DE102013215348B4 - Device for injection molding a multi-part plastic component, method for producing multi-part plastic components and multi-part plastic component - Google Patents

Device for injection molding a multi-part plastic component, method for producing multi-part plastic components and multi-part plastic component Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils mit- mindestens zwei äußeren Werkzeugelementen (3) und- mindestens zwei zwischen den äußeren Werkzeugelementen (3) angeordneten inneren Werkzeugelementen (4), wobei- die äußeren Werkzeugelemente (3) mit jeweils einer angrenzenden Seite der inneren Werkzeugelemente (4a, 4c) jeweils eine erste Kavität (5) bilden, in die mittels eines oder mehrerer Spritzaggregate (1) zur Erzeugung eines Spritzgusseinzelteils eine Kunststoffformmasse einbringbar ist, wobei in mindestens eine erste Kavität (5) eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse einbringbar ist, wobei- die zwei inneren Werkzeugelemente (4) dreh- und/oder verfahrbar ausgebildet sind und an mindestens einer Seite (4a, 4b) mindestens des inneren Werkzeugelements (4), das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, eine zweite Kavität (6) vorsehbar ist, die mit einer aushärtbaren Polymermasse befüllbar ist, wobei- die Vorrichtung (10) mindestens ein Fügeaggregat (2) zum Fügen der in den ersten Kavitäten (5) gebildeten Kunststoffspritzgusseinzelteile aufweist, und wobei an mindestens einer Seite (4a, 4b) mindestens des inneren Werkzeugelements (4), das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, mindestens eine Verschlussvorrichtung (7) zum Öffnen und Schließen der zweiten Kavität (6) vorgesehen ist.Device for injection molding a multi-part plastic component with - at least two outer tool elements (3) and - at least two inner tool elements (4) arranged between the outer tool elements (3), wherein - the outer tool elements (3) each have an adjacent side of the inner tool elements ( 4a, 4c) each form a first cavity (5), into which a plastic molding compound can be introduced by means of one or more injection units (1) to produce an injection molded individual part, wherein a plastic molding compound forming a foam can be introduced into at least one first cavity (5), whereby - the two inner tool elements (4) are designed to be rotatable and/or movable and a second cavity (6 ) can be provided, which can be filled with a curable polymer mass, wherein the device (10) has at least one joining unit (2) for joining the plastic injection molded individual parts formed in the first cavities (5), and wherein on at least one side (4a, 4b) at least the inner tool element (4), which is provided for receiving the plastic molding compound forming a foam, at least one closure device (7) is provided for opening and closing the second cavity (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils, Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen sowie nach diesen Verfahren hergestellte mehrteilige Kunststoffbauteile.The present invention relates to a device for injection molding a multi-part plastic component, methods for producing multi-part plastic components and multi-part plastic components produced using these methods.

Vorrichtungen zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt DE 10 2007 014 847 A1 eine Spritzgussvorrichtung mit mehreren zueinander bewegbaren und mehrere Kavitäten bildenden Werkzeugelementen, mittels der Kunststoffbauteile mit verringerter Taktzeit hergestellt werden können. Nachteilig an diesen Vorrichtungen ist, dass die erhaltenen Kunststoffbauteile aufgrund ihrer Massivität ein hohes Eigengewicht aufweisen. Zudem ist für eine optisch ansprechende Gestaltung ein separater Oberflächenveredelungsprozess, meist unter Aufbringung einer Lackschicht, erforderlich. Dies erhöht die Kosten sowie den logistischen Aufwand für die Herstellung des Kunststoffbauteils.Devices for injection molding a multi-part plastic component are known from the prior art. For example describes DE 10 2007 014 847 A1 an injection molding device with several tool elements that can be moved relative to one another and form several cavities, by means of which plastic components can be produced with reduced cycle times. The disadvantage of these devices is that the plastic components obtained have a high weight due to their massiveness. In addition, a separate surface finishing process, usually involving the application of a layer of varnish, is required for a visually appealing design. This increases the costs and the logistical effort for producing the plastic component.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils bereitzustellen, mit der in hoher Taktung stabile und gleichzeitig spannungsfreie Kunststoffbauteile mit reduziertem Gewicht aus mehreren Kunststoffeinzelteilen herstellbar sind und die eine Oberflächenveredelungsschicht aufweisen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, vereinfachte und damit kostengünstige Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen anzugeben, die Spritzgussprozesse und Oberflächenveredelungsprozesse kombinieren und dabei kürzere Zykluszeiten erlauben. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mehrteiliges Kunststoffbauteil bereitzustellen, das eine ansprechende Optik bei hoher Stabilität trotz reduziertem Gewicht aufweist.Based on this prior art, it is the object of the present invention to provide a device for injection molding a multi-part plastic component with which stable and at the same time stress-free plastic components with reduced weight can be produced from several individual plastic parts at high cycle times and which have a surface finishing layer. Furthermore, it is an object of the invention to provide simplified and therefore cost-effective methods for producing multi-part plastic components that combine injection molding processes and surface finishing processes and thereby allow shorter cycle times. In addition, it is an object of the present invention to provide a multi-part plastic component that has an attractive appearance with high stability despite reduced weight.

DE 20 2005 021 394 U1 offenbart Halterung für ein Oberteil in einer Spritzgießmaschine mit zwei unteren und zwei oberen Holmen, mit einer unterhalb des Oberteils angeordneten Basis und einer an den beiden oberen Holmen gelagerten, oberhalb des Oberteils angeordneten Traverse, sowie einer unteren und einer oberen Dreheinheit die im Bereich der Basis und der oberen Traverse derart angeordnet sind, dass das Oberteil um eine Achse drehbar ist. DE 20 2005 021 394 U1 discloses a holder for an upper part in an injection molding machine with two lower and two upper spars, with a base arranged below the upper part and a traverse mounted on the two upper spars and arranged above the upper part, as well as a lower and an upper rotating unit in the area of the base and the upper cross member are arranged in such a way that the upper part can be rotated about an axis.

DE 10 2011 004 015 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen eines mehrteiligen Bauteils, mit mindestens einem ersten Formwerkzeug, zum Erzeugen einer ersten Komponente des Bauteils und mindestens einem zweiten Formwerkzeug, zum Erzeugen einer zweiten Komponente des Bauteils, wobei das erste Formwerkzeug ein Spritzguss- oder Spritzpresswerkzeug ist und das zweite Formwerkzeug ein Presswerkzeug ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines mehrteiligen Bauteils. DE 10 2011 004 015 A1 discloses a device for producing a multi-part component, with at least a first mold, for producing a first component of the component and at least a second mold, for producing a second component of the component, wherein the first mold is an injection molding or transfer molding tool and the second mold is a pressing tool, as well as a method for producing a multi-part component.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils mit

  • - mindestens zwei äußeren Werkzeugelementen und
  • - mindestens zwei zwischen den äußeren Werkzeugelementen angeordneten inneren Werkzeugelementen,
  • - wobei die äußeren Werkzeugelemente mit jeweils einer angrenzenden Seite der inneren Werkzeugelemente jeweils eine erste Kavität bilden, in die mittels eines oder mehrerer Spritzaggregate zur Erzeugung eines Spritzgusseinzelteils eine Kunststoffformmasse einbringbar ist, wobei in mindestens eine erste Kavität eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse einbringbar ist,
  • - wobei die zwei inneren Werkzeugelemente dreh- und/oder verfahrbar ausgebildet sind und an mindestens einer Seite mindestens des inneren Werkzeugelements, das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, eine zweite Kavität vorsehbar ist, die mit einer aushärtbaren Polymermasse befüllbar ist,
  • - wobei die Vorrichtung mindestens ein Fügeaggregat zum Fügen der in den ersten Kavitäten gebildeten Kunststoffspritzgusseinzelteile aufweist, und
  • - wobei an mindestens einer Seite mindestens des inneren Werkzeugelements, das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, mindestens eine Verschlussvorrichtung zum Öffnen und Schließen der zweiten Kavität vorgesehen ist.
The object is achieved according to the invention by a device for injection molding a multi-part plastic component
  • - at least two outer tool elements and
  • - at least two inner tool elements arranged between the outer tool elements,
  • - wherein the outer tool elements, each with an adjacent side of the inner tool elements, each form a first cavity into which a plastic molding compound can be introduced by means of one or more injection units to produce an individual injection molded part, wherein a plastic molding compound forming a foam can be introduced into at least one first cavity,
  • - wherein the two inner tool elements are designed to be rotatable and/or movable and a second cavity can be provided on at least one side of at least the inner tool element, which is provided for receiving the plastic molding compound forming a foam, which can be filled with a curable polymer compound,
  • - wherein the device has at least one joining unit for joining the plastic injection molded individual parts formed in the first cavities, and
  • - wherein at least one closure device for opening and closing the second cavity is provided on at least one side of at least the inner tool element, which is provided for receiving the plastic molding compound forming a foam.

