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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Formstücks. Insbesondere ist das Spritzgießwerkzeug geeignet zur Herstellung von Dekorationsteilen zur Verwendung in Fahrzeuginnenräumen. Außerdem betrifft die Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung eines Formstücks bzw. Dekorationsteils.
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Spritzgießverfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen sind weit verbreitet. Typischerweise wird hierbei ein thermoplastisches Kunststoffmaterial verflüssigt und unter Druck in einen Formhohlraum eingespritzt. Durch eine Abkühlung erstarrt das Kunststoffmaterial und nach der Abkühlung ist das Kunststoffmaterial fest und kann aus dem Formhohlraum entnommen werden. Beispielsweise lassen sich auf diese Weise Dekorationsteile für Fahrzeuginnenräume, insbesondere Teile von Instrumententafeln oder Mittelkonsolen, fertigen.
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Bekannt sind auch Spritzgießverfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen, die aus zwei Komponenten, d.h. zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien, bestehen. Ein Verfahren verwandter Art ist beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2004 053 573 A1 beschrieben.
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Vor dem Hintergrund bekannter Verfahren zur Herstellung von Dekorationsteilen zur Verwendung in einem Fahrzeuginnenraum ist es eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein verbessertes Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Formstücks vorzugschlagen. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Spritzgießwerkzeug vorzuschlagen, welches eine zuverlässige und schnelle Herstellung von Formstücken ermöglicht. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Spritzgießwerkzeug vorzuschlagen, das eine Herstellung ästhetisch besonders ansprechender Formstücke ermöglicht. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein entsprechend vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen eines Formstücks vorzuschlagen.
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Gelöst werden diese Aufgaben durch ein Spritzgießwerkzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen eines weiteren Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche und der Ausführungsbeispiele.
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Das vorgeschlagene Spritzgießwerkzeug ist geeignet zur Herstellung eines Formstücks, insbesondere eines drei Kunststoffmaterialien enthaltenden Formstücks, insbesondere Dekorationsteils. Das Formstück bzw. Dekorationsteil kann insbesondere zur Verwendung in Fahrzeuginnenräumen geeignet sein. Das Spritzgießwerkzeug umfasst einen ersten Werkzeugteil und einen zweiten Werkzeugteil. Der erste Werkzeugteil und der zweite Werkzeugteil sind zum Öffnen und Schließen des Spritzgießwerkzeugs relativ zueinander verschiebbar. Der erste Werkzeugteil und der zweite Werkzeugteil umschließen bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug einen ersten Formhohlraum und einen zweiten Formholraum. Außerdem ist ein erstes fließfähiges und erstarrbares, beispielsweise aushärtbares, Kunststoffmaterial über eine erste Öffnung in den ersten Formhohlraum einleitbar und ein zweites fließfähiges und erstarrbares, beispielsweise aushärtbares, Kunststoffmaterial über eine zweite Öffnung in den zweiten Formhohlraum einleitbar. Des Weiteren ist der erste Werkzeugteil gegenüber dem zweiten Werkzeugteil um eine erste Drehachse drehbar. Ferner weist der zweite Werkzeugteil einen bewegbaren Einsatz, insbesondere eine Indexplatte, auf. Der bewegbare Einsatz ist in der Regel bewegbar gegenüber weiteren Teilen des zweiten Werkzeugteils. In typischen Ausführungen ist der bewegbare Einsatz ein drehbarer Einsatz. Der bewegbare Einsatz kann relativ zum zweiten Werkzeugteil um eine zweite Drehachse drehbar sein. Vorzugsweise ist der Einsatz drehbar um eine Drehachse, die sich parallel zur Drehachse des ersten Werkzeugteils erstreckt. Üblicherweise ist der Einsatz nur drehbar in geöffnetem Zustand des Spritzgießwerkzeugs. Der erste Formhohlraum wird je nach Orientierung des ersten Werkzeugteils durch einen ersten Bereich oder einen zweiten Bereich des ersten Werkzeugteils und je nach Orientierung des bewegbaren Einsatzes durch einen ersten Bereich oder zweiten Bereich des bewegbaren Einsatzes begrenzt. Typischerweise bilden der erste und der zweite Bereich des bewegbaren Einsatzes einen ersten bzw. zweiten Bereich des zweiten Werkzeugteils.
