DE102017208098A1

DE102017208098A1 - Spritzgussvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils

Info

Publication number: DE102017208098A1
Application number: DE102017208098.1A
Authority: DE
Inventors: Olaf Heinemann; Stefan Ostwald
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spritzgussvorrichtung (10) zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Instrumententafel, aufweisend: ein erstes Werkzeugteil (11), ein zweites Werkzeugteil (12), wobei das erste Werkzeugteil (11) und das zweite Werkzeugteil (12) derart anordbar sind, dass zwischen dem ersten Werkzeugteil (11) und dem zweiten Werkzeugteil (12) eine Spritzgusskavität (100) ausgebildet ist, und ein erstes Dekorabbildungselement (101), das in der Spritzgusskavität (100) anordbar und zumindest zum Teil mit einem thermoplastischen Werkstoff hinterspritzbar ist, um das Innenverkleidungsbauteil (1) auszuformen. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein drittes Werkzeugteil (13) vorgesehen ist, wobei das zweite Werkzeugteil (12) und das dritte Werkzeugteil (13) derart anordbar sind, dass zwischen dem zweiten Werkzeugteil (12) und dem dritten Werkzeugteil (13) eine Druckkavität (200) ausgebildet ist, in die ein Reaktionswerkstoff einspritzbar ist, um ein zweites Dekorabbildungselement (201) an einer Oberfläche des fertigen Innenverkleidungsbauteils (1) bereitzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgussvorrichtung zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Instrumententafel, nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruches sowie ein entsprechendes Verfahren nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruches.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen von Modell zu Modell und/oder je nach Fahrzeugausstattung unterschiedlich ausgestaltete Innenverkleidungsbauteile auf. Dabei können Innenverkleidungsbauteile mit unterschiedlichen Lackierungen, wie z. B. matt oder glänzend, in verschiedenen Farben und mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen bereitgestellt werden. Zudem können Innenverkleidungsbauteile verschiedene integrierte Zierrahmen für das Bauteil selbst sowie Zierrahmen und/oder Blenden für Funktionselemente, wie. z. B. Lüftungselemente, Radio-Navigationseinheiten oder dergleichen, umfassen. Nachteilig ist dabei, dass von Modell zu Modell und/oder je nach Fahrzeugausstattung jeweils mehrere separate Werkzeugsätze für ein Innenverkleidungsbauteil bereitgestellt werden müssen. Zur Darstellung einer hochwertigen Oberflächenstruktur auf einem Innenverkleidungsbauteil kann bspw. ein In-Mould-Labeling-Verfahren, ein sogenanntes IML-Verfahren, angewendet werden. Dies erfordert einen ersten separaten Werkzeugsatz. Zur Darstellung unterschiedlicher Farben oder Glanzeffekte können die fertigen Innenverkleidungsbauteile nachträglich lackiert werden. Dies erfordert einen weiteren separaten Werkzeugsatz. Um einen Zierrahmen, bspw. einen Chromrahmen, darzustellen, kann der Zierrahmen bspw. mittels Schweißen am Innenverkleidungsbauteil befestigt werden. Auch dies erfordert einen weiteren separaten Werkzeugsatz. Somit muss entweder ein hoher Herstellungsaufwand oder Designeinschränkungen, bspw. ein Verzicht auf Designelemente wie z. B. Chrom oder unterschiedliche Farbgestaltungen, vorgenommen werden, um das Innenverkleidungsbauteil herzustellen.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil bei einer Spritzgussvorrichtung zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Instrumententafel, zumindest zum Teil zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spritzgussvorrichtung zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines für einen Fahrzeuginsassen sichtbaren Innenverkleidungsbauteils wie beispielsweise einer Instrumententafel, bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist, welche wenig Bauteile aufweist, welche leicht zu bedienen ist und welche eine Herstellung unterschiedlich ausgestalteter Innenverkleidungsbauteile mit einer erweiterten Funktionalität und einer vielfältigen, ansprechenden Optik kostengünstig und in nur wenigen Schritten ermöglicht. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Spritzgussvorrichtung zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines für einen Fahrzeuginsassen sichtbaren Innenverkleidungsbauteils wie beispielsweise einer Instrumententafel, mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches gelöst. Zudem wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches gelöst.