Durch das Vorsehen mehrerer Werkzeugelemente, wobei die inneren Werkzeugelemente drehbar und/oder verfahrbar sind, und mit den angrenzenden äußeren Werkzeugelementen erste Kavitäten bilden, können parallel mindestens zwei Kunststoffspritzgusseinzelteile hergestellt werden, was die Taktzeiten der Herstellung des Kunststoffbauteils erheblich reduziert. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung, dass in mindestens eine erste Kavität eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse einbringbar ist, kann das gebildete Kunststoffbauteil spannungsfrei mit reduziertem Gewicht bei gleichzeitig hoher mechanischer Stabilität sowie Schwindungsstabilität hergestellt werden. Während die Ausformung von herkömmlichen Kunststoffschaumteilen oftmals aufgrund der Porenbildung des Schaumes eine unregelmäßige Oberfläche erzeugt, kann durch Einbringen einer schäumbaren Kunststoffformmasse in mindestens eine erste Kavität ein geschäumtes Kunststoffspritzgusseinzelteil bereitgestellt werden, das sich durch eine hohe Oberflächengüte auszeichnet. Dieses geschäumte Kunststoffspritzgusseinzelteil kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Veredelung mindestens eines Teils seiner Oberfläche, also zur Erzeugung einer Oberfläche mit weiter minimierter Oberflächenrauigkeit, und ggf. entsprechenden optischen Effekten, weiterverarbeitet werden, indem die Vorrichtung ferner an mindestens einer Seite mindestens des inneren Werkzeugelements, das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, eine zweite Kavität vorsieht, die mit einer aushärtbaren Polymermasse befüllbar ist. Da hierzu weder eine separate Vorrichtung noch ein Entnehmen des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils aus der Vorrichtung erforderlich ist, können somit weitere Kosten und Zeit eingespart werden. Sofern die aushärtbare Polymermasse nicht selbsthärtend ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner geeignete Hilfsvorrichtungen aufweisen, die geeignet sind, ein Aushärten der Polymermasse zu fördern, wie beispielsweise eine Temperiervorrichtung oder Belichtungseinrichtung. Durch das Vorsehen mindestens eines Fügeaggregats zum Fügen der in den ersten Kavitäten gebildeten Kunststoffspritzgusseinzelteile, können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner die separat in den ersten Kavitäten gebildeten Kunststoffspritzgusseinzelteile gefügt, also miteinander verbunden werden. Das Fügen kann auf jegliche vorstellbare Weise erfolgen und umfasst ein stoffschlüssiges oder formschlüssiges Fügen (z.B. Verkleben oder Verschweißen) oder eine Kombination daraus. Vorzugsweise ist das Fügeaggregat ausgebildet, ein Adhäsiv, wie beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer, das an die entsprechenden zu fügenden Stellen der Kunststoffspritzgusseinzelteile appliziert und ggf. ebenfalls ausgehärtet wird, vorzusehen. Alternativ dazu kann das Fügeaggregat auch dazu vorgesehen sein, eine Schweißverbindung bereitzustellen, beispielsweise mittel Heißgasschweißen. Aufgrund der Anordnung der Einzelkomponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in nur einer sehr kompakten und damit raumsparenden Vorrichtung innerhalb kürzester Zeit ein mehrteiliges Kunststoffbauteil mit beispielsweise einer kunststoffbasierten Unterstruktur, einer geschäumten Außenhaut und einer darüber liegenden Oberflächenveredelungsschicht hergestellt werden. Der logistische sowie kostentechnische Aufwand für die Herstellung des Kunststoffbauteils wird dadurch effektiv gesenkt.By providing several tool elements, the inner tool elements being rotatable and/or movable, and forming first cavities with the adjacent outer tool elements, at least two plastic injection molded individual parts can be produced in parallel, which significantly reduces the cycle times for producing the plastic component. Due to the design according to the invention, that a plastic molding compound forming a foam can be introduced into at least one first cavity, the plastic component formed can be produced stress-free with reduced weight while at the same time having high mechanical stability and shrinkage stability. While the formation of conventional plastic foam parts is often due to the formation of pores of the foam creates an irregular surface, a foamed plastic injection molded item can be provided by introducing a foamable plastic molding compound into at least a first cavity, which is characterized by a high surface quality. This foamed plastic injection molded individual part can be further processed in the device according to the invention to refine at least part of its surface, i.e. to produce a surface with further minimized surface roughness and possibly corresponding optical effects, by further processing the device on at least one side of at least the inner tool element for receiving the plastic molding compound forming a foam, a second cavity is provided which can be filled with a curable polymer compound. Since neither a separate device nor removal of the foamed plastic injection molded individual part from the device is required for this, further costs and time can be saved. If the curable polymer mass is not self-curing, the device according to the invention can also have suitable auxiliary devices which are suitable for promoting hardening of the polymer mass, such as a temperature control device or exposure device. By providing at least one joining unit for joining the plastic injection molded individual parts formed in the first cavities, the plastic injection molded individual parts formed separately in the first cavities can also be joined, i.e. connected to one another, in the device according to the invention. The joining can be done in any conceivable way and includes a cohesive or positive joining (e.g. gluing or welding) or a combination thereof. The joining unit is preferably designed to provide an adhesive, such as a thermoplastic elastomer, which is applied to the corresponding locations of the plastic injection molded individual parts to be joined and, if necessary, also cured. Alternatively, the joining unit can also be intended to provide a welded connection, for example by means of hot gas welding. Due to the arrangement of the individual components of the device according to the invention, a multi-part plastic component with, for example, a plastic-based substructure, a foamed outer skin and an overlying surface finishing layer can be produced within a very short time in just one very compact and therefore space-saving device. This effectively reduces the logistical and cost-related effort for producing the plastic component.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims contain advantageous developments and refinements of the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Seiten der inneren Werkzeugelemente oder die äußeren Werkzeugelemente Mittel zur Fixierung der in den ersten Kavitäten erzeugten Kunststoffspritzgusseinzelteile auf. Dadurch bleiben die in den ersten Kavitäten erzeugen Kunststoffspritzgusseinzelteile selbst beim Öffnen der ersten Kavitäten, beispielsweise zum Drehen, Verfahren oder zur Entnahme der Kunststoffspritzgusseinzelteile, in der Vorrichtung fixiert, so dass einem Verrutschen vorgebeugt und in einem weiteren Schritt ein passgenaues Fügen der Kunststoffspritzgusseinzelteile möglich wird. Kraftschlüssige Verbindungen zwischen dem entsprechenden Werkzeugelement sowie dem angrenzenden Kunststoffspritzgusseinzelteil sind als Mittel zur Fixierung besonders gut geeignet.According to an advantageous development of the device according to the invention, the sides of the inner tool elements or the outer tool elements have means for fixing the plastic injection molded individual parts produced in the first cavities. As a result, the plastic injection molded individual parts produced in the first cavities remain fixed in the device even when the first cavities are opened, for example for rotating, moving or removing the plastic injection molded individual parts, so that slipping is prevented and in a further step a precise joining of the plastic injection molded individual parts is possible. Non-positive connections between the corresponding tool element and the adjacent plastic injection molded individual part are particularly suitable as a means of fixation.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung, dass mindestens eines der äußeren Werkzeugelemente translatorisch verfahrbar ist, können die ersten Kavitäten sehr leicht geöffnet und geschlossen werden, so dass sowohl die Bildung der Kunststoffspritzgusseinzelteile als auch das Fügen zu einem Kunststoffbauteil vereinfacht werden.Due to the advantageous development that at least one of the outer tool elements can be moved in translation, the first cavities can be opened and closed very easily, so that both the formation of the plastic injection molded individual parts and the joining into a plastic component are simplified.