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Der zweite Formhohlraum wird je nach Orientierung des ersten Werkzeugteils durch einen dritten Bereich oder einen vierten Bereich des ersten Werkzeugteils und je nach Orientierung des bewegbaren Einsatzes durch den zweiten Bereich oder ersten Bereich des bewegbaren Einsatzes begrenzt. Typischerweise wird der zweite Formhohlraum außerdem teilweise durch einen weiteren Bereich des zweiten Werkzeugteils begrenzt, der nicht Teil des bewegbaren Einsatzes ist.
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Der erste Werkzeugteil und der zweite Werkzeugteil umschließen bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug außerdem einen dritten Formhohlraum. Ein drittes fließfähiges und erstarrbares, beispielsweise aushärtbares, Kunststoffmaterial ist über eine dritte Öffnung in den dritten Formhohlraum einleitbar. In der Regel wird der dritte Formhohlraum nicht durch den bewegbaren Einsatz des zweiten Werkzeugteils begrenzt. Es ist typischerweise vorgesehen, dass der dritte Formholraum durch einen Bereich der weiteren Teile des zweiten Werkzeugteils begrenzt wird. Der dritte Formhohlraum wird je nach Orientierung des ersten Werkzeugteils durch den vierten oder dritten Bereich des ersten Werkzeugteils und durch einen dritten Bereich des zweiten Werkzeugteils begrenzt. Die Formhohlräume sind in der Regel bis auf die erste, zweite und dritte Öffnung vollständig, d.h. zu allen Seiten, begrenzt. Die Bereiche der ersten und zweiten Werkzeugteile können, müssen aber nicht notwendigerweise in ihrer Summe die vollständige Begrenzung der Formhohlräume bilden. Insbesondere kann ein Formhohlraum auch zumindest teilweise begrenzt werden durch einen sogenannten Vorspritzling, d.h. durch ein vorher eingespritztes Material.
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Das vorgeschlagene Spritzgießwerkzeug erlaubt eine zeitsparende Herstellung von Formstücken, insbesondere Dekorationsteilen zur Verwendung in Fahrzeuginnenräumen, die höchsten ästhetischen Ansprüchen genügen. Das Formstück kann beispielsweise ein Teil einer Mittelkonsole oder einer Instrumententafel sein. In der Regel ist das Formstück vom Fahrzeuginnenraum aus sichtbar, wenn das Formstück im Fahrzeuginnenraum verbaut ist. Beispielsweise kann das erste und/oder zweite Kunststoffmaterial eine Deckschicht des Formstücks ausbilden. Durch das vorgeschlagene Spritzgießwerkezeug können Formstücke gefertigt werden, die eine haptisch sowie optisch besonders ansprechende Deckschicht ausbilden. Durch das vorgeschlagene Spritzgießwerkzeug können die Eigenschaften der Deckschicht durch eine Wahl eines entsprechenden Materials sowie eine präzise Einstellung der Prozessparameter besonders gezielt festgelegt werden. Das erste und/oder zweite Kunststoffmaterial sind/ist üblicherweise ein thermoplastisches Material, das durch Abkühlung erstarren kann. Das thermoplastische Material kann beispielsweise PC sein oder enthalten. Beispielsweise kann die Deckschicht derart ausgeführt sein, dass das Dekorationsteil als schwarzes Hochglanzteil ausgebildet ist. Hierbei kann die ggfs. bei Verwendung des Formstücks im Fahrzeuginnenraum sichtbare Deckschicht gezielt unter Verwendung solcher Prozessparameter gefertigt werden, durch die beispielsweise sichtbare Nahtlinien oder Einfallstellen vermieden werden. Das erste und das zweite Kunststoffmaterial haben üblicherweise ein unterschiedliches Erscheinungsbild, insbesondere eine unterschiedliche Farbe oder Lichtdurchlässigkeit.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Formstück geeignet ist, durch ein Hinterleuchten mit einer Lichtquelle, insbesondere einer Leuchtdiode, optisch besonders ansprechende Effekte zu erzielt. Zu diesem Zweck können das erste Kunststoffmaterial und/oder das zweite Kunststoffmaterial transparent und/oder transluzent sein, insbesondere im fertigen und abgekühlten Zustand des Formstücks. Ein optischer Transmissionsgrad, insbesondere bei einer Wellenlänge von 400 nm und bei senkrechtem Eintritt des Lichtes, des ersten und/oder zweiten Kunststoffmaterials kann hierbei beispielsweise zumindest 0.2 betragen. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Transmissionsgrad des ersten Kunststoffmaterials geringer ist als ein Transmissionsgrad des zweiten Kunststoffmaterials, insbesondere im abgekühlten Zustand. Auf diese Weise lassen sich ästhetisch besonders ansprechende und als hinterleuchtete Anzeigen ausgeführte Dekorationsteile fertigen. Zur besonders ansprechenden Fertigung hinterleuchteter Anzeigen kann das Spritzgießwerkzeug einen zweiten Formhohlraum ausbilden, der größer ist als der erste Formhohlraum. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Kunststoffmaterial beim Einleiten des zweiten Kunststoffmaterials von diesem seitlich umschlossen wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Kunststoff und der zweite Kunststoff unterschiedliche Farben, beispielweise milchig-weiß für das zweite Kunststoffmaterial und grau für das erste Kunststoffmaterial, aufweisen.
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Es kann vorgesehen sein, dass das dritte Kunststoffmaterial eine Trägerstruktur eines Formstücks bzw. Dekorationsteils ausbildet. Die Trägerstruktur kann dem Formstück bzw. Dekorationsteil eine erforderliche strukturelle Stabilität verleihen. Mit dem vorgeschlagenen Spritzgießwerkzeug können das Material und die Prozessparameter gezielt dahingehend angepasst werden, dass eine Trägerstruktur mit den gewünschten Eigenschaften ausgebildet wird, ohne dass hierdurch eine Qualität der Deckschicht beeinflusst wird. Typischerweise weist das dritte Kunststoffmaterial eine geringere Schmelztemperatur als das erste und/oder das zweite Kunststoffmaterial auf. Das dritte Kunststoffmaterial ist üblicherweise ein thermoplastisches Material und kann ABS sein oder enthalten. Beispielweise ist das dritte Kunststoffmaterial eine Mischung aus PC und ABS. Auch kann es vorgesehen sein, dass das dritte Kunststoffmaterial mit einem beispielsweise chemischen oder physikalischen Schäummittel versehen ist. Somit kann ein vergleichsweise leichtes Dekorationsteil bei geringem Materialaufwand gefertigt werden. Des Weiteren kann die Trägerstruktur Befestigungselemente aufweisen, mit denen sich das Dekorationsteil zuverlässig im Fahrzeuginnenraum befestigen, insbesondere festklipsen, lässt. Somit lassen sich durch das vorgeschlagene Spritzgießwerkzeug gezielt die Eigenschaften der unterschiedlichen Kunststoffkomponenten für die Erfordernisse festlegen.
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Die Anmeldung betrifft neben dem Spritzgießwerkzeug ein entsprechend vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Formstücks, das drei Kunststoffmaterialien enthalten kann, bzw. von Formstücken. Zur Herstellung des Formstücks durchläuft dieses gewissermaßen die Formhohlräume des Spritzgießwerkzeug vom ersten Formhohlraum über den zweiten Formhohlraum zum dritten Formhohlraum. Bei dem Verfahren zum Herstellen des Formstücks kann zunächst ein wie oben oder unten beschriebenes Spritzgießwerkzeug bereitgestellt werden. Weiterhin kann das erste Kunststoffmaterial in den ersten Formhohlraum eingeleitet werden. Anschließend kann der bewegbare Einsatz derart bewegt, insbesondere gedreht werden, dass das erste Kunststoffmaterial in dem zweiten Formhohlraum angeordnet wird. Anschließend kann das zweite Kunststoffmaterial in den zweiten Formhohlraum eingeleitet werden. In einem weiteren Schritt kann anschließend der erste Werkzeugteil relativ zum zweiten Werkzeugteil derart gedreht werden, dass das erste und das zweite Kunststoffmaterial in dem dritten Formhohlraum angeordnet werden. Anschließend kann das dritte Kunststoffmaterial in den dritten Formhohlraum eingeleitet werden. Daraufhin kann das das erste, das zweite und das dritte Kunststoffmaterial aufweisende Dekorationsteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen werden.
