aufzunehmende Form beziehungsweise Vaterform aufweist. Dabei ist in einem Beispiel auch eine bewegbare Form mit Sauglöchern beschrieben, die in die Formungsvertiefung öffnen und durch einen Saugdurchgang und ein Rohr an eine externe Vakkumpumpe gebunden sind. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Folienklammer bzw. -klemmeinrichtung zum festen Halten einer Verzierfolie (S), die in einen Raum zwischen der aufnehmenden Form und der aufzunehmenden Form auf einer Trennoberfläche der aufnehmenden Form eingeführt ist, wobei die Folienklammer in einer geschlossenen Form vorliegt, um die Formungsvertiefung der aufzunehmenden Form zu umgehen und adaptiert ist, die Verzierfolie bzw. das Verzierblatt (S) gegen die Trennoberfläche um die Formungsvertiefung in einer derartigen Weise zu pressen, dass das Innere der Formungsvertiefung gegenüber der Atmosphäre durch die Verzierfolie isoliert ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mindestens einige und vorzugsweise alle dieser Nachteile zu überwinden, und idealerweise wird somit beabsichtigt, einen guten Halt der Einsätze in der Form sowie eine relative Positionierung zu gewährleisten, die von Herstellungszyklus zu Herstellungszyklus wiederholbar ist und eine vorgegebene Anordnung mit Präzision reproduziert.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein Gerät mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Dazu betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fertigung eines Kunststoffteils, einschließlich der folgenden Schritte:

– Erhitzen eines Kunststoffmaterials,
– Formen des Kunststoffmaterials in den Hohlräumen einer Form, und
– Öffnen der Form und Ausstoßen des resultierenden Kunststoffteils, zum Beispiel in Form einer vorgeformten Kunststoffhaut.

Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Positionieren mehrerer Einsätze auf einer Schablone, und
– vor dem Schritt, bestehend in dem Formen des Kunststoffmaterials, Übergeben der Einsätze aus dieser Schablone in die Form und Führen der Schablone an einen Hohlraum der Form, um die relative Positionierung der Einsätze beizubehalten.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt umfasst, der in dem Festhalten der Einsätze in der Form durch pneumatische Saugkraft besteht, bei dem das Festhalten der Einsätze einerseits mittels einer Saugvorrichtung der Form und andererseits mittels einem Satz Perforationen in der Hohlraumoberfläche der Form, um die Einsätze aufzunehmen, erfolgt, wobei sich von den Perforationen Bronzerohre erstrecken, an deren Ende die Saugvorrichtung angeschlossen ist, und dass eine sich in Richtung der Öffnung in die Hohlraumoberfläche verjüngende Form der Perforationen ein verbessertes Positionieren der Einsätze gewährleistet und diese daran hindert, sich während des Formens des Kunststoffmaterials in der Form zu verschieben.
Die Erfindung betrifft auch ein Gerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens, einschließlich einer Form 1, die Hohlräume aufweist und die das Formen eines Kunststoffmaterials ermöglicht. Dieses Gerät umfasst eine Schablone, auf der mehrere Einsätze gemäß einer bestimmten geometrischen Anordnung positioniert werden können, damit die Einsätze, vor dem Schritt bestehend in dem Formen des Kunststoffmaterials, aus dieser Schablone in die Form übergeben werden können, indem die Schablone an einen Hohlraum der Form geführt wird, um die relative Positionierung der Einsätze beizubehalten, wobei die Schablone insbesondere durch ein Bedienteil bewegt wird. Das Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Form einerseits mit einer Saugvorrichtung ausgestattet ist, die das Festhalten der Einsätze ermöglicht, und andererseits mit einem Satz Perforationen in der Hohlraumoberfläche der Form, um die Einsätze aufzunehmen, wobei sich von den Perforationen Bronzerohre erstrecken, an deren Ende die Saugvorrichtung angeschlossen ist, und dass die Perforationen ein Profil aufweisen, das sich in Richtung der Öffnung in die Hohlraumoberfläche der Form verjüngt.
Die Erfindung betrifft auch ein Kunststoffprodukt, das durch ein solches Verfahren gewonnen wird.
Die Erfindung kann anhand der folgenden Beschreibung besser verstanden werden, die sich auf eine bevorzugte Ausführungsform bezieht, die als nicht eingrenzendes Beispiel angeführt und mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erklärt wird, wobei:
1 das Laden der Einsätze auf einem Ladetisch zeigt;
2 den Ladetisch mit den Einsätzen zeigt;
3 die Schablone zeigt, die dazu bereit ist, die Einsätze vom Ladetisch zu greifen;
4 die Schablone zeigt, nachdem die Einsätze eingesetzt wurden;
5 den Schritt des Einsetzens an der Stelle eines Einsatzes zeigt; und
6 eine geschlossene Thermoformungsform mit den Einsätzen und einer Kunststoffhaut zwischen den beiden Teilen der Form zeigt.