Vorteilhaft weisen die inneren Werkzeugelemente mindestens zwei Seiten auf, die jeweils mit den äußeren Werkzeugelementen eine erste Kavität ausbilden können, da so durch ein einfaches Verfahren oder Drehen der inneren Werkzeugelemente sofort neue erste Kavitäten zwischen den inneren Werkzeugelementen und den äußeren Werkzeugelementen gebildet werden können. Hierdurch können mehrere Kunststoffspritzgusseinzelteile in einer Vorrichtung ausgeformt und gleichzeitig weiterverarbeitet, also gefügt und/oder oberflächenveredelt werden, was die Taktung der Herstellung der Kunststoffbauteile erhöht.The inner tool elements advantageously have at least two sides, each of which can form a first cavity with the outer tool elements, since new first cavities can be immediately formed between the inner tool elements and the outer tool elements by simply moving or rotating the inner tool elements. As a result, several plastic injection molded individual parts can be formed in one device and further processed at the same time, i.e. joined and/or surface refined, which increases the timing of the production of the plastic components.

An mindestens einer Seite mindestens des inneren Werkzeugelements, das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, ist erfindungsgemäß eine zweite Kavität vorsehbar. Die zweite Kavität kann auf einer der Seiten des inneren Werkzeugelements in offener Form vorliegen und beispielsweise durch Rotation des inneren Werkzeugelements dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil zugewandt werden. Zwischen dem inneren Werkzeugelement und dem angrenzenden äußeren Werkzeugelement mit dem dazwischen befindlichen geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil ist damit an mindestens einem Teil des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils eine zweite Kavität vorsehbar, die mit einer aushärtbaren Polymermasse befüllbar ist, um mindestens einen Teil der Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils zu veredeln. Vorteilhafterweise liegt die Seite mit der zweiten Kavität aber bereits bei der Ausformung des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils in der ersten Kavität an der zu veredelnden Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgussteils an, da dann auf einen zusätzlichen Arbeitsschritt, nämlich eine Drehung oder ein Verfahren es inneren Werkzeugelement zum Zuführen der zweiten Kavität unter gleichzeitiger Fixierung des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils an dem angrenzenden äußeren Werkzeugelement, verzichtet werden kann. Somit ist vorteilhaft die zweite Kavität während des Einbringens der Kunststoffformmasse und der Ausformung des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils verschlossen, beispielsweise durch einen Schieber o.ä., und kann durch Betätigen der Verschlussvorrichtung, an dem zu veredelnden Oberflächenbereich vorgesehen werden.According to the invention, a second cavity can be provided on at least one side of at least the inner tool element, which is intended to receive the plastic molding compound forming a foam. The second cavity can be in an open form on one of the sides of the inner tool element and can be facing the foamed plastic injection molded individual part, for example by rotating the inner tool element. Between the inner tool element and the adjacent outer tool element with the foamed plastic injection molded individual part located in between, a second cavity can be provided on at least a part of the foamed plastic injection molded individual part, which can be filled with a curable polymer mass in order to refine at least part of the surface of the foamed plastic injection molded individual part. Advantageously, the side with the second cavity is already where the foamed art is being formed Injection-molded material part in the first cavity on the surface to be refined of the foamed plastic injection-molded part, since then an additional work step, namely a rotation or a movement of the inner tool element for feeding the second cavity while simultaneously fixing the foamed plastic injection-molded part on the adjacent outer tool element, is dispensed with can. Thus, the second cavity is advantageously closed during the introduction of the plastic molding compound and the shaping of the foamed plastic injection molded individual part, for example by a slide or similar, and can be provided on the surface area to be refined by actuating the closure device.

Ferner betrifft die Erfindung auch ein erstes Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen mittels einer wie vorstehend beschriebenen Vorrichtung. Das Verfahren umfasst dabei nachstehende Schritte:

  • - Einbringen einer Kunststoffformmasse in die zwischen den äußeren Werkzeugelementen und den jeweils angrenzenden Seiten der inneren Werkzeugelemente gebildeten ersten Kavitäten, wobei mindestens eine der in die ersten Kavitäten einzubringenden Kunststoffformmassen eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse ist,
  • - Ausformen der Kunststoffspritzgusseinzelteile,
  • - Drehen und/oder Verfahren der beiden inneren Werkzeugelemente, so dass die Kunststoffspritzgusseinzelteile zueinander bewegt werden,
  • - Fügen der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile, insbesondere durch Einspritzen eines Adhäsivs in einen von den zwei Kunststoffspritzgusseinzelteilen gebildeten Fügehohlraum unter Bildung eines Kunststoffbauteils,
  • - Vorsehen der zweiten Kavität an dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil des Kunststoffbauteils,
  • - Befüllen der zweiten Kavität mit einer aushärtbaren Polymermasse so dass die aushärtbare Polymermasse mindestens einen Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils bedeckt,
  • - Aushärten der aushärtbaren Polymermasse und
  • - Entformen des Kunststoffbauteils.
Furthermore, the invention also relates to a first method for producing multi-part plastic components using a device as described above. The procedure includes the following steps:
  • - introducing a plastic molding compound into the first cavities formed between the outer tool elements and the respectively adjacent sides of the inner tool elements, at least one of the plastic molding compounds to be introduced into the first cavities being a plastic molding compound that forms a foam,
  • - Forming the plastic injection molded individual parts,
  • - Rotating and/or moving the two inner tool elements so that the plastic injection molded individual parts are moved towards each other,
  • - joining the two plastic injection-molded individual parts, in particular by injecting an adhesive into a joining cavity formed by the two plastic injection-molded individual parts, forming a plastic component,
  • - Providing the second cavity on the foamed plastic injection molded individual part of the plastic component,
  • - filling the second cavity with a curable polymer mass so that the curable polymer mass covers at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part,
  • - Hardening of the curable polymer mass and
  • - Removal of the plastic component.

Durch das gleichzeitige Ausformen mehrerer Kunststoffspritzgusseinzelteile in den ersten Kavitäten, die durch die inneren Werkzeugelemente und die angrenzenden äußeren Werkzeugelemente, vorzugsweise durch einen Schritt des Schließens der entsprechenden Werkzeugelemente, gebildet werden, können alle für das herzustellende Kunststoffbauteil erforderlichen Kunststoffspritzgusseinzelteile parallel hergestellt werden, was eine hohe Taktung im Herstellprozess bedingt.By simultaneously molding several plastic injection molded individual parts in the first cavities, which are formed by the inner tool elements and the adjacent outer tool elements, preferably by a step of closing the corresponding tool elements, all plastic injection molded individual parts required for the plastic component to be produced can be produced in parallel, which is a high timing in the manufacturing process.