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Das Spritzgießwerkzeug weist in typischen Ausführungen eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung zum Heizen bzw. Kühlen des ersten, zweiten und/oder dritten Formhohlraums auf. Besonders vorteilhafterweise kann die Heiz- und/oder Kühleinrichtung im ersten Werkzeugteil vorgesehen sein. Auf diese Weise kann dadurch, dass ein Heizen bzw. Kühlen aufseiten des ersten und zweiten Kunststoffmaterials, d.h. aufseiten der nach der Herstellung sichtbaren Deckschicht, erfolgt, eine besonders hohe Qualität der mit dem Spritzgießwerkzeug hergestellten Dekorationsteile erreicht werden. Das Beheizen bzw. Kühlen kann über Leitungen im ersten Werkzeugteil erreicht werden, die eingerichtet sind, eine beheiz- oder kühlbare Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in einen thermischen Kontakt mit den Formhohlräumen zu führen.
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Es kann vorgesehen sein, dass nach dem Bewegen des bewegbaren Einsatzes, insbesondere beim Einleiten des zweiten Kunststoffmaterials in den zweiten Formholraum, weiteres erstes Kunststoffmaterial in den ersten Formhohlraum eingeleitet wird. Somit kann unter Verwendung des Spritzgießwerkzeugs ein zweites Formstück bzw. Dekorationsteil zum Teil bereits dann gefertigt werden, wenn ein erstes Formstück bzw. Dekorationsteil noch nicht vollständig hergestellt ist. Dadurch kann eine Prozesszeit erheblich verkürzt werden, was das Verfahren wirtschaftlich macht. Weiterhin kann der bewegbare Einsatz nach dem Einleiten des weiteren ersten Kunststoffmaterials in den ersten Formhohlraum derart bewegt, insbesondere gedreht, werden, dass das weitere erste Kunststoffmaterial in dem zweiten Formhohlraum angeordnet wird. Anschließend, insbesondere beim Einleiten des dritten Kunststoffmaterials in den dritten Formhohlraum, kann weiteres zweites Kunststoffmaterial in den zweiten Formhohlraum eingeleitet wird. Auf diese Weise kann das zweite Formstück bzw. Dekorationsteil entsprechend dem ersten Formstück bzw. Dekorationsteil gefertigt werden.
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In Ausführungen mit besonders kurzer Prozesszeit kann es vorgesehen sein, dass nach dem Drehen des ersten Werkzeugteils, insbesondere beim Einleiten des dritten Kunststoffmaterials in den dritten Formholraum, noch weiteres erstes Kunststoffmaterial in den ersten Formhohlraum eingeleitet wird. Auf diese Weise kann bereits ein drittes Formstück bzw. Dekorationsteil zum Teil gefertigt während, während das erste Formstück bzw. Dekorationsteil und das zweite Formstück bzw. Dekorationsteil noch nicht vollständig hergestellt sind. Somit lassen sich mit dem vorgeschlagenen Spritzgießwerkzeug drei Vorpritzlinge gleichzeitig zu Formstücken bzw. Dekorationsteilen verarbeiten. Nachdem das vollständig hergestellte erste Formstück bzw. Dekorationsteil aus dem dritten Formhohlraum entnommen wurde, kann das teilweise hergestellte zweite Formstück bzw. Dekorationsteil von dem zweiten Formhohlraum in den dritten Formhohlraum und das dritte Formstück bzw. Dekorationsteil von dem ersten Formhohlraum in den zweiten Formhohlraum überführt werden. Anschließend kann durch Einleiten von noch weiterem erstem Kunststoffmaterial in den ersten Formhohlraum bereits ein vierter Vorspritzling gefertigt werden. Das erste Kunststoffmaterial und/oder das zweite Kunststoffmaterial und/oder das dritte Kunststoffmaterial können zeitgleich in die jeweiligen Formhohlräume eingeleitet werden.