Die Erfindung betrifft somit zuerst ein Verfahren zur Fertigung eines Kunststoffteils, einschließlich der folgenden Schritte:

– Erhitzen eines Kunststoffmaterials 12,
– Formen des Materials in den Hohlräumen einer Form 1, und
– Öffnen der Form 1 und Ausstoßen des Kunststoffteils. In der oben beschriebenen Ausführungsform liegt das im Verfahren als Rohmaterial verwendete Kunststoffmaterial 12, in Form einer Platte oder einer Bahn vor. Es wird dann in einer Form 1 durch Druck oder Thermoformen geformt. Dabei wird die gesamte Bahn erhitzt und in eine Form 1 eingesetzt. Das Verfahren kann jedoch leicht so angepasst werden, dass das Umformen durch Einspritzen erfolgt, da es selbst bei einem Verfahren diesen Typs nützlich und kostengünstiger sein kann, Einsätze 3 zu fertigen, die in das Kunststoffmaterial 12 gegossen werden.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

– Positionieren mehrerer Einsätze 3 auf einer Schablone 2, und
– vor dem Schritt bestehend aus dem Formen des Materials, Übergeben der Einsätze 3 aus dieser Schablone 2 in die Form 1, indem die Schablone an einen Hohlraum der Form 1 geführt wird, um die relative Positionierung der Einsätze 3 (die relative Anordnung der Einsätze zueinander und bezüglich eines Bezugsrahmens) beizubehalten. Die Einsätze 3 werden dementsprechend in einer vorbestimmten Konfiguration auf der Schablone 2 gesetzt, d. h. gemäß einer vorbestimmten geometrischen Anordnung und relativen Positionierung. Die Anzahl der Einsätze 3 beträgt mindestens zwei; es ist jedoch durchaus möglich, einige zehn solcher Einsätze zu verwenden. Die Schablone 2 weist auf einer ihrer Oberflächen somit Bereiche wie Hohlräume oder Öffnungen 9 auf, in die die Einsätze 3 eingesetzt werden. Beim Übergeben in die Form 1 werden die Einsätze 3 gleichzeitig übergeben, ohne dass ihre Konfiguration geändert wird. Die Oberfläche der Schablone 2, die die Einsätze 3 trägt, wird somit dicht an einen Hohlraum der Form 1 gebracht, dann werden die Einsätze aus der Schablone 2 losgelassen und von der Form 1 festgehalten, ohne die Schablone 2 oder die Form 1 zu bewegen. Die Einsätze 3 werden dann in der Form 1 von der Seite festgehalten, die der Seite entgegengesetzt ist, von der sie zuvor in der Schablone 2 festgehalten wurden.

Bevorzugterweise wird die Schablone 2 dicht heran geführt, so dass die Einsätze 3 mit den Bereichen der Form 1 in Kontakt kommen, die sie aufnehmen werden. Folglich genügt es, daraufhin die auf sie ausgeübten Kräfte zu ändern: der Halt des Einsatzes 3 in der Schablone 2 wird beseitigt und in der Form 1 wird eine Haltekraft erzeugt. Auf diese Weise wird die relative Positionierung der Einsätze 3 nicht geändert und sie werden aus der Schablone 2 in die Form 1 übergeben, ohne ihre Konfiguration zu ändern. Dementsprechend ist die Schablone 2 vorzugsweise gegengleich zu dem Hohlraumbereich geformt, an den sie angelegt werden muss (oder ist zumindest mit Zentrier- und Rastvorrichtungen ausgestattet), um zu gewährleisten, dass sich die Einsätze 3 beim Übergeben in die Form 1 nicht im Verhältnis zueinander bewegen können, und dass sie in der Form 1 eine korrekte Position einnehmen.