In mindestens einer ersten Kavität wird dabei ein geschäumtes Kunststoffspritzgusseinzelteil gebildet. Vorzugsweise wird hierzu in diese Kavität eine physikalisch (durch der Kunststoffformmasse zugefügten Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid) oder chemisch (durch Abspaltung eines schäumenden Moleküls, wie Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid aus der Kunststoffformmasse selbst) schäumbare Kunststoffformmasse eingefüllt. Geeignete Kunststoffformmassen sind auf dem Markt erhältlich.A foamed plastic injection molded individual part is formed in at least a first cavity. For this purpose, a physically (through nitrogen or carbon dioxide added to the plastic molding compound) or chemically (by splitting off a foaming molecule, such as nitrogen or carbon dioxide from the plastic molding compound itself) foamable plastic molding compound is filled into this cavity. Suitable plastic molding compounds are available on the market.

Das Ausformen kann übliche Schritte umfassen, wie beispielsweise ein Kühlen der Kunststoffformmasse oder einen anderweitigen Härtungsschritt. Durch das Drehen und/oder Verfahren der beiden inneren Werkzeugelemente werden die ausgeformten Kunststoffspritzgusseinzelteile zueinander bewegt. Vorzugsweise sind sie dabei an den inneren Werkzeugelementen fixiert, um ein Verrutschen zu verhindern und ein Fügen passgenau ausführen zu können. Das Fügen kann beispielsweise durch Bildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen den Kunststoffspritzgusseinzelteilen erfolgen. Insbesondere erfolgt insbesondere das Fügen alternativ oder additiv dazu durch Einspritzen eines Adhäsivs in einen von den zwei Kunststoffspritzgusseinzelteilen gebildeten Fügehohlraum unter Bildung des Kunststoffbauteils. Auch hierzu können zusätzliche Verfahrensschritte, wie beispielsweise Härtungsschritte, vorgesehen werden.The molding can include usual steps, such as cooling the plastic molding compound or another hardening step. By rotating and/or moving the two inner tool elements, the molded plastic injection molded individual parts are moved towards one another. They are preferably fixed to the inner tool elements in order to prevent slipping and to be able to carry out joining with a precise fit. The joining can take place, for example, by forming a positive connection between the plastic injection molded individual parts. In particular, the joining takes place alternatively or additionally by injecting an adhesive into a joining cavity formed by the two plastic injection-molded individual parts to form the plastic component. Additional process steps, such as hardening steps, can also be provided for this purpose.

Zur Veredelung mindestens eines Teils der Oberfläche des in dem Kunststoffbauteil enthaltenen geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils wird sodann eine zweite Kavität an dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil vorgesehen. Die zweite Kavität wird daraufhin mit einer aushärtbaren Polymermasse befüllt und im Anschluss daran ausgehärtet. Durch diesen Veredelungsschritt werden insbesondere herstellbedingte Oberflächendefekte abgedeckt und die Ausbildung einer homogen strukturierten Oberfläche gefördert. Das Kunststoffbauteil erhält damit eine den Anforderungen an Außenhaut- bzw. Interieurbauteile im Kraftfahrzeugbau entsprechende Optik.In order to refine at least part of the surface of the foamed plastic injection molded individual part contained in the plastic component, a second cavity is then provided on the foamed plastic injection molded individual part. The second cavity is then filled with a curable polymer mass and then hardened. This refinement step in particular covers surface defects caused by manufacturing and promotes the formation of a homogeneously structured surface. The plastic component thus has an appearance that meets the requirements of outer skin and interior components in motor vehicle construction.

Die aushärtbare Polymermasse ist im Einzelnen nicht beschränkt, ist jedoch dergestalt, dass sie durch Aushärten einen gleichmäßigen Film bildet, der vorzugsweise nicht nur einen optischen Effekt bewirkt, sondern auch mechanische und chemische Stabilität verleiht, damit ein dauerhaft stabiles Kunststoffbauteil erhalten wird. Je nach Einsatzgebiet kann die aus der aushärtbaren Polymermasse gebildete Oberflächenveredelung weitere Funktionalitäten verleihen, wie Korrosionsstabilität, hydrophobierende Eigenschaften, sensorische Eigenschaften, antioxidative Eigenschaften oder optische Effekte.The curable polymer composition is not limited in detail, but is such that it forms a uniform film upon curing, which preferably not only produces an optical effect, but also provides mechanical and chemical stability, so that a permanently stable plastic component is obtained. Depending on the area of application The surface refinement formed from the curable polymer mass can impart further functionalities, such as corrosion stability, hydrophobic properties, sensory properties, antioxidant properties or optical effects.

Das erfindungsgemäße Verfahren schließt mit dem Entformen des Kunststoffbauteils. Das Entformen kann durch ein Öffnen der inneren Werkzeugelemente, beispielsweise durch ein Verdrehen oder Verfahren eines oder beider innerer Werkzeugelemente, erfolgen.The method according to the invention concludes with the demoulding of the plastic component. The demoulding can be carried out by opening the inner tool elements, for example by twisting or moving one or both inner tool elements.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden mit sehr hoher Taktung in einem kontinuierlichen Prozess mehrteilige Kunststoffbauteile mit, aufgrund des Anteils an geschäumter Kunststoffformmasse gegenüber herkömmlichen Kunststoffspritzgussbauteilen, reduziertem Eigengewicht, spannungsfrei und damit mit minimiertem Schwund, hergestellt, die eine veredelte Oberfläche aufweisen, und somit besonders für dekorative Elemente, beispielsweise im Fahrzeugbau (Interieurkomponenten oder funktionale Bauteile wie Spoiler, Türen, Heckklappen, Frontklappen, Heckblenden und weitere Blenden wie beispielsweise Blenden der A-, B-, oder C-Säulen etc.), geeignet sind. Die jeweils verwendeten Kunststoffformmassen können gleich oder unterschiedlich sein. Ihre Zusammensetzung und Formgestaltung richtet sich nach dem Verwendungszweck des herzustellenden Kunststoffbauteils. Durch Einbringen oder Einspritzen einer einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse in beide ersten Kavitäten kann eine weitere Gewichtsreduktion des herzustellenden Kunststoffbauteils erzielt werden und beispielsweise ein geschäumtes Kunststoffbauteil mit einer Unterstruktur, einer Außenhaut und einer auf mindestens einem Teil der Außenhaut aufgebrachten Oberflächenveredelung, erstellt werden. Da die Kunststoffeinzelteile während des Prozesses nicht aus der Vorrichtung entnommen werden müssen, sondern sofort weiterverarbeitet werden, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur Zeit eingespart, sondern es wird auch möglich, formstabile Kunststoffbauteile aus Kunststoffeinzelteilen mit sehr dünnen Wandstärken herzustellen. Zudem entfallen separate zeit- und kostenintensive Veredelungsschritte.The method according to the invention produces multi-part plastic components with, due to the proportion of foamed plastic molding compound compared to conventional plastic injection molded components, reduced weight, stress-free and therefore with minimized shrinkage, with very high cycle times in a continuous process, which have a refined surface and are therefore particularly suitable for decorative purposes Elements, for example in vehicle construction (interior components or functional components such as spoilers, doors, tailgates, front flaps, rear panels and other panels such as panels on the A, B or C pillars, etc.), are suitable. The plastic molding compounds used in each case can be the same or different. Their composition and shape depend on the intended use of the plastic component to be produced. By introducing or injecting a plastic molding compound forming a foam into both first cavities, a further weight reduction of the plastic component to be produced can be achieved and, for example, a foamed plastic component with a substructure, an outer skin and a surface finish applied to at least part of the outer skin can be created. Since the individual plastic parts do not have to be removed from the device during the process, but are immediately further processed, the method according to the invention not only saves time, but also makes it possible to produce dimensionally stable plastic components from individual plastic parts with very thin wall thicknesses. In addition, separate time-consuming and cost-intensive finishing steps are no longer necessary.