Die Erfindung stellt eine Spritzgussvorrichtung zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Instrumententafel, bereit, aufweisend: ein erstes Werkzeugteil, ein zweites Werkzeugteil, wobei das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil derart anordbar sind, dass zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil eine Spritzgusskavität ausgebildet ist, und ein erstes Dekorabbildungselement, das in der Spritzgusskavität anordbar und zumindest zum Teil mit einem thermoplastischen Werkstoff hinterspritzbar ist, um das Innenverkleidungsbauteil auszuformen. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein drittes Werkzeugteil vorgesehen ist, wobei das zweite Werkzeugteil und das dritte Werkzeugteil derart anordbar sind, dass zwischen dem zweiten Werkzeugteil und dem dritten Werkzeugteil eine Druckkavität ausgebildet ist, in die ein Reaktionswerkstoff einspritzbar ist, um ein zweites Dekorabbildungselement an einer Oberfläche des fertigen Innenverkleidungsbauteils bereitzustellen.
Die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung kann neben einer Instrumententafel zum Herstellen verschiedener Innenverkleidungsbauteile eines Kraftfahrzeugs dienen, wie z. B. eines Teils eines Lenkrades, einer Mittelkonsole, einer Türinnenverkleidung, einer Seiteninnenverkleidung, einer Dachinnenverkleidung, einer Säuleninnenverkleidung oder dergleichen. Ein mit Hilfe der erfindungsgemäßen Spritzgussvorrichtung hergestelltes Innenverkleidungsbauteil kann vorzugsweise zur Aufnahme von Funktionselementen des Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines Radio-Navigationsmoduls und/oder mindestens eines Lüftungselementes oder beliebiger anderer Funktionselemente, ausgelegt sein. Die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung eignet sich zur Verarbeitung eines plastifizierten Spritzgusswerkstoffes oder grundsätzlich eines beliebigen plastifizierbaren Kunststoffes, wie z. B. ABS, PC/ABS, TPO oder dergleichen. Unter einem mit der erfindungsgemäßen Spritzgussvorrichtung hergestellten Innenverkleidungsbauteil kann ein separates Bauteil verstanden werden, welches in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, bspw. form- und/oder kraftschlüssig, befestigt werden kann, und welches insbesondere im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs für einen Fahrzeuginsassen sichtbar angeordnet ist.
Der Erfindungsgedanke liegt darin, dass ein und dieselbe Spritzgussvorrichtung sowohl zum Herstellen eines Spritzgussbauteils bzw. eines Innenverkleidungsbauteils mit einer edlen, ansprechenden Oberfläche, bspw. durch Hinterspritzen einer dekorierten Folie oder einer Heißprägefolie, als auch zum Lackieren der Oberfläche des Spritzgussbauteils mit einem Reaktionswerkstoff, z. B. durch sogenanntes PU-Überfluten oder durch sogenanntes Colorforming, ausgelegt ist. Durch Hinterspritzen einer dekorierten Folie (In-Mould-Labeling, IML) oder einer Heißprägefolie (In-Mould-Decoration, IMD) kann mindestens ein erstes Dekorabbildungselement zumindest an einem Bereich der Oberfläche des Spritzgussbauteils bereitgestellt werden. Durch Lackieren eines weiteren Bereiches der Oberfläche des Spritzgussbauteils, zum Beispiel mittels PU-Überfluten oder mittels Colorforming, kann mindestens ein zweites Dekorabbildungselement bereitgestellt werden. Somit kann ein Innenverkleidungsbauteil geschaffen werden, das mehrere unterschiedliche Dekorabbildungselemente aufweisen kann, die nach unterschiedlichen Technologien aber in ein und derselben Spritzgussvorrichtung hergestellt werden können. Das erste Dekorabbildungselement kann die Oberfläche des Spritzgussbauteils zumindest zum Teil mit einer Oberflächenstruktur, bspw. genarbt und/oder gemustert, sowie mit einer Farbe, sei es matt oder glänzend, z. B. mit Hilfe eines IMD-Verfahrens, veredeln. Die strukturierte Oberfläche kann bspw. einer Leder-, einer Stoff- oder einer Holzoberfläche oder dergleichen nachempfunden sein und optional nachgebildete Nahtstellen, Prägungen, Muster oder dergleichen aufweisen. Das zweite Dekorabbildungselement kann einen Zierrahmen, bspw. mit einer Chromoptik, z. B. mittels Lackieren, abbilden. Umgekehrt ist es aber auch denkbar, dass das erste Dekorabbildungselement als ein Zierrahmen und/oder eine Blende, bspw. mit Hilfe eines IML-Verfahrens, am Innenverkleidungsbauteil integriert werden kann, wobei das zweite Dekorabbildungselement zumindest zum Teil eine farbige und/oder glänzende Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils erzeugen kann. Somit kann ein verbessertes Innenverkleidungsbauteil mit einer vielfältigen Optik bereitgestellt werden. Die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung ist mit drei Werkzeugteilen einfach aufgebaut und leicht zu bedienen. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung eine einfache Herstellung unterschiedlich ausgestalteter Innenverkleidungsbauteile mit einer erweiterten Funktionalität und einer vielfältigen, ansprechenden Optik, mit wenig Aufwand, kostengünstig und in nur wenigen Schritten.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung bei einer Spritzgussvorrichtung vorgesehen sein, dass das erste Dekorabbildungselement eine IMD-Folie oder ein IML-Insert ist. Mit Hilfe einer IMD-Folie kann vorteilhafterweise eine strukturierte und/oder farbige, vorzugsweise weitgehend abriebfeste, Beschichtung des Innenverkleidungsbauteils bereitgestellt werden. Eine IMD-Folie mit dem zu übertragenden Motiv in Form eines Lacks auf einer Trägerfolie kann innerhalb der Spritzgusskavität zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil platziert werden. Während die Spritzgusskavität mit einem thermoplastischen Werkstoff aufgefüllt wird, heftet sich der Lack, im Folgenden das erste Dekorabbildungselement, am Spritzgussbauteil an und wird beim Öffnen der Spritzgussvorrichtung von der Trägerfolie abgelöst. Das fertige Spritzgussbauteil mit dem fest haftenden ersten Dekorabbildungselement kann nun entnommen werden. Mit Hilfe eines IML-Inserts können vorteilhafterweise hochwertige Zierrahmen und/oder Blenden mit verschiedenen ansprechenden 3D-Formen am Innenverkleidungselement integriert werden. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Spritzgussvorrichtung zum Herstellen eines ersten Dekorabbildungselementes sowohl mit Hilfe einer IMD-Folie als auch eines IML-Inserts ausgelegt ist. Zudem ist es denkbar, dass ein mit Hilfe der Spritzgussvorrichtung hergestelltes Innenverkleidungsbauteil mehrere Dekorabbildungselemente aus einer IMD-Folie oder aus einem IML-Insert aufweisen kann.
Zudem kann die Erfindung bei einer Spritzgussvorrichtung vorsehen, dass das erste Werkzeugteil verschiebbar, insbesondere linear verschiebbar, zum zweiten Werkzeugteil gelagert sein kann. Somit kann ein einfaches Öffnen und Schließen der Spritzgusskavität bereitgestellt werden, ohne ein Spritzgusswerkzeug, das am zweiten Werkzeugteil angebracht werden kann, bewegen zu müssen.
Weiterhin kann die Erfindung bei einer Spritzgussvorrichtung vorsehen, dass das dritte Werkzeugteil eine Druckmaschine aufweisen kann, die mindestens eine erste Druckpatrone für einen ersten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine zweite Druckpatrone für einen zweiten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs sowie eine Mischvorrichtung zum Mischen der Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs aufweist. Somit kann eine Spritzgießtechnik mit einer In-Mould-Technik und mit einer Reaktionstechnik in nur einer Spritzgussvorrichtung vereint werden. Die Druckmaschine mit mehreren Druckpatronen und einer Mischvorrichtung kann vorteilhafterweise die Reaktionspartner unmittelbar vor dem Lackieren mischen, um das fertige Spritzgussbauteil mit dem Reaktionswerkstoff zu überfluten. Der Reaktionswerkstoff erfordert vorteilhafterweise keine Trenn- und/oder Lösemittel. Nach dem Abkühlen des Reaktionswerkstoffs kann ein einbaufertiges Innenverkleidungsbauteil entnommen werden. Vorteilhafterweise kann das fertige Innenverkleidungsbauteil mehrere Dekorabbildungselemente umfassen, die nach unterschiedlichen Technologien aber in ein und derselben Spritzgussvorrichtung hergestellt werden können.
Außerdem kann im Rahmen der Erfindung bei einer Spritzgussvorrichtung vorgesehen sein, dass das zweite Werkzeugteil schwenkbar, insbesondere um 90° schwenkbar, zum dritten Werkzeugteil gelagert sein kann. Somit können sowohl die Spritzgusskavität als auch die Druckkavität unabhängig voneinander aber auf eine einfache Weise geöffnet und geschlossen werden. Dabei ist es denkbar, dass der fertige Vorspritzling (das ausgeformte Innenverkleidungsbauteil) zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil nach dem Öffnen der Spritzgusskavität mit dem zweiten Werkzeugteil zum dritten Werkzeugteil verschwenkt werden kann, um die Druckkavität zu schließen. Anschließend kann der Vorspritzling über das dritte Werkzeugteil und eine am dritten Werkzeugteil angebrachte Druckmaschine mit dem Reaktionswerkstoff lackiert werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass das dritte Werkzeugteil im ersten Werkzeugteil integriert sein kann. Somit kann die Spritzgusskavität und die Druckkavität zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil gebildet werden. Dadurch kann der Aufbau der Spritzgussvorrichtung vereinfacht werden. Dabei ist es denkbar, dass das zweite Werkzeugteil zunächst an ein Spritzgusswerkzeug angeschlossen werden kann, um einen Vorspritzling herzustellen. Anschließend kann das erste Werkzeugteil an eine Druckmaschine angeschlossen werden, um den Vorspritzling zu lackieren, z. B. durch PU-Überfluten oder durch Colorforming.
Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Instrumententafel, gelöst, welches mit Hilfe einer Spritzgussvorrichtung ausgeführt werden kann, die oben beschrieben wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

a) Bereitstellen eines ersten Werkzeugteils und eines zweiten Werkzeugteils, wobei das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil derart anordbar sind, dass zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil eine Spritzgusskavität ausgebildet wird,
b) Anordnen eines ersten Dekorabbildungselementes in der Spritzgusskavität,
c) Schließen der Spritzgusskavität,
d) Hinterspritzen des ersten Dekorabbildungselementes zumindest zum Teil mit einem thermoplastischen Werkstoff, um das Innenverkleidungsbauteil auszuformen,
e) Bereitstellen eines dritten Werkzeugteils, wobei das zweite Werkzeugteil und das dritte Werkzeugteil derart anordbar sind, dass zwischen dem zweiten Werkzeugteil und dem dritten Werkzeugteil eine Druckkavität ausgebildet wird,
f) Schließen der Druckkavität,
g) Einspritzen eines Reaktionswerkstoffs in die Druckkavität, um ein zweites Dekorabbildungselement an einer Oberfläche des fertigen Innenverkleidungsbauteils bereitzustellen.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Spritzgussvorrichtung beschrieben wurden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird vorliegend vollumfänglich darauf Bezug genommen.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass im Schritt b) das erste Dekorabbildungselement als eine IMD-Folie oder ein IML-Insert bereitgestellt wird. Somit können eingelegte Substrate, d. h. eine IMD-Folie oder ein IML-Insert, hinterspritzt werden, wobei die Substrate zum Abbilden einer beliebigen Struktur, z. B. mit einer Stoff-, Leder- oder Holzfurnieroptik, und/oder Farbe, sei es matt oder glänzend, ausgelegt sein können. Somit können in nur einem Arbeitsschritt anspruchsvolle Oberflächen bereitgestellt werden. Dabei ist es denkbar, dass die IMD-Folie als ein Folienband mit Hilfe eines Motors senkrecht durch die Spritzgusskavität hindurch gerollt werden kann.
Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass im Schritt c) das erste Werkzeugteil linear zum zweiten Werkzeugteil verschoben wird. Zum Öffnen oder Schließen der Spritzgusskavität kann das erste Werkzeugteil mit Hilfe eines Schiebers verschoben werden. Somit kann die Spritzgussvorrichtung einfach angesteuert werden, um das Innenverkleidungsbauteil auszuformen.
Zudem kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass im Schritt e) das dritte Werkzeugteil mit einer Druckmaschine bereitgestellt wird, die mindestens eine erste Druckpatrone für einen ersten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine zweite Druckpatrone für einen zweiten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs sowie eine Mischvorrichtung zum Mischen der Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs aufweist, wobei die Reaktionspartner zwischen dem Schritt f) und dem Schritt g) gemischt werden. Somit kann gewährleistet werden, dass die chemische Reaktion zum Verbinden der Reaktionspartner an der Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils ausgeführt werden kann. Somit kann der Reaktionswerkstoff zuverlässig an der Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils haften, ohne dass Trenn- und/oder Lösemittel zum Auftragen des Lacks notwendig sind.