Gemäß eines möglichen charakteristischen Merkmals des Verfahrens umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt, der aus dem Festhalten der Einsätze 3 in der Form 1, insbesondere durch pneumatische Saugkraft, besteht. Demgemäß werden sie, nachdem sie von der Schablone 2 losgelassen wurden, in der Form 1 mittels einer Saugvorrichtung festgehalten, mit der die Form 1 ausgestattet ist. Die Einsätze 3 werden auf der Oberfläche des Hohlraums an der Öffnung von in der Form 1 angebrachten Perforationen 7 platziert, durch die die Saugkraft erzeugt werden kann, um die Einsätze 3 in der Form 1 zu halten. Geeignete Vorrichtungen werden nachfolgend beschrieben. In manchen alternativen Ausführungsformen werden die Einsätze 3 durch Magnetisieren, Klebstoff oder Ähnliches in der Form 1 festgehalten, so dass der Hohlraum der Form 1 nicht so modifiziert werden muss, dass sich eine Saugvorrichtung in ihn öffnen kann, wodurch ermöglicht wird, dass die gleiche Form 1 weiter verwendet wird, um Kunststoffteile mit unterschiedlichen Konfigurationen der Einsätze 3 oder sogar Kunststoffteile ohne Einsätze 3 zu fertigen. In diesem Fall genügt es, über Schablonen 2 zu verfügen, die für die jeweiligen Konfigurationen geeignet sind, wodurch die Investitionskosten gesenkt werden. Die Einsätze 3 können im Anschluss der Hohlraumoberfläche eingesetzt werden, so dass sich die Einsätze 3 nicht über die Oberfläche des resultierenden Teils erstrecken und bündig mit der Oberfläche abschließen. Alternativ dazu können die Einsätze 3 in der Form 1 in die Hohlraumoberfläche versenkt werden, so dass sie sich über die Oberfläche des resultierenden Teils erstrecken und nicht bündig damit abschließen (die Einsätze stehen aus der sichtbaren Oberfläche des Kunststoffteils 12' hervor).
Gemäß eines möglichen zusätzlichen Merkmals wird zum Übergeben der Einsätze 3 aus der Schablone 2 in die Form 1 Luft in die Schablone 2 eingeblasen, um sie aus dieser herauszustoßen. Das kann in den Fällen nützlich sein, in denen die Einsätze 3 beispielsweise mittels eines Klebstoffs 11 in der Schablone 2 festgehalten werden. Werden die Einsätze 3 in der Schablone 2 durch Saugkraft festgehalten, wie in der Form 1, ist das Einblasen von Luft zum Zweck des Ausstoßens aus der Schablone 2 möglicherweise nicht unbedingt erforderlich, sondern ergänzt einfach die Saugkraft der Form 1, um zu gewährleisten, dass der Einsatz 3 fest an der Form 1 und nicht an der Schablone 2 haften bleibt, wenn diese aus der Umgebung der Form 1 entfernt wird.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner einen Schritt, der daraus besteht, dass die Einsätze 3, die sich auf einem Ladetisch 4 befinden, von dort aus in die Schablone 2 eingesetzt werden, insbesondere dadurch, dass alle gleichzeitig erfasst werden. Dieser Schritt kann mittels kombinierter linearer Bedienteile durchgeführt werden, wobei jedes in einer perpendikulären Richtung zu den anderen wirkt. Er kann auch von einem Spinnenroboter oder manuell durchgeführt werden. Die Einsätze 3 werden nebeneinander und in fortlaufenden Reihen auf dem Ladetisch 4 angeordnet und als nächstes in die Schablone 2 eingesetzt. Wahlweise können die Einsätze 3 auf dem Ladetisch 4 bereits mit der gleichen geometrischen Konfiguration und der gleichen relativen Positionierung angeordnet werden, die in Form 1 erwünscht ist, so dass es genügt, die Schablone 2 dicht an den Ladetisch 4 zu führen, um die Einsätze 3 zu ergreifen, ohne sie im Verhältnis zueinander zu bewegen, und sie dann wie oben beschrieben in der Form 1 abzulegen.
Gemäß eines möglichen Merkmals werden die Einsätze 3 durch Saugkraft in der Schablone 2 gehalten, insbesondere auch mittels eines Klebstoffs 11, der auf dem Einsatz 3 befindet. Tatsächlich können, wie unten noch einmal beschrieben, die Einsätze 3 zunächst mithilfe von Platten 6 beschickt werden, an denen sie mittels eines Klebstoff 11 mit permanenter Klebwirkung anhaften, der auf dem Einsatz 3 angebracht wird. Nach dem Platzieren auf dem Ladetisch 4 werden sie mit der der unsichtbaren Oberfläche, die den Klebstoff 11 trägt, in die Schablone 3 eingesetzt. Somit besteht ein Halt zwischen der Schablone 2 und dem Einsatz 3, der auch durch das Vorhandensein dieses Klebstoffs 11 gewährleistet ist. Der Halt des Einsatzes 3 an der Schablone 2 kann so durch die folgenden beiden Mechanismen gewährleistet werden: Saugkraft und Klebhaftung. Das Ausstoßen der Einsätze 3 durch Einblasen von Luft in die Schablone 2, um sie in der Form 1 abzulegen, ist hier daher notwendig, damit die durch den Klebstoff 11 erzeugte Haftkraft an der Schnittstelle zwischen dem Einsatz 3 und der Schablone 2 überschritten wird.