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Nach dem Spritzgießprozess kann eine opake Farbschicht auf eine Vorderseite der Deckschicht aufgebracht werden. Anschließend können Bereiche der Farbschicht freigelegt werden, beispielsweise mittels Lasergravur bzw. -ätzen. Die freigelegten Bereiche können zumindest teilweise mit dem ersten Kunststoffmaterial und/oder zumindest teilweise mit dem zweiten Kunststoffmaterial überlappen. Die Trägerstruktur weist in der Regel eine Öffnung auf, die zumindest teilweise mit dem ersten Kunststoffmaterial und/oder zumindest teilweise mit dem zweiten Kunststoffmaterial überlappt. Anschließend kann es vorgesehen sein, dass eine Lichtquelle, bspw. eine Leuchtdiode, hinter einer Rückseite der Dekorschicht, insbesondere hinter der Öffnung der Trägerstruktur, angeordnet wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass der erste Werkzeugteil eine Dreheinrichtung zum Drehen gegenüber dem zweiten Werkzeugteil umfasst. Zudem kann der erste Werkzeugteil eine Verschiebeeinrichtung zum Öffnen und Schließen des Spritzgießwerkzeugs aufweisen. In der Regel ist der erste Werkzeugteil gegenüber ortsfesten Raum- bzw. Fabrikkoordinaten dreh- und/oder verschiebbar. Teile des zweiten Werkzeugteils, die nicht zu dem bewegbaren Einsatz gehören, sind in der Regel ortsfest gegenüber den Raum- bzw. Fabrikkoordinaten. Typischerweise werden die Orientierungen des ersten Werkzeugteils und/oder des bewegbaren Einsatzes durch einen von zumindest zwei möglichen Drehzuständen festgelegt. In der Regel unterscheiden sich die Orientierungen der Drehzustände des ersten Werkzeugteils und/oder des Einsatzes um einen Drehwinkel von 180 Grad. Zum Drehen des ersten Werkzeugteils und des Einsatzes kann das Spritzgießwerkzeug eine Steuereinheit aufweisen, die als Teil der Dreheinrichtung ausgeführt sein kann. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Aktuatoren, insbesondere Elektromotoren, die mit dem ersten Werkzeugteil und/oder dem Einsatz mechanisch gekoppelt sind, anzusteuern, insbesondere derart, dass die Orientierungen durch die Steuereinheit automatisiert festlegbar sind. Die Verschiebeeinrichtung kann mit der Steuereinheit verbunden und eingerichtet sein, den ersten Werkzeugteil automatisiert zu verschieben.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste Drehachse eine horizontale Drehachse ist. Beispielsweise kann der erste Werkzeugteil um eine horizontale Achse drehbar sein. Die horizontale Achse ist horizontal bezüglich der Raum- bzw. Fabrikkoordinaten. Weiterhin stimmt in typischen Ausführungen die erste Drehachse mit einer Verschieberichtung, entlang welcher der erste Werkzeugteil verschiebbar ist, überein. Zudem kann die erste Drehachse zu einer Drehachse, um die der Einsatz drehbar ist, parallel sein.
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Die Öffnungen zum Einleiten des ersten, zweiten und/oder dritten Kunststoffmaterials sind in der Regel über Injektionskanäle jeweils mit einer Kunststoffquelle, beispielsweise einer Schnecken-Spritzeinheit, verbunden oder verbindbar. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Öffnung, die zweite Öffnung und/oder die dritte Öffnung jeweils in einen in dem zweiten Werkzeugteil vorgesehenen Injektionskanal münden.