Die für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen, Ausführungsformen, Vorteile und vorteilhaften Effekte finden auch Anwendung auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung mehrteiliger Kunststoffbauteile.The advantageous developments, embodiments, advantages and advantageous effects described for the device according to the invention for injection molding a multi-part plastic component also apply to the method according to the invention for producing multi-part plastic components.

Durch das parallele Ausführen der Schritte des

  • - Fügens der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile,
  • - Vorsehens der zweiten Kavität (6) an dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil des Kunststoffbauteils,
  • - Befüllens der zweiten Kavität (6) mit einer aushärtbaren Polymermasse so dass die aushärtbare Polymermasse mindestens einen Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils bedeckt und vorteilhafterweise auch
  • - des Aushärtens der aushärtbaren Polymermasse
können die Zykluszeiten der Herstellung des Kunststoffbauteils weiter verkürzt werden.By executing the steps in parallel
  • - joining the two plastic injection molded individual parts,
  • - Providing the second cavity (6) on the foamed plastic injection molded individual part of the plastic component,
  • - Filling the second cavity (6) with a curable polymer mass so that the curable polymer mass covers at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part and advantageously also
  • - the curing of the curable polymer mass
The cycle times for producing the plastic component can be further shortened.

Ferner erfindungsgemäß wird auch ein alternatives Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen mittels einer wie vorstehend offenbarten Vorrichtung beschrieben, das die Schritte:

  • - Einbringen einer Kunststoffformmasse in die zwischen den äußeren Werkzeugelementen und den jeweils angrenzenden Seiten der inneren Werkzeugelemente gebildeten ersten Kavitäten, wobei mindestens eine der in die ersten Kavitäten einzubringende Kunststoffformmassen eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse ist,
  • - Ausformen der Kunststoffspritzgusseinzelteile,
  • - Vorsehen der zweiten Kavität an dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil,
  • - Befüllen der zweiten Kavität mit einer aushärtbaren Polymermasse so dass die aushärtbare Polymermasse mindestens einen Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils bedeckt,
  • - Aushärten der aushärtbaren Polymermasse,
  • - Drehen und/oder Verfahren der beiden inneren Werkzeugelemente, so dass die Kunststoffspritzgusseinzelteile zueinander bewegt werden,
  • - Fügen der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile, insbesondere durch Einspritzen eines Adhäsivs in einen von den zwei Kunststoffspritzgusseinzelteilen gebildeten Fügehohlraum unter Bildung eines Kunststoffbauteils und
  • - Entformen des Kunststoffbauteils
umfasst. Im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen ersten Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen unterscheidet sich dieses alternative Verfahren dadurch, dass das Aufbringen der aushärtbaren Polymermasse zur Bildung einer Oberflächenveredelung auf mindestens einem Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils vor dem Fügen der Kunststoffspritzgusseinzelteile erfolgt. Im Übrigen sind die für das vorstehend beschriebene Verfahren offenbarten Effekte und Vorteile auch für das alternative Verfahren gültig. Somit zeichnet sich auch das alternative Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen durch eine zeit- und kostensparende kontinuierliche Prozessführung aus, die das Herstellen von mehrteiligen Kunststoffbauteilen in Leichtbauweise mit einer Oberflächenveredelung und hoher qualitativer Güte erlaubt.Furthermore, according to the invention, an alternative method for producing multi-part plastic components by means of a device as disclosed above is also described, which includes the steps:
  • - introducing a plastic molding compound into the first cavities formed between the outer tool elements and the respective adjacent sides of the inner tool elements, at least one of the plastic molding compounds to be introduced into the first cavities being a plastic molding compound that forms a foam,
  • - Forming the plastic injection molded individual parts,
  • - Providing the second cavity on the foamed plastic injection molded individual part,
  • - filling the second cavity with a curable polymer mass so that the curable polymer mass covers at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part,
  • - curing the curable polymer mass,
  • - Rotating and/or moving the two inner tool elements so that the plastic injection molded individual parts are moved towards each other,
  • - Joining the two plastic injection molded individual parts, in particular by injecting an adhesive into a joining cavity formed by the two plastic injection molded individual parts, forming a plastic component and
  • - Removal of the plastic component
includes. Compared to the first method described above for producing multi-part plastic components, this alternative method differs in that the application the curable polymer mass to form a surface finish on at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part before joining the plastic injection molded individual parts. Furthermore, the effects and advantages disclosed for the method described above also apply to the alternative method. The alternative method for producing multi-part plastic components is therefore also characterized by a time- and cost-saving continuous process control, which allows the production of multi-part plastic components in a lightweight design with surface refinement and high quality.

In beiden erfindungsgemäßen Verfahren können alternativ zu einem Fügeprozess mittels Vorsehens eines Adhäsivs andere Fügeprozesse zum Fügen der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile angewandt werden, wie beispielsweise ein Fügen mittels Schweißverfahren, wie z.B. Heißgasschweißen.In both methods according to the invention, as an alternative to a joining process by providing an adhesive, other joining processes can be used for joining the two plastic injection molded individual parts, such as joining by means of welding processes, such as hot gas welding.

Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsehen der zweiten Kavität durch Öffnen der Verschlussvorrichtung erfolgt. Die Verschlussvorrichtung, beispielsweise ein Schieber oder dergleichen, ist einfach von außerhalb der Vorrichtung öffenbar und schließbar, so dass die Kavität lediglich vor dem Befüllen der zweiten Kavität mit einer aushärtbaren Polymermasse zur Herstellung einer Oberflächenveredelung auf mindestens einem Teil der Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils, geöffnet, und ansonsten vor Verschmutzung durch ein Schließen geschützt ist. Hierdurch entfällt ein Verdrehen oder Verfahren der inneren Werkzeugelemente, so dass das Erstellen der Oberflächenveredelung im Wesentlichen ohne zeitliche Verzögerung erfolgen kann.Preferably, the methods according to the invention are characterized in that the second cavity is provided by opening the closure device. The closure device, for example a slide or the like, can be easily opened and closed from outside the device, so that the cavity is only opened before the second cavity is filled with a curable polymer mass to produce a surface finish on at least part of the surface of the foamed plastic injection molded individual part. and is otherwise protected from contamination by closing it. This eliminates the need to twist or move the inner tool elements, so that the surface finishing can be created essentially without any time delay.