Zudem kann der Klebstoff 11 von einer Schmelzklebstoffschicht bedeckt werden, die insbesondere das Handhaben der Einsätze 3 erleichtert und die im Wesentlichen beseitigt wird, wenn das Kunststoffmaterial 12 geformt wird, um sowohl eine Kontamination des Klebstoffs 11 während des Handhabens der Einsätze 3 als auch das Verbleiben (durch Klebhaftung) von einem der Einsätze 3 an der Schablone 2 zu verhindern. Wenn sich der Einsatz 3 in der Form befindet, verursacht das eingespritzte heiße Kunststoffmaterial 12, das während des Thermoform-Prozesses oder auf zusätzliche Weise erhitzt wurde, das Schmelzen der Schmelzklebstoffschicht und beseitigt sie dadurch im Wesentlichen, wobei nur der saubere und vorzugsweise von der Hitzeaufnahme unbeeinflusste Klebstoff 11 zwischen dem Kunststoffmaterial 12 und dem Einsatz 3 zurückbleibt.
Dieser Klebstoff 11 gewährleistet ein zusätzliches Festhalten des Einsatzes 11 neben der auf der Form beruhenden Verbindung zwischen dem betreffenden Einsatz 3 und dem Kunststoffteil 12' aufgrund seiner Einbettung.
Die Schablone 2 kann auch mit Punkten oder Nadeln ausgestattet sein, die das Festhalten der Einsätze 3 sicherstellen, bis diese mit der richtigen Konfiguration bezüglich Position und Ausrichtung in der Form 1 übergeben werden, und somit auch den Kontakt mit dem Klebstoff 11 und dessen Kontamination verhindern, was reduzierte Hafteigenschaften des Klebstoffs zur Folge haben würde.
Wie schon zuvor erwähnt, umfasst das Verfahren in einigen Ausführungsformen ferner einen Schritt, in dem die Einsätze 3 auf den Ladetisch 4 von einer Platte 6 platziert werden, an der sie haften.
Wenn die Durchführung im Wesentlichen aus Thermoformen besteht, ist das resultierende Kunststoffteil 12‘ eine Kunststoffhaut, in die mehrere Einsätze 3 jeweils an vorbestimmten Stellen eingesetzt sind. Die auf diese Weise gewonnene Kunststoffhaut kann dann auf einen starren oder geschäumten Träger geklebt werden, um beispielsweise ein Armaturentafelelement für ein Automobil zu bilden. Das mögliche Verschäumen, das das Fertigen eines flexiblen Trägers auf der Rückseite der mit den Einsätzen 3 ausgestatteten Kunststoffhaut als Kunststoffteil 12' ermöglicht, kann somit unabhängig von dem beschriebenen Verfahren erfolgen.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner einen Schritt, der daraus besteht, das resultierende Kunststoffteil 12' an einem Träger zu befestigen, insbesondere durch Kleben, insbesondere an einem starren, insbesondere festen strukturellen Teil oder einer geschäumten Grundlage (flexibel oder starr).
Die Erfindung betrifft auch ein Gerät zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, einschließlich einer Form 1, die Hohlräume aufweist, die das Formen eines Kunststoffmaterials ermöglichen.
Die Form 1 ist auf eine Presse montiert, mit deren Hilfe die Bestandteile der Form, im Allgemeinen ein stationärer Teil und ein beweglicher Teil, zusammen- oder auseinandergeführt werden können, um die Hohlräume entweder für das Platzieren des erhitzten Kunststoffmaterials 12 darin zugänglich zu machen, beispielsweise einer Platte zum Thermoformen, oder um das eingespritzte Kunststoffmaterial 12 zu formen, indem die Form 1 zum Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials geschlossen wird.
Die Form 1 ist so konzipiert, dass sie mehrere Einsätze 3 in einer zuvor bestimmten geometrischen Konfiguration aufnehmen kann. Erfindungsgemäß umfasst das Gerät eine Schablone 2, auf der mehrere Einsätze 3 gemäß einer bestimmten geometrischen Anordnung positioniert werden können, damit die Einsätze 3, vor dem Schritt bestehend aus dem Formen des Materials, aus dieser Schablone 2 in die Form 1 übergeben werden können, indem die Schablone an einen Hohlraum der Form 1 geführt wird, um die relative Positionierung der Einsätze 3 beizubehalten, wobei die Schablone 2 insbesondere durch ein Bedienteil bewegt wird.