Außerdem kann im Rahmen der Erfindung bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass im Schritt f) das zweite Werkzeugteil verschwenkend, insbesondere um 90° verschwenkend, zum dritten Werkzeugteil verschoben werden kann. Somit können sowohl die Spritzgusskavität als auch die Druckkavität unabhängig voneinander gebildet werden, um in einem Schritt das Innenverkleidungsbauteil mit einem ersten Dekorabbildungselement in der Spritzgusskavität auszuformen und in einem weiteren Schritt mit dem zweiten Dekorabbildungselement in der Druckkavität zu versehen. Alternativ ist es möglich, dass das dritte Werkzeugteil im ersten Werkzeugteil integriert sein kann, um die Spritzgusskavität und die Druckkavität zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil auszubilden. Hierzu kann das zweite Werkzeugteil zunächst an ein Spritzgusswerkzeug angeschlossen werden, um das Innenverkleidungsbauteil auszuformen. Anschließend kann das erste Werkzeugteil an eine Druckmaschine angeschlossen werden, um das Innenverkleidungsbauteil zu lackieren, z. B. mittels PU-Überfluten oder mittels Colorforming.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

1 schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spritzgussvorrichtung beim Hinterspritzen eines ersten Dekorabbildungselementes zum Ausformen eines Innenverkleidungsbauteils,
2 schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Spritzgussvorrichtung beim Auftragen eines zweiten Dekorabbildungselementes auf das Innenverkleidungsbauteil,
3.1 Anordnen eines ersten Dekorabbildungselementes in einer Spritzgusskavität,
3.2 Hinterspritzen des ersten Dekorabbildungselementes in der Spritzgusskavität,
3.3 Entnehmen einer Trägerfolie,
3.4 Auftragen eines zweiten Dekorabbildungselementes auf das Innenverkleidungsbauteil,
4 vergrößerte Darstellung einer Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils mit einem ersten Dekorabbildungselement und einem zweiten Dekorabbildungselement,
5.1 Positionieren einer IMD-Folie in einer Spritzgusskavität,
5.2 Schließen der Spritzgusskavität,
5.3 Hinterspritzen der IMD-Folie,
5.4 Entnehmen einer Trägerfolie,
6.1 Bereitstellen einer IML-Folie,
6.2 Tiefziehen der IML-Folie,
6.3 Stanzen der IML-Folie zu einem IML-Insert,
6.4 Positionieren des IML-Inserts in einer Spritzgusskavität,
6.5 Hinterspritzen des IML-Inserts und entnehmen eines Innenverkleidungsbauteils mit einem ersten Dekorabbildungselement,
7 eine Explosionsansicht eines beispielhaften Innenverkleidungsbauteils.

Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung 10 zum Herstellen eines sichtbaren Innenverkleidungsbauteils 1 eines Kraftfahrzeugs, wie z. B. einer Instrumententafel, die bspw. in der 7 gezeigt ist. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich, das Innenverkleidungsbauteil 1 mit allen in der 7 gezeigten Bauteilen in ein und derselben Spritzgussvorrichtung 10 gemäß den 1 und 2 herzustellen.
Die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung 10 umfasst ein erstes Werkzeugteil 11 und ein zweites Werkzeugteil 12, wobei das erste Werkzeugteil 11 und das zweite Werkzeugteil 12 zueinander anordbar sind, wie es die 1 zeigt, sodass zwischen dem ersten Werkzeugteil 11 und dem zweiten Werkzeugteil 12 eine Spritzgusskavität 100 ausgebildet ist. Wie die 1 und 2 andeuten und die 3.1 bis 3.4 im Detail erklären, kann ein erstes Dekorabbildungselement 101 in der Spritzgusskavität 100 angeordnet und zumindest zum Teil mit einem thermoplastischen Werkstoff hinterspritzt werden, um das Innenverkleidungsbauteil 1 auszuformen.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung 10 ein drittes Werkzeugteil 13, wobei das zweite Werkzeugteil 12 und das dritte Werkzeugteil 13 zueinander anordbar sind, wie es die 2 zeigt, sodass zwischen dem zweiten Werkzeugteil 12 und dem dritten Werkzeugteil 13 eine Druckkavität 200 ausgebildet ist, in die ein Reaktionswerkstoff einspritzbar ist, um ein zweites Dekorabbildungselement 201 an einer Oberfläche des fertigen Innenverkleidungsbauteils 1 bereitzustellen.
Neben einer Instrumententafel 1, wie es die 7 zeigt, kann die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung 10 zum Herstellen verschiedener - insbesondere für einen Fahrzeuginsassen sichtbarer - Innenverkleidungsbauteile 1 eines Kraftfahrzeugs dienen, wie z. B. eines Teils eines Lenkrades, einer Mittelkonsole, einer Türinnenverkleidung, einer Seiteninnenverkleidung, einer Dachinnenverkleidung, einer Säuleninnenverkleidung oder dergleichen.
Wie es die 1 außerdem zeigt, kann das erste Werkzeugteil 11 linear verschiebbar zum zweiten Werkzeugteil 12 gelagert sein, um ein einfaches Öffnen und Schließen der Spritzgusskavität 100 zu ermöglichen.
Wie es die 2 ferner zeigt, kann das dritte Werkzeugteil 13 eine Druckmaschine 30 aufweisen, die mindestens eine erste Druckpatrone 31 für einen ersten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine zweite Druckpatrone 32 für einen zweiten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine Mischvorrichtung 33 zum Mischen der Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs aufweist. Die Mischvorrichtung 33 kann vorteilhafterweise die Reaktionspartner unmittelbar vor dem Lackieren des fertig ausgeformten Innenverkleidungsbauteils 1 mischen, um es zu lackieren und eine zuverlässige Haftung des Lacks zu gewährleisten.