Alternativ dazu kann das Anordnen der zweiten Kavität auch durch ein Verdrehen, Verfahren oder insbesondere durch ein Rotieren eines inneren Werkzeugelements ein Zuführen einer mit einer zweiten Kavität vorgesehenen Seite des inneren Werkzeugelements erfolgen. Diese Verfahrensführung eignet sich insbesondere für sehr dünne Oberflächenveredelungsschichten.Alternatively, the second cavity can also be arranged by twisting, moving or in particular rotating an inner tool element to feed a side of the inner tool element provided with a second cavity. This procedure is particularly suitable for very thin surface finishing layers.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft ferner dadurch weitergebildet dass die aushärtbare Polymermasse eine Polyurethanmasse ist und/oder dass das Adhäsiv ein thermoplastisches Elastomer ist. Polyurethanmassen sind sehr leicht aushärtbar und zeichnen sich durch sehr gute mechanische Stabilität und eine hohe Oberflächengüte sowie aufgrund ihrer zumeist niedrigen Viskosität durch ein gutes Verlaufverhalten aus, so dass eine Oberflächenveredelung mit hoher qualitativer Güte und einem minimierten Anteil an Oberflächendefekten herstellbar ist. Thermoplastische Elastomere zeichnen sich durch sehr gute adhäsive Eigenschaften und eine einfache Verarbeitbarkeit aus, so dass auf einfache Art und Weise ein dauerhaft gefügtes Kunststoffbauteil erhalten wird.The method according to the invention is advantageously further developed in that the curable polymer composition is a polyurethane composition and/or that the adhesive is a thermoplastic elastomer. Polyurethane compounds are very easy to cure and are characterized by very good mechanical stability and a high surface quality and, due to their usually low viscosity, good leveling behavior, so that a surface finish with high quality and a minimized proportion of surface defects can be produced. Thermoplastic elastomers are characterized by very good adhesive properties and ease of processing, so that a permanently joined plastic component can be obtained in a simple manner.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein mehrteiliges Kunststoffbauteil beschrieben, das mindestens zwei Kunststoffspritzgusseinzelteile umfasst, wobei mindestens ein Kunststoffspritzgusseinzelteil ein aus einer schäumbaren Kunststoffformmasse gebildetes geschäumtes Kunststoffspritzgusseinzelteil ist, wobei die Kunststoffspritzgusseinzelteile, beispielsweise mittels eines stoffschlüssigen Fügeprozesses, wie eines Klebe- oder Schweißprozesses, vorzugsweise unter Verwendung eines Adhäsivs, verbunden sind und an mindestens einem Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils eine ausgehärtete Polymerschicht angeordnet ist, wobei das mehrteilige Kunststoffbauteil nach einem wie vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Das erfindungsgemäße mehrteilige Kunststoffbauteil zeichnet sich durch ein geringes Eigengewicht, eine hohe mechanische Stabilität, wie Formstabilität und Schwindungsstabilität sowie eine ansprechende Optik aus und findet daher insbesondere Verwendung als dekoratives und/oder funktionales Bauteil, beispielsweise als Interieurkomponente im Kraftfahrzeugbau.Also according to the invention, a multi-part plastic component is also described, which comprises at least two plastic injection molded individual parts, wherein at least one plastic injection molded individual part is a foamed plastic injection molded individual part formed from a foamable plastic molding compound, wherein the plastic injection molded individual parts, for example by means of a cohesive joining process, such as an adhesive or welding process, preferably using a Adhesive, are connected and a cured polymer layer is arranged on at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part, the multi-part plastic component being produced by a method as described above. The multi-part plastic component according to the invention is characterized by a low weight, high mechanical stability, such as dimensional stability and shrinkage stability, as well as an attractive appearance and is therefore used in particular as a decorative and/or functional component, for example as an interior component in motor vehicle construction.

Die für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils sowie für die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung mehrteiliger Kunststoffbauteile beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen, Ausführungsformen, Vorteile und vorteilhaften Effekte finden auch Anwendung auf das erfindungsgemäße mehrteilige Kunststoffbauteil.The advantageous developments, embodiments, advantages and advantageous effects described for the device according to the invention for injection molding a multi-part plastic component and for the methods according to the invention for producing multi-part plastic components also apply to the multi-part plastic component according to the invention.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Figur. Es zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils.
Further details, features and advantages of the invention result from the following description and the figure. It shows:
  • 1 a schematic representation of a device according to the invention for injection molding a multi-part plastic component.

In der Figur sind nur die hier interessierenden Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, alle übrigen Elemente sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.Only the parts of the device according to the invention that are of interest are shown in the figure; all other elements are omitted for the sake of clarity.

Im Detail zeigt 1 eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines mehrteiligen Kunststoffbauteils mittels Spritzgusstechnik, das zwei äußere Werkzeugelemente 3 und zwei innere Werkzeugelemente 4aufweist, wobei jeweils zwei Seiten der inneren Werkzeugelemente 4a, 4b, 4c, 4d um einen drehbaren und/oder verfahrbaren Holm 9 angeordnet sind, und sich, wie hier gezeigt, beispielsweise gegenüberliegen. Durch die Dreh- oder Fahrfunktion des Holms 9 können die Seiten der inneren Werkzeugelemente 4a, 4b, 4c, 4d zueinander angeordnet werden um beispielsweise zwei Kunststoffspritzgusseinzelteile zu fügen, oder voneinander weg bewegt werden, beispielsweise um das aus mindestens zwei gefügten Kunststoffspritzgusseinzelteilen gebildete Kunststoffbauteil zu entformen.Shows in detail 1 a device 10 for producing a multi-part plastic component using injection molding technology, which has two outer tool elements 3 and two inner tool elements 4, with two sides of the inner tool elements 4a, 4b, 4c, 4d being arranged around a rotatable and / or movable spar 9, and, for example, lie opposite each other, as shown here. Due to the rotating or driving function of the spar 9, the sides of the inner tool elements 4a, 4b, 4c, 4d can be arranged relative to one another in order, for example, to join two plastic injection molded individual parts, or can be moved away from one another, for example in order to demold the plastic component formed from at least two joined plastic injection molded individual parts .

Die äußeren Werkzeugelemente 3 sind ebenfalls an jeweiligen Holmen 11 angeordnet, wobei die Holme 11 ebenfalls verfahrbar, vorzugsweise translatorisch verfahrbar ausgebildet sein können, um ein Öffnen und Schließen der Vorrichtung 10 zu vereinfachen.The outer tool elements 3 are also arranged on respective bars 11, wherein the bars 11 can also be designed to be movable, preferably translationally movable, in order to simplify opening and closing of the device 10.

Zwischen den äußeren Werkzeugelementen 3 und den angrenzenden Seiten der inneren Werkzeugelementen 4a, 4c sind im wie hier gezeigten geschlossenen Zustand der Vorrichtung 10 erste Kavitäten 5 gebildet, in die mittels entsprechender Spritzaggregate 1 jeweils eine Kunststoffformmasse in die ersten Kavitäten 5 eingespritzt werden kann. Mindestens eine Kunststoffformmasse ist dabei eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse und das Spritzaggregat 1 ist entsprechend ausgebildet, diese schaumbildende Kunststoffformmasse homogen in die entsprechende Kavität 5 einzubringen.Between the outer tool elements 3 and the adjacent sides of the inner tool elements 4a, 4c, in the closed state of the device 10 as shown here, first cavities 5 are formed, into which a plastic molding compound can be injected into the first cavities 5 by means of corresponding injection units 1. At least one plastic molding compound is a foam-forming plastic molding compound and the injection unit 1 is designed accordingly to introduce this foam-forming plastic molding compound homogeneously into the corresponding cavity 5.

Nach dem Ausformen der Kunststoffspritzgusseinzelteile in den Kavitäten 5, kann beispielsweise durch eine translatorische Bewegung der Holme 11 und/oder durch Verdrehen oder Verfahren der Holme 9 ein Öffnen der ersten Kavitäten 5 ausgeführt werden. Vorzugsweise sind dabei die Kunststoffspritzgusseinzelteile an den Seiten der inneren Werkzeugelementen 4a, 4c mittels geeigneter Mittel fixiert. Durch beispielsweise eine Rotationsbewegung der Holme 9, die durch die Pfeile an den Holmen veranschaulicht wird, werden nun die Kunststoffspritzgusseinzelteile zueinander bewegt.After the plastic injection molded individual parts have been formed in the cavities 5, the first cavities 5 can be opened, for example by a translational movement of the bars 11 and/or by twisting or moving the bars 9. The plastic injection molded individual parts are preferably fixed to the sides of the inner tool elements 4a, 4c by means of suitable means. For example, by a rotational movement of the bars 9, which is illustrated by the arrows on the bars, the plastic injection molded individual parts are now moved towards one another.