Die mehreren Einsätze 3 nehmen somit in der Schablone 2 eine Position mit einer vorgegeben geometrischen Konfiguration ein, d. h. mit einer relativen Positionierung zueinander. Die Schablone 2 kann diese Einsätze 3 dann auf eine Oberfläche der Hohlräume in der Form 1 übergeben, wodurch das Formen des Materials ermöglicht wird ohne jedoch diese relative Positionierung zu ändern. Die mehreren Einsätze 3, die von der Schablone 2 festgehalten werden, werden von dieser einfach losgelassen und in der Form 1 festgehalten, ohne die Konfiguration der Einsätze 3 zu ändern. Die Schablone 2 kann durch ein Bedienteil oder ansonsten manuell an die Form 1 geführt werden.
Vorzugsweise ist die Schablone 2 gegengleich zu der Oberfläche der Form 1 geformt, auf der die Einsätze 3 übergeben werden sollen, oder sie kann mit einer Rastvorrichtung bezüglich dieser Oberfläche ausgestattet sein, so dass die Schablone 2 nahe genug an der Oberfläche der Form 1 platziert werden kann, damit jeder Einsatz 3 sowohl an der Schablone 2 und der Oberfläche der Form 1 anliegt. Dann genügt es, die auf die Einsätze 3 ausgeübten Kräfte zu ändern, um die Einsätze 3 aus der Schablone 2 an einer Position in der Form 1 abzulegen.
Zudem weist die Form 1 auf der Oberfläche, die die Einsätze 3 aufnimmt, Perforationen 7 auf, die zum Aufnehmen der Einsätze konzipiert sind, wodurch ermöglicht wird, dass die Einsätze 3 leicht aus dem resultierenden Kunststoffteil hervorstehen, wodurch dem Einsatz beispielsweise das Aussehen eines Betätigungsknopfs gegeben wird.
Gemäß eines möglichen zusätzlichen Merkmals wird die Form 1 einerseits mit einer Saugvorrichtung ausgestattet, die das Festhalten der Einsätze 3 ermöglicht, und andererseits mit einem Satz Perforationen 7 in der Hohlraumoberfläche der Form 1, um die Einsätze 3 aufzunehmen, von denen sich Bronzerohre 8 erstrecken, an deren Ende die Saugvorrichtung angeschlossen ist, und die ein Profil aufweisen, das sich in Richtung der Öffnung im Hohlraum der Form 1 verjüngt. Die Einsätze 3 werden somit während des Schrittes, der aus dem Formen Materials in der Form besteht, durch Saugkraft in der Form 1 gehalten. Um einen besseren Halt der Einsätze 3 zu gewährleisten und Beschädigungen an der Saugvorrichtung aufgrund der Hitze der Form 1 zu verhindern, ist es vorteilhaft, Bronzerohre 8 zu verwenden, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist. Eine sich in Richtung der Öffnung in die Hohlraumoberfläche verjüngenden Form ist von Vorteil, da sie ein besseres Positionieren der Einsätze 3 gewährleistet und diese daran hindert, sich während des Formens des Kunststoffmaterials 12 in der Form zu verschieben; einem Schritt während dem die auf die Einsätze 3 wirkenden mechanischen Kräfte hoch sein können, insbesondere im Fall einer Einspritzung.
Gemäß eines anderen möglichen zusätzlichen Merkmals ist die Schablone 2 mit Öffnungen 9 ausgestattet, in die die Einsätze 3 eingesetzt werden können, und in die eine pneumatische Ausstoßvorrichtung führt, wobei die Öffnungen 9 insbesondere mit einem Flansch 10 ausgestattet sind, der aus TEFLON (eingetragene Marke) gefertigt ist. Die Einsätze 3 werden so teilweise in die Öffnungen 9 aufgenommen und wahlweise durch Saugkraft darin festgehalten, wobei die Schablone 2 dann mit einer geeigneten Vorrichtung zum Erzeugen eines negativen Drucks ausgestattet ist. Diese Öffnungen 9 können so konzipiert sein, dass die Einsätze 3 in der Form als Verlängerung der Hohlraumoberfläche festgehalten werden, die später das Kunststoffteil abgrenzt, so dass die Einsätze 3 mit der Ausdehnung der äußeren Oberfläche des resultierenden Kunststoffteils bündig abschließt, oder andernfalls so, dass die Einsätze 3 in der Form festgehalten werden und so in den Hohlraum eingesetzt werden, dass sie in Bezug auf das Kunststoffteil 12' leicht hervorstehen.