Wie es die 2 weiterhin zeigt, kann das zweite Werkzeugteil 12 schwenkbar, bspw. um 90° schwenkbar, zum dritten Werkzeugteil 13 gelagert sein. Somit können sowohl die Spritzgusskavität 100 als auch die Druckkavität 200 unabhängig voneinander gebildet werden. Wie es außerdem die 3.4 andeutet, kann das dritte Werkzeugteil 13 bereits im ersten Werkzeugteil 11 integriert sein. Somit kann die Spritzgusskavität 100 und die Druckkavität 200 zwischen dem ersten Werkzeugteil 11 und dem zweiten Werkzeugteil 12 gebildet werden. Dabei kann das zweite Werkzeugteil 12 zunächst an ein Spritzgusswerkzeug 20 angeschlossen werden, um das Innenverkleidungsbauteil 1 mit mindestens einem ersten Dekorabbildungselement 101 auszuformen. Anschließend kann das erste Werkzeugteil 11 an eine Druckmaschine 30 angeschlossen werden, die, wie es in der 2 gezeigt ist, ausgeführt sein kann, um das Innenverkleidungsbauteil 1 mit einem zweiten Dekorabbildungselement 201 in Form einer Lackierung auszustatten.
Wie die 3.1 bis 3.4 sowie die 4 weiterhin verdeutlichen, dient die Spritzgussvorrichtung 10 sowohl zum Ausformen des Innenverkleidungsbauteils 1 mit einem ersten Dekorabbildungselement 101, bspw. durch Hinterspritzen einer Heißprägefolie (IMD-Folie 101), als auch zum Lackieren der Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils 1 mit einem Reaktionswerkstoff, um ein zweites Dekorabbildungselement 201 bereitzustellen.
Das erste Dekorabbildungselement 101 kann die Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils 1 zumindest zum Teil mit einer Oberflächenstruktur, bspw. genarbt oder gemustert, und/oder mit einer Farbe, sei sie matt oder glänzend, veredeln. Die strukturierte Oberfläche kann bspw. einer Leder-, einer Stoff- oder einer Holzoberfläche oder dergleichen nachempfunden sein und optional nachgebildete Nahtstellen, Prägungen, Muster oder dergleichen aufweisen. Weiterhin ist es möglich, dass das erste Dekorabbildungselement 101 zum Integrieren einer Blende 101 am Innenverkleidungsbauteil 1 ausgelegt sein kann. Das zweite Dekorabbildungselement 201 kann einen Zierrahmen 201, bspw. mit einer Chromoptik, z. B. mittels Lackieren abbilden. Umgekehrt ist es aber auch denkbar, dass das erste Dekorabbildungselement 101 als ein Zierrahmen und/oder eine Blende, bspw. mit Hilfe eines IML-Verfahrens, am Innenverkleidungsbauteil 1 integriert werden kann, wobei das zweite Dekorabbildungselement 201 zumindest zum Teil eine farbige und/oder glänzende Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils 1 abbilden kann. Somit kann ein verbessertes Innenverkleidungsbauteil 1 mit einer vielfältigen Optik bereitgestellt werden. Die erfindungsgemäße Spritzgussvorrichtung 10 ist außerdem einfach aufgebaut und leicht zu bedienen.
Die 3.1 bis 3.4 zeigen ausgewählte Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils 1 eines Kraftfahrzeuges mit Hilfe der erfindungsgemäßen Spritzgussvorrichtung 10 gemäß den 1 und 2 am Beispiel einer IMD-Folie 101 als ein erstes Dekorabbildungselement 101. Wie die 3.1 zeigt, kann im Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine IMD-Folie 101 bzw. eine Heißprägefolie als ein erstes Dekorabbildungselement 101 mit dem zu übertragenden Motiv in Form eines Lacks 101b auf einer Trägerfolie 101a in einer Spritzgusskavität 100 zwischen dem ersten Werkzeugteil 11 und dem zweiten Werkzeugteil 12 angeordnet werden, um zumindest an einem Bereich der Oberfläche des Innenverkleidungsbauteils 1 eine strukturierte und/oder farbige, vorzugsweise abriebfeste Beschichtung bereitzustellen. Während die Spritzgusskavität 100 im Schritt d) mit einem thermoplastischen Werkstoff aufgefüllt wird, wie es die 3.2 zeigt, heftet sich der Lack 101b, im Folgenden das erste Dekorabbildungselement 101, an das Innenverkleidungsbauteil 1. Beim Öffnen der Spritzgusskavität 100 wird der Lack 101b von der Trägerfolie 101a abgelöst, wie es die 3.3 zeigt. Das ausgeformte Innenverkleidungsbauteil 1 mit dem fest haftenden ersten Dekorabbildungselement 101 kann in einer Druckkavität 200 zwischen dem dritten Werkzeugteil 13 oder dem ersten Werkzeugteil 11 und dem zweiten Werkzeugteil 12 positioniert werden, um dort im Schritt g) mit einem Reaktionswerkstoff überflutet zu werden, um ein zweites Dekorabbildungselement 201 zumindest an einem Teil einer Oberfläche des ausgeformten Innenverkleidungsbauteils 1 bereitzustellen.