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Oben oder unten in Bezug auf das Spritzgießwerkzeug beschriebene Merkmale können auf das Verfahren zur Herstellung des Dekorationsteils übertragen werden und umgekehrt.
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Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von Abbildungen beschrieben. Es zeigen
- 1(a) eine schematische Querschnittsansicht eines Dekorationsteils in einem Fahrzeuginnenraum,
- 1(b) eine schematische Aufsicht auf eine Deckschicht des Dekorationsteils,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung des Dekorationsteils,
- 3(a) bis (e) schematische Ansichten von Innenflächen von Werkzeugteilen des Spritzgießwerkzeugs sowie
- 4 eine schematische Querschnittsansicht des Spritzgießwerkzeugs.
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1(a) zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Dekorationsteils 1, das in einem Fahrzeuginnenraum 2 angeordnet ist. Das Dekorationsteil 1 kann beispielsweise ein Teil einer Instrumententafel oder einer Mittelkonsole sein. Das Dekorationsteil 1 weist eine Deckschicht 3 auf, die ein erstes Kunststoffmaterial 4 enthält. Außerdem weist die Deckschicht 3 ein zweites Kunststoffmaterial 5 auf, das das erste Kunststoffmaterial 4 seitlich umgibt. 1(b) zeigt schematisch eine Aufsicht auf einen Bereich der Deckschicht 3. In dem dargestellten Beispiel ist das erste Kunststoffmaterial 4 P-förmig ausgebildet und wird seitlich umlaufend von dem zweiten Kunststoffmaterial 5 umgeben.
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Das Dekorationsteil 1 weist außerdem auf einer B-Seite, d.h. auf einer von einer Sichtseite abgewandte Seite des Dekorationsteils 1, eine Trägerstruktur auf, die durch ein drittes Kunststoffmaterial 6 gebildet wird. Die Trägerstruktur kann mittels Spritzguss derart ausgeformt sein, dass diese auf einer Rückseite nicht dargestellte Befestigungselemente zur Befestigung des Dekorationsteils 1 im Fahrzeuginnenraum aufweist. Die Trägerstruktur bzw. das dritte Kunststoffmaterial 6 ist in einem Bereich 7, der mit dem ersten Kunststoffmaterial 4 überlappt, geöffnet. In diesem Bereich 7 ist hinter dem Dekorationsteil 1 eine Lichtquelle 8, beispielsweise eine LED, angeordnet, durch die das Dekorationsteil 1 hinterleuchtet werden kann.
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Auf der Sichtseite des Dekorationsteils 1 ist zudem eine schwarze, opake Farbschicht 10 vorgesehen, die in Bereichen 9, 9', 9" durch Lasergravur bzw. Laserätzen geöffnet ist. Durch Hinterleuchten des Dekorationsteils 1 mit der Lichtquelle 8 erscheinen die Bereiche 9 und 9' bzw. 9" und 9' aufgrund der unterschiedlichen Kunststoffmaterialien 4, 5 mit unterschiedlicher Farbe und/oder Helligkeit, sodass das Dekorationsteil 1 zusammen mit der Lichtquelle 8 eine hinterleuchtete Anzeige bildet. Beispielsweise können durch die hinterleuchtete Anzeige aktuelle Getriebestellungen eines Automatikgetriebes angezeigt werden.
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Die Deckschicht 3 und das Trägerteil 6 werden durch ein Drei-Komponenten-Spritzgussteil gebildet. Die ersten, zweiten und dritten Kunststoffmaterialien 4, 5, 6 sind in der Regel thermoplastische Kunststoffe. Typischerweise ist eine Schmelztemperatur des dritten Kunststoffmaterials 6 geringer als eine Schmelztemperatur des ersten und des zweiten Kunststoffmaterials 4, 5. Das erste und das zweite Kunststoffmaterial 4, 5 sind beispielsweise transparentes PC, wobei das erste Kunststoffmaterial 4 im Vergleich zum zweiten Kunststoffmaterial 5 eine geringere Lichtdurchlässigkeit und eine unterschiedliche Farbe aufweisen kann. Das dritte Kunststoffmaterial 6 ist beispielsweise ABS und kann mit einem Schäummittel zum Aufschäumen gebracht sein. Eine Dicke der Deckschicht beträgt in der Regel zumindest 0,2 mm und/oder höchstens 3 mm.