Die Einsätze 3 werden aus diesen Öffnungen 9 ausgestoßen, indem ein pneumatischer Überdruck geschaffen wird. Durch diesen Überdruck kann die Haltekraft überschritten werden, die durch den möglicherweise vorhandenen Klebstoff 11 in Kontakt mit dem aus TEFLON^® gefertigten Flansch 10 erzeugt wird. Dieser Flansch 10 bildet im Wesentlichen eine Scheibe, die in die Öffnung 9 mit einem kleinen Abstand von der Oberfläche eingesetzt wird, an der Öffnung aufhört. Wie ebenfalls unten erklärt, kann ein Einsatz 3 zunächst mittels einer Oberfläche, die mit einem Klebstoff 11 versehen ist, auf einer Platte 6 platziert werden. Die Verwendung von TEFLON^® für den Flansch 10 ist von Vorteil, da dadurch die vom Klebstoff 11 erzeugte Kraft reduziert wird und es demzufolge nicht notwendig ist, einen großen Druck auszuüben, um die Einsätze 3 aus der Schablone 2 auszustoßen.
Gemäß eines möglichen zusätzlichen Merkmals umfasst das Gerät ferner einen Ladetisch 4 auf dem Einsätze 3 übergeben werden können, sowie eine Vorrichtung, mit deren Hilfe sie vom Ladetisch 4 in die Schablone 2 eingesetzt werden, insbesondere einen Roboter. Der Ladetisch 4 kann die Einsätze 3 vorzugsweise durch pneumatische Saugkraft halten, wobei die Einsätze 3 in Löcher platziert werden, an deren Ende eine geeignete Luftansaugvorrichtung in Betrieb ist.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Gerät ferner eine Platte 6 auf der die Einsätze 3 mittels eines Klebstoffs 11 positioniert werden, sowie eine Vorrichtung, mit der sie von der Platte 6 auf den Ladetisch 4 gebracht werden, insbesondere einen Finger, der auf die dem Einsatz 3 entgegengesetzten Seite der Platte 6 drückt, um diesen in einem Bereich des Ladetisches 4 von der Platte 6 zu lösen, in dem der Einsatz 3 übergeben werden soll. Der Einsatz 3 weist eine Oberfläche auf, die mit einem Klebstoff 11 versehen ist. Diese Oberfläche kommt in Kontakt mit der Platte 6, so dass er durch den Klebstoff 11 an der Platte festgehalten wird. Die Einsätze 3 können leicht von der Platte 6 gelöst werden, indem auf die Oberfläche der Platte 6, die den Einsatz 3 nicht trägt, gedrückt wird, während sich die Platte gegenüber der Stelle des Ladetischs 4 befindet, der dem Einsatz zugeordnet ist.
Während der Herstellung des Kunststoffteils 12' umgibt Kunststoffmaterial 12 den Einsatz 3 an einem hinteren Teil des Einsatzes 3, wobei dessen vorderer Teil in eine Perforation 7 der Form eingesetzt wird. Das Kunststoffmaterial 12 ergreift demnach den hinteren Teil des Einsatzes 3, wobei der vordere Teil während des Schritts des Formens in der Form 1 vom Hohlraum selbst geschützt wird. Dies ist eine herkömmliche Anwendung der Fertigung eines Kunststoffteils, das einen Einsatz 3 umfasst. Der Einsatz 3 wird somit an seinem vorderen Teil in der Form 1 gehalten. Dementsprechend wird der Einsatz 3 in der Schablone 2 an seinem hinteren Teil gehalten: die hintere Teil wird von der Schablone 2 losgelassen und der vordere Teil wird in der Form 1 während des Schrittes erfasst, der aus dem Übergeben der Einsätze 3 in die Form 1 besteht. Dementsprechend ist es der vordere Teil, der im Ladetisch 4 festgehalten wird, und auf das Übertragen vom Ladetisch 4 auf die Schablone 2 trifft das gleiche Prinzip zu, das für das Übertragen von der Schablone 2 auf die Form 1 gilt: der festgehaltene Teil des Einsatzes 3 wird losgelassen und der entgegengesetzte freie Teil wird erfasst. Dementsprechend wird beim Übertragen vom Ladetisch 4 auf die Schablone 2 der vordere Teil des Einsatzes 3, der im Ladetisch 4 festgehalten wird, losgelassen, und sein hinterer Teil wird in der Schablone 2 erfasst.