Sodann erfolgt ein Fügen der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile. Das Fügen umfasst das Ausbilden einer stoffschlüssigen Verbindung, beispielsweise durch einen Klebeprozess oder einen Schweißprozess, wie Heißgasschweißen. Wie in 1 gezeigt erfolgt dieses vorteilhaft durch Einspritzen eines Adhäsivs in einen von den Kunststoffspritzgusseinzelteilen gebildeten Fügehohlraum mittels eines Fügeaggregats 2.The two plastic injection molded individual parts are then joined. Joining includes forming a cohesive connection, for example through an adhesive process or a welding process, such as hot gas welding. As in 1 shown, this is advantageously done by injecting an adhesive into a joining cavity formed by the plastic injection molded individual parts by means of a joining unit 2.

Zur Ausbildung jeweils gleicher Kunststoffbauteile aus entsprechenden Kunststoffspritzgusseinzelteilen sind die Seiten der inneren Werkzeugelemente 4a und 4b bzw. die Seiten der inneren Werkzeugelemente 4d und 4c jeweils identisch aufgebaut. Die Seiten der inneren Werkzeugelemente 4a und 4b weisen Verschlussvorrichtungen 7 auf, mittels derer zweite Kavitäten 6 vorgesehen werden können. Auch die Seiten der inneren Werkzeugelemente 4d und 4c können, je nach auszubildendem Kunststoffbauteil Verschlussvorrichtungen aufweisen, mittels derer zweite Kavitäten vorgesehen werden können. Vorteilhafterweise wird in einer durch ein äußeres Werkzeugelement 3 und eine Seite 4c eines inneren Werkzeugelements eine Unterstruktur des herzustellenden Kunststoffbauteils und in einer durch ein äußeres Werkzeugelement 3 und eine Seite 4a eines inneren Werkzeugelements eine Außenhaut des herzustellenden Kunststoffbauteils erzeugt.In order to form the same plastic components from corresponding plastic injection molded individual parts, the sides of the inner tool elements 4a and 4b or the sides of the inner tool elements 4d and 4c are each constructed identically. The sides of the inner tool elements 4a and 4b have closure devices 7, by means of which second cavities 6 can be provided. Depending on the plastic component to be formed, the sides of the inner tool elements 4d and 4c can also have closure devices by means of which second cavities can be provided. Advantageously, a substructure of the plastic component to be produced is produced in one by an outer tool element 3 and a side 4c of an inner tool element and an outer skin of the plastic component to be produced is produced in one by an outer tool element 3 and a side 4a of an inner tool element.

Insbesondere nach dem Fügen, aber auch bereits vor dem Fügen der Kunststoffspritzgusseinzelteile, und insbesondere schon während des Ausformens der Kunststoffspritzgusseinzelteile, werden die an den Seiten der inneren Werkzeugelemente 4a, 4b vorgesehene Verschlussvorrichtungen 7, beispielsweise in Form von Schiebern, betätigt, um zweite Kavitäten 6 zu öffnen, die dann mit mindestens einem Teil der Oberfläche mindestens eines geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils in Verbindung steht, so dass über Polymerfördervorrichtungen 8 eine aushärtbare Polymermasse in die Kavitäten 6 und damit an die Oberfläche mindestens eines geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils gelangt. Nach einem Aushärten der aushärtbaren Polymermasse, bildet diese eine Oberflächenveredelung des Kunststoffbauteils.In particular after joining, but also before joining the plastic injection molded individual parts, and in particular already during the molding of the plastic injection molded individual parts, the closure devices 7 provided on the sides of the inner tool elements 4a, 4b, for example in the form of slides, are actuated in order to create second cavities 6 to open, which is then connected to at least part of the surface of at least one foamed plastic injection molded individual part, so that via polymer conveying devices 8 a curable polymer mass reaches the cavities 6 and thus to the surface of at least one foamed plastic injection molded individual part. After the curable polymer mass has hardened, it forms a surface refinement of the plastic component.

Nach dem Fügen der Kunststoffspritzgusseinzelteile kann sodann das fertige mehrteilige Kunststoffbauteil mit Oberflächenveredelung durch erneutes Verfahren oder Drehen der Holme 9 und damit Auseinanderfahren der inneren Werkzeugelemente 4das Kunststoffbauteil freigelegt und entnommen werden.After joining the plastic injection molded individual parts, the finished multi-part plastic component with surface refinement can then be exposed and removed by moving or rotating the bars 9 again and thus moving the inner tool elements 4 apart.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann zusätzlich zu den wie oben beschriebenen ersten und zweiten Kavitäten weitere vorsehbare Kavitäten enthalten, beispielsweise um mehrschichtige Kunststoffspritzgusseinzelteile zu bilden oder aber mehrere Oberflächenveredelungen nebeneinander oder übereinander anzubringen.In addition to the first and second cavities described above, the device 10 according to the invention can contain further cavities that can be provided, for example in order to form multi-layer plastic injection molded individual parts or to apply several surface finishes next to one another or one above the other.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11
SpritzaggregateInjection units
22
Fügeaggregatjoining unit
33
äußere Werkzeugelementeexternal tool elements
44
innere Werkzeugelementeinner tool elements
4a-d4a-d
Seiten der inneren WerkzeugelementeSides of the inner tool elements
55
erste Kavitätenfirst cavities
66
zweite Kavitätensecond cavities
77
VerschlussvorrichtungClosure device
88th
PolymerfördervorrichtungPolymer conveyor device
99
HolmeHolmes
1010
Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen KunststoffbauteilsDevice for injection molding a multi-part plastic component
1111
HolmeHolmes

Claims (11)

Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils mit - mindestens zwei äußeren Werkzeugelementen (3) und - mindestens zwei zwischen den äußeren Werkzeugelementen (3) angeordneten inneren Werkzeugelementen (4), wobei - die äußeren Werkzeugelemente (3) mit jeweils einer angrenzenden Seite der inneren Werkzeugelemente (4a, 4c) jeweils eine erste Kavität (5) bilden, in die mittels eines oder mehrerer Spritzaggregate (1) zur Erzeugung eines Spritzgusseinzelteils eine Kunststoffformmasse einbringbar ist, wobei in mindestens eine erste Kavität (5) eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse einbringbar ist, wobei - die zwei inneren Werkzeugelemente (4) dreh- und/oder verfahrbar ausgebildet sind und an mindestens einer Seite (4a, 4b) mindestens des inneren Werkzeugelements (4), das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, eine zweite Kavität (6) vorsehbar ist, die mit einer aushärtbaren Polymermasse befüllbar ist, wobei - die Vorrichtung (10) mindestens ein Fügeaggregat (2) zum Fügen der in den ersten Kavitäten (5) gebildeten Kunststoffspritzgusseinzelteile aufweist, und wobei an mindestens einer Seite (4a, 4b) mindestens des inneren Werkzeugelements (4), das zur Aufnahme der einen Schaum bildenden Kunststoffformmasse vorgesehen ist, mindestens eine Verschlussvorrichtung (7) zum Öffnen und Schließen der zweiten Kavität (6) vorgesehen ist.Device for injection molding a multi-part plastic component - at least two outer tool elements (3) and - at least two inner tool elements (4) arranged between the outer tool elements (3), wherein - the outer tool elements (3), each with an adjacent side of the inner tool elements (4a, 4c), each form a first cavity (5), into which a plastic molding compound can be introduced by means of one or more injection units (1) to produce an individual injection molded part, wherein in at least a first cavity (5) can be introduced with a plastic molding compound forming a foam, wherein - the two inner tool elements (4) are designed to be rotatable and/or movable and a second cavity (6 ) can be provided, which can be filled with a curable polymer mass, whereby - the device (10) has at least one joining unit (2) for joining the plastic injection molded individual parts formed in the first cavities (5), and on at least one side (4a, 4b) at least of the inner tool element (4), which is used to accommodate the one Foam-forming plastic molding compound is provided, at least one closure device (7) is provided for opening and closing the second cavity (6). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten der inneren Werkzeugelemente (4a, 4b, 4c, 4d) oder die äußeren Werkzeugelemente (3) Mittel zur Fixierung der in den ersten Kavitäten (5) erzeugten Kunststoffspritzgusseinzelteile aufweisen.Device according to Claim 1 , characterized in that the sides of the inner tool elements (4a, 4b, 4c, 4d) or the outer tool elements (3) have means for fixing the plastic injection molded individual parts produced in the first cavities (5). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der äußeren Werkzeugelemente (3) translatorisch verfahrbar ist.Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the outer tool elements (3) can be moved in translation. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Werkzeugelemente (4) mindestens zwei Seiten aufweisen, die jeweils mit den äußeren Werkzeugelementen (3) eine erste Kavität (5) ausbilden können.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tool elements (4) have at least two sides, which can each form a first cavity (5) with the outer tool elements (3). Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Einbringen einer Kunststoffformmasse in die zwischen den äußeren Werkzeugelementen (3) und den jeweils angrenzenden Seiten der inneren Werkzeugelemente (4a, 4c) gebildeten ersten Kavitäten (5), wobei mindestens eine der in die ersten Kavitäten (5) einzubringenden Kunststoffformmassen eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse ist, - Ausformen der Kunststoffspritzgusseinzelteile, - Drehen und/oder Verfahren der beiden inneren Werkzeugelemente (4), so dass die Kunststoffspritzgusseinzelteile zueinander bewegt werden, - Fügen der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile, insbesondere durch Einspritzen eines Adhäsivs in einen von den zwei Kunststoffspritzgusseinzelteilen gebildeten Fügehohlraum unter Bildung eines Kunststoffbauteils, - Vorsehen der zweiten Kavität (6) an dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil des Kunststoffbauteils, - Befüllen der zweiten Kavität (6) mit einer aushärtbaren Polymermasse so dass die aushärtbare Polymermasse mindestens einen Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils bedeckt, - Aushärten der aushärtbaren Polymermasse und - Entformen des Kunststoffbauteils.Method for producing multi-part plastic components using a device according to one of the preceding claims, comprising the steps: - Introducing a plastic molding compound into the first cavities (5) formed between the outer tool elements (3) and the respective adjacent sides of the inner tool elements (4a, 4c), at least one of the plastic molding compounds to be introduced into the first cavities (5) forming a foam plastic molding compound is - Forming the plastic injection molded individual parts, - rotating and/or moving the two inner tool elements (4) so that the plastic injection molded individual parts are moved towards one another, - joining the two plastic injection-molded individual parts, in particular by injecting an adhesive into a joining cavity formed by the two plastic injection-molded individual parts, forming a plastic component, - Providing the second cavity (6) on the foamed plastic injection molded individual part of the plastic component, - filling the second cavity (6) with a curable polymer mass so that the curable polymer mass covers at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part, - Hardening of the curable polymer mass and - Removal of the plastic component. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des - Fügens der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile, - Vorsehens der zweiten Kavität (6) an dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil des Kunststoffbauteils, - Befüllens der zweiten Kavität (6) mit einer aushärtbaren Polymermasse so dass die aushärtbare Polymermasse mindestens einen Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils bedeckt und vorteilhafterweise auch - des Aushärtens der aushärtbaren Polymermasse parallel erfolgen.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the steps of - joining the two plastic injection molded individual parts, - providing the second cavity (6) on the foamed plastic injection molded individual part of the plastic component, - filling the second cavity (6) with a curable polymer mass so that the curable polymer mass is at least part of a Surface of the foamed plastic injection molded item is covered and advantageously also - the hardening of the curable polymer mass takes place in parallel. Verfahren zur Herstellung von mehrteiligen Kunststoffbauteilen mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend die Schritte: - Einbringen einer Kunststoffformmasse in die zwischen den äußeren Werkzeugelementen (3) und den jeweils angrenzenden Seiten der inneren Werkzeugelemente (4a, 4c) gebildeten ersten Kavitäten (5), wobei mindestens eine der in die ersten Kavitäten (5) einzubringenden Kunststoffformmassen eine einen Schaum bildende Kunststoffformmasse ist, - Ausformen der Kunststoffspritzgusseinzelteile, - Vorsehen der zweiten Kavität (6) an dem geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteil, - Befüllen der zweiten Kavität (6) mit einer aushärtbaren Polymermasse so dass die aushärtbare Polymermasse mindestens einen Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils bedeckt, - Aushärten der aushärtbaren Polymermasse, - Drehen und/oder Verfahren der beiden inneren Werkzeugelemente (4), so dass die Kunststoffspritzgusseinzelteile zueinander bewegt werden, - Fügen der beiden Kunststoffspritzgusseinzelteile, insbesondere durch Einspritzen eines Adhäsivs in einen von den zwei Kunststoffspritzgusseinzelteilen gebildeten Fügehohlraum unter Bildung eines Kunststoffbauteils und - Entformen des Kunststoffbauteils.Method for producing multi-part plastic components using a device according to one of Claims 1 until 4 , comprising the steps: - introducing a plastic molding compound into the first cavities (5) formed between the outer tool elements (3) and the respective adjacent sides of the inner tool elements (4a, 4c), at least one of which is to be introduced into the first cavities (5). Plastic molding compounds is a plastic molding compound that forms a foam, - Forming the plastic injection molded individual parts, - Providing the second cavity (6) on the foamed plastic injection molded individual part, - Filling the second cavity (6) with a curable polymer mass so that the curable polymer mass covers at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part, - Curing the curable polymer mass , - rotating and/or moving the two inner tool elements (4) so that the plastic injection-molded individual parts are moved towards one another, - joining the two plastic injection-molded individual parts, in particular by injecting an adhesive into a joining cavity formed by the two plastic injection-molded individual parts to form a plastic component and - demoulding the plastic component. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsehen der zweiten Kavität (6) durch Öffnen einer Verschlussvorrichtung (7) erfolgt.Procedure according to one of the Claims 5 until 7 , characterized in that the second cavity (6) is provided by opening a closure device (7). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsehen der zweiten Kavität (6) durch Rotieren eines inneren Werkzeugelements (4) und Zuführen einer mit einer zweiten Kavität (6) vorgesehenen Seite (4a, 4b) des inneren Werkzeugelements (4), erfolgt.Procedure according to one of the Claims 5 until 7 , characterized in that the second cavity (6) is provided by rotating an inner tool element (4) and feeding a side (4a, 4b) of the inner tool element (4) provided with a second cavity (6). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermasse eine Polyurethanmasse ist und/oder dass das Adhäsiv ein thermoplastisches Elastomer ist.Procedure according to one of the Claims 5 until 9 , characterized in that the polymer mass is a polyurethane mass and / or that the adhesive is a thermoplastic elastomer. Mehrteiliges Kunststoffbauteil, umfassend mindestens zwei Kunststoffspritzgusseinzelteile, wobei mindestens ein Kunststoffspritzgusseinzelteil ein aus einer schäumbaren Kunststoffformmasse gebildetes geschäumtes Kunststoffspritzgusseinzelteil ist, wobei die Kunststoffspritzgusseinzelteile mittels eines Adhäsivs verbunden sind und an mindestens einem Teil einer Oberfläche des geschäumten Kunststoffspritzgusseinzelteils eine ausgehärtete Polymerschicht angeordnet ist, wobei das mehrteilige Kunststoffbauteil nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10 hergestellt ist.Multi-part plastic component, comprising at least two plastic injection molded individual parts, wherein at least one plastic injection molded individual part is a foamed plastic injection molded individual part formed from a foamable plastic molding compound, the plastic injection molded individual parts being connected by means of an adhesive and a cured polymer layer being arranged on at least part of a surface of the foamed plastic injection molded individual part, the multi-part plastic component according to a procedure according to one of the Claims 5 until 10 is manufactured.
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