Wie die 4 außerdem zeigt, kann die Abrisskante des ersten Dekorabbildungselementes 100, insbesondere der IMD-Folie 101, mit einem sauberen Übergang zum zweiten Dekorabbildungselement 201 kaschiert werden.
Die 5.1 bis 5.4 zeigen das erste Dekorabbildungselement 101 am Beispiel einer IMD-Folie 101. Die IMD-Folie 101 kann bspw. als ein Folienband mit Hilfe eines Motors senkrecht durch die Spritzgusskavität 100 hindurch gerollt werden. Beim Schließen der Spritzgusskavität 100 gemäß der 5.2 erfolgt die Folienumformung. Gemäß der 5.3 wird die vorgeformte IMD-Folie 101 hinterspritzt. Gemäß der 5.4 wird die Spritzgusskavität 100 geöffnet, um eine Trägerfolie 101a zu entfernen, wobei das zu übertragende Motiv in Form eines festgeklebten Lacks 101b am ausgeformten Innenverkleidungsbauteil 1 haften bleibt. Nun kann gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung das zweite Werkzeugteil 12 verschwenkt oder das erste Werkzeugteil 11 an eine Druckmaschine 30 angeschlossen werden, um das Innenverkleidungsbauteil 1 zum Bereitstellen des weiteren Dekorabbildungselementes 201 mit einem Reaktionswerkstoff zu überfluten.
Die 6.1 bis 6.5 zeigen das erste Dekorabbildungselement 101 am Beispiel eines IML-Inserts 101. Die 6.1 zeigt eine beispielhafte dekorierte Folie zum Herstellen eines IML-Inserts 101. Die 6.2 zeigt eine Umformung der Folie, bspw. durch Tiefziehen. Die 6.3 zeigt ein Ausstanzen einer umgeformten Folie zu einem IML-Insert 101. Gemäß den 6.2 und 6.3 kann das zweite Werkzeugteil 12 genutzt werden, um die dekorierte Folie tiefzuziehen und das IML-Insert 101 auszustanzen. Die 6.4 zeigt, wie das IML-Insert 101 in der Spritzgusskavität 100 zwischen dem ersten Werkzeugteil 11 und dem zweiten Werkzeugteil 12 positioniert werden kann. Die 6.5 zeigt anschließend, dass das IML-Insert 101 hinterspritzt wird, um das Innenverkleidungsbauteil 1 mit mindestens einem ersten Dekorabbildungselement 101 auszuformen.
Sowohl das Innenverkleidungsbauteil 1 aus der 5.4 als auch das Innenverkleidungsbauteil 1 aus der 6.5 können mittels Überfluten mit einem Reaktionswerkstoff mit einem zweiten Dekorabbildungselement 201 versehen werden, wie es die 2 und 3.4 zeigen.
Die 7 zeigt ein fertiges Innenverkleidungsbauteil 1, welches mehrere erste Dekorabbildungselemente 101, bspw. eine Oberflächenstruktur 101 und/oder eine Blende 101 für ein Radio-Navigationsgerät, aufweisen kann und welches mit mehreren Zierrahmen 201 als ein zweites Dekorabbildungselement 201 versehen werden kann. Im Gegensatz zu bekannten Innenverkleidungsbauteilen müssen die Dekorabbildungselemente 101, 201 nicht nachträglich befestigt werden, wie es in der 7 mit den Pfeilen angedeutet ist. Die Dekorabbildungselemente 101, 201 werden erfindungsgemäß in der Spritzgussvorrichtung 10 als ein integraler Teil des Innenverkleidungsbauteils 1 gefertigt.
Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Innenverkleidungsbauteil, insbesondere Instrumententafel
10: Spritzgussvorrichtung
11: erstes Werkzeugteil
12: zweites Werkzeugteil
13: drittes Werkzeugteil
20: Spritzgusswerkzeug
30: Druckmaschine
31: Druckpatrone
32: Druckpatrone
33: Mischvorrichtung
100: Spritzgusskavität
101: erstes Dekorabbildungselement, insbesondere IML-Insert oder IMD-Folie
101a: Trägerfolie
101b: Lack
200: Druckkavität
201: zweites Dekorabbildungselement, beispielsweise Zierrahmen

Claims

Spritzgussvorrichtung (10) zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Instrumententafel, aufweisend: ein erstes Werkzeugteil (11), ein zweites Werkzeugteil (12), wobei das erste Werkzeugteil (11) und das zweite Werkzeugteil (12) derart anordbar sind, dass zwischen dem ersten Werkzeugteil (11) und dem zweiten Werkzeugteil (12) eine Spritzgusskavität (100) ausgebildet ist, und ein erstes Dekorabbildungselement (101), das in der Spritzgusskavität (100) anordbar und zumindest zum Teil mit einem thermoplastischen Werkstoff hinterspritzbar ist, um das Innenverkleidungsbauteil (1) auszuformen, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Werkzeugteil (13) vorgesehen ist, wobei das zweite Werkzeugteil (12) und das dritte Werkzeugteil (13) derart anordbar sind, dass zwischen dem zweiten Werkzeugteil (12) und dem dritten Werkzeugteil (13) eine Druckkavität (200) ausgebildet ist, in die ein Reaktionswerkstoff einspritzbar ist, um ein zweites Dekorabbildungselement (201) an einer Oberfläche des fertigen Innenverkleidungsbauteils (1) bereitzustellen.
Spritzgussvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dekorabbildungselement (101) eine IMD-Folie oder ein IML-Insert ist.
Spritzgussvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeugteil (11) verschiebbar, insbesondere linear verschiebbar, zum zweiten Werkzeugteil (12) gelagert ist.
Spritzgussvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Werkzeugteil (13) eine Druckmaschine (30) aufweist, die mindestens eine erste Druckpatrone (31) für einen ersten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine zweite Druckpatrone (32) für einen zweiten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine Mischvorrichtung (33) zum Mischen der Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs aufweist.
Spritzgussvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Werkzeugteil (12) schwenkbar, insbesondere um 90° schwenkbar, zum dritten Werkzeugteil (13) gelagert ist, oder dass das dritte Werkzeugteil (13) im ersten Werkzeugteil (11) integriert ist.
Verfahren zum Herstellen eines Innenverkleidungsbauteils (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Instrumententafel, mit Hilfe einer Spritzgussvorrichtung (10), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellen eines ersten Werkzeugteils (11) und eines zweiten Werkzeugteils (12), wobei das erste Werkzeugteil (11) und das zweite Werkzeugteil (12) derart anordbar sind, dass zwischen dem ersten Werkzeugteil (11) und dem zweiten Werkzeugteil (12) eine Spritzgusskavität (100) ausgebildet wird, b) Anordnen eines ersten Dekorabbildungselementes (101) in der Spritzgusskavität (100), c) Schließen der Spritzgusskavität (100), d) Hinterspritzen des ersten Dekorabbildungselementes (101) zumindest zum Teil mit einem thermoplastischen Werkstoff, um das Innenverkleidungsbauteil (1) auszuformen, e) Bereitstellen eines dritten Werkzeugteils (13), wobei das zweite Werkzeugteil (12) und das dritte Werkzeugteil (13) derart anordbar sind, dass zwischen dem zweiten Werkzeugteil (12) und dem dritten Werkzeugteil (13) eine Druckkavität (200) ausgebildet wird, f) Schließen der Druckkavität (200), g) Einspritzen eines Reaktionswerkstoffs in die Druckkavität (200), um ein zweites Dekorabbildungselement (201) an einer Oberfläche des fertigen Innenverkleidungsbauteils (1) bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) das erste Dekorabbildungselement (101) als eine IMD-Folie oder ein IML-Insert bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) das erste Werkzeugteil (11) linear zum zweiten Werkzeugteil (12) verschoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) das dritte Werkzeugteil (13) mit einer Druckmaschine (30) bereitgestellt wird, die mindestens eine erste Druckpatrone (31) für einen ersten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine zweite Druckpatrone (32) für einen zweiten Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs und eine Mischvorrichtung (33) zum Mischen der Reaktionspartner des Reaktionswerkstoffs aufweist, wobei die Reaktionspartner zwischen dem Schritt f) und dem Schritt g) gemischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt f) das zweite Werkzeugteil (12) schwenkend, insbesondere um 90° schwenkend, zum dritten Werkzeugteil (13) verschoben wird.