Das gleiche Prinzip wird verwendet, um den Ladetisch 4 von der Platte 6 zu beschicken: Der hintere Teil, an dem die Platte 6 befestigt ist, wird von der Platte 6 losgelassen, und der vordere Teil wird vom Ladetisch 4 erfasst. Es ist jedoch zu beachten, dass der Ladetisch 4 nicht unbedingt eine Haltekraft auf den Einsatz 3 ausüben muss, wobei der letztere einfach stabil auf dem Ladetisch 4 liegt.
Da der Einsatz 3 einen Klebstoff 11 trägt, der von der Platte 6 festgehalten wird, befindet sich der Klebstoff dementsprechend auf dem hinteren Teil des Einsatzes 3. Dies ist von Vorteil, wenn sich der Einsatz 3 in der Form 1 befindet, da dieser Klebstoff 11 die Verankerung des Einsatzes 3 in das ihn umgebende Kunststoffmaterial 12 verstärkt. Der Klebstoff 11 trägt auch dazu bei, den Einsatz 3 in der Schablone 2 festzuhalten, da er darin an dem gleichen Teil gehalten wird, mit dem er an der Platte 6 gehalten wird. Daher kann es notwendig sein, das Lösen des Einsatzes 3 beispielsweise durch Ausüben pneumatischen Drucks zu forcieren, wenn die Saugkraft in der Form 1 nicht ausreicht, um die vom Klebstoff 11 erzeugte Kraft zu überwinden, insbesondere um die Einsätze 3 aus der Schablone 2 auszustoßen.
Demzufolge können die Geometrien der Haltebereiche für den gleichen Teil des Einsatzes 3 ähnlich sein, insbesondere die des Ladetisches 4 und der Form 1. Zudem wird die endgültig erwünschte geometrische Anordnung in der Form 1 gegebenenfalls durch Symmetrie in der Schablone 2 und wahlweise auch auf dem Ladetisch 4 oder sogar auf der Platte 6 selbst wiederholt. Alternativ können die Einsätze 3 auf der Platte 6 in regelmäßigen Reihen und Spalten angeordnet sein, die nicht besonders an die erwartete Konfiguration in der Form 1 angepasst sind. Die endgültig erwünschte Anordnung in der Form 1 kann dann entweder während des Platzierens auf dem Ladetisch 4 oder zu einem späteren Zeitpunkt während des Einsetzens in die Schablone 2 vorgenommen werden.
Vorteilhafterweise haben die Einsätze 3 einen flachen hinteren Teil, wobei die Schablone 2 eine flache Auflagefläche für diesen Teil des Einsatzes 3 hat, beispielsweise in der Form eines Rings, die von zwei unterschiedlichen Durchmessern der Öffnung 9 in der Schablone 2 erzeugt wird, die den dann kreisförmigen Einsatz 3 aufnimmt. Der aus TEFLON^® gefertigte Flansch 10 kann an diesen Ring angelegt werden. Diese Flachheit hat den Vorteil, dass ein korrekter Halt und eine korrekte Position des Einsatzes 3 in der Schablone 2 und somit eine korrekte anschließende Positionierung in der Form 1 gewährleistet ist.
Zuletzt betrifft die Erfindung ein Kunststoffprodukt, das durch ein oben beschriebenes Verfahren, wahlweise mithilfe des oben genannten Geräts, gewonnen wird.
Ein solches Produkt umfasst dementsprechend mehrere Einsätze 3, die in eine Schicht Kunststoffmaterials 12 eingebettet sind, die durch Einspritzen, Thermoformen oder Vakuumsaugen gewonnen wird. Diese Einsätze 3 können bündig mit dem Rest des Kunststoffteils 12' abschließen oder leicht mindestens so weit daraus hervorstehen, dass sie durch Berührung festgestellt werden können. Ein solches Produkt kann auch einen Träger umfassen, wie ein starres (insbesondere festes) strukturelles Teil oder ein geschäumtes (flexibles oder starres) Teil. Ein Produkt dieser Art kann insbesondere einen Teil des Innenraums eines Automobils darstellen.
Bezugszeichenliste

1: Form
2: Schablone
3: Einsatz
4: Ladetisch
6: Platte
7: Perforation
8: Bronzerohr
9: Öffnung
10: Flansch
11: Klebstoff
12: Kunststoffmaterial
12’: Kunststoffteil

Claims

Verfahren zur Fertigung eines Kunststoffteils (12‘), einschließlich der folgenden Schritte: – Erhitzen eines Kunststoffmaterials (12), – Formen des Kunststoffmaterials (12) in den Hohlräumen einer Form (1), und – Öffnen der Form (1) und Ausstoßen des resultierenden Kunststoffteils (12‘), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Positionieren mehrerer Einsätze (3) auf einer Schablone (2), und, – vor dem Schritt, bestehend in dem Formen des Kunststoffmaterials, Übergeben der Einsätze (3) aus dieser Schablone (2) in die Form (1), indem die Schablone an einen Hohlraum der Form (1) geführt wird, um die relative Positionierung der Einsätze (3) beizubehalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt umfasst, der in dem Festhalten der Einsätze (3) in der Form (1) durch pneumatische Saugkraft besteht, bei dem das Festhalten der Einsätze (3) einerseits mittels einer Saugvorrichtung der Form (1) und andererseits mittels einem Satz Perforationen (7) in der Hohlraumoberfläche der Form (1), um die Einsätze (3) aufzunehmen, erfolgt, wobei sich von den Perforationen (7) Bronzerohre (8) erstrecken, an deren Ende die Saugvorrichtung angeschlossen ist, und dass eine sich in Richtung der Öffnung in die Hohlraumoberfläche verjüngende Form der Perforationen (7) ein verbessertes Positionieren der Einsätze (3) gewährleistet und diese daran hindert, sich während des Formens des Kunststoffmaterials (12) in der Form (1) zu verschieben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Übergeben der Einsätze (3) aus der Schablone (2) in die Form (1) Luft in die Schablone (2) eingeblasen wird, um sie aus dieser herauszustoßen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Schritt umfasst, der darin besteht, dass die Einsätze (3), die sich auf einem Ladetisch (4) befinden, von dort aus in die Schablone (2) eingesetzt werden, insbesondere dadurch, dass alle gleichzeitig erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsätze (3) durch Saugkraft in der Schablone (2) gehalten werden, insbesondere auch mittels eines Klebstoffs (11), der sich auf dem Einsatz (3) befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Schritt umfasst, in dem die Einsätze (3) auf den Ladetisch (4) von einer Platte (6) platziert werden, an der sie haften.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (11) mit einer Schmelzklebstoffschicht bedeckt wird, die während des Formens des Kunststoffmaterials (12) durch Schmelzen im Wesentlichen beseitigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Schritt umfasst, der daraus besteht, das resultierende Kunststoffteil (12') an einem Träger zu befestigen, insbesondere durch Kleben, insbesondere an einem starren strukturellen Teil oder einer geschäumten Grundlage.
Gerät zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das eine Form (1) mit Hohlräumen umfasst, die das Formen eines Kunststoffmaterials ermöglicht, wobei das Gerät eine Schablone (2) umfasst, auf der mehrere Einsätze (3) gemäß einer bestimmten geometrischen Anordnung positioniert werden können, damit die Einsätze (3), vor dem Schritt bestehend aus dem Formen des Kunststoffmaterials, aus dieser Schablone (2) in die Form (1) übergeben werden können, indem die Schablone an einen Hohlraum der Form (1) geführt wird, um die relative Positionierung der Einsätze (3) beizubehalten, wobei die Schablone (2) insbesondere durch ein Bedienteil bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (1) einerseits mit einer Saugvorrichtung ausgestattet ist, die das Festhalten der Einsätze (3) ermöglicht, und andererseits mit einem Satz Perforationen (7) in der Hohlraumoberfläche der Form (1), um die Einsätze (3) aufzunehmen, wobei sich von den Perforationen Bronzerohre (8) erstrecken, an deren Ende die Saugvorrichtung angeschlossen ist, und dass die Perforationen (7) ein Profil aufweisen, das sich in Richtung der Öffnung in die Hohlraumoberfläche der Form (1) verjüngt.
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (2) mit Öffnungen (9) ausgestattet ist, in die die Einsätze (3) eingesetzt werden können, und in die eine pneumatische Ausstoßvorrichtung führt, wobei die Öffnungen (9) insbesondere mit einem Flansch (10) ausgestattet sind, der aus TEFLON^® gefertigt ist.
Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Ladetisch (4) umfasst, auf dem Einsätze (3) übergeben werden können, sowie eine Vorrichtung, mit deren Hilfe sie vom Ladetisch (4) in die Schablone (3) eingesetzt werden, insbesondere einen Roboter.
Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Platte (6) umfasst, auf der die Einsätze (3) mittels eines Klebstoff (11) positioniert werden, sowie eine Vorrichtung, mit der sie von der Platte (6) auf den Ladetisch (4) gebracht werden, insbesondere einen Finger, der auf die der dem Einsatz (3) entgegengesetzten Seite der Platte (6) drückt, um diesen in einem Bereich des Ladetisches (4) von der Platte (6) zu lösen, in dem der Einsatz (3) übergeben werden soll.
Kunststoffprodukt, das durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gewonnen wird.