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2 zeigt ein Spritzgießwerkzeug 11 zur Herstellung eines Formstücks bzw. des Dekorationsteils 1 bzw. zur Herstellung von einer Deckschicht 3 und eines Trägerteils 6 des Dekorationsteils. Wiederkehrende Merkmale können in dieser und den nachfolgenden Abbildungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Das Spritzgießwerkzeug 11 weist einen ersten Werkzeugteil 12 und einen zweiten Werkzeugteil 13 auf. Der erste Werkzeugteil 12 ist durch eine Dreh- und eine Verschiebeeinrichtung sowohl dreh- als auch verschiebbar ausgeführt, wobei der zweite Werkzeugteil 13 im Wesentlichen ortsfest ist. Die Dreh- und Verschiebbarkeit des ersten Werkzeugteils 12 ist durch Pfeile mit den Bezugszeichen 14 bzw. 15 angedeutet. Durch eine Verschiebung des ersten Werkzeugteils 12 entlang dem Pfeil mit dem Bezugszeichen 15 kann das Spritzgießwerkzeug 11 geöffnet und geschlossen werden.
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Der zweite Werkzeugteil 13 weist einen als Indexplatte ausgeführten drehbaren Einsatz 16 auf. Der drehbare Einsatz 16 ist gegenüber weiteren Teilen des zweiten Werkzeugteils 13 drehbar entlang einer Achse, die zu einer Drehachse des ersten Werkzeugteils parallel orientiert ist, wie durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen 17 angedeutet ist. Wie unten genauer beschrieben ist, bildet das Spritzgießwerkzeug 11 im geschlossenen Zustand einen ersten, einen zweiten und einen dritten Formhohlraum aus. Der erste Formhohlraum ist zum Einleiten des ersten Kunststoffmaterials 4 über eine erste Öffnung des ersten Formhohlraums mit einer beispielsweise als Schnecken-Spritzeinheit ausgeführten Kunststoffquelle 18 verbunden. Außerdem weist der zweite Werkzeugteil 13 Injektionskanäle auf, die über eine zweite Öffnung des zweiten Formhohlraums mit dem zweiten Formhohlraum und über eine dritte Öffnung des dritten Formhohlraums mit dem dritten Formhohlraum verbunden sind. Außerdem sind die Injektionskanäle jeweils mit einem der lediglich schematisch dargestellten Anschlüsse 19, 20 zum Einleiten des zweiten bzw. dritten Kunststoffmaterials 5, 6 verbunden. Die ersten, zweiten und dritten Formhohlräume sind zudem durch wasserdurchströmte Leitungen in dem ersten Werkzeugteil 12 beheiz- und kühlbar.
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3(a) bis (d) zeigen schematischen Aufsichten auf Innenflächen der Werkzeugteile 12, 13. Hierbei werden für den Spritzgießprozess wesentliche Bereiche des ersten und zweiten Werkzeugteils 12, 13, durch die die Formhohlräume bei der Herstellung des Dekorationsteils 1 begrenzt werden, deutlich. 3(a) und (d) zeigen hierbei eine Aufsicht auf die Innenfläche des ersten Werkzeugteils 12 und 3(b), (c) und (e) eine Aufsicht auf die Innenfläche des zweiten Werkzeugteils 13. Bei der Herstellung eines Formstücks bzw. Dekorationsteils 1 wird zunächst das erste Kunststoffmaterial 4 in den ersten Formhohlraum eingefüllt. Dieser erste Formhohlraum wird begrenzt durch einen ersten Bereich 22 des drehbaren Einsatzes 16 und durch einen Teil eines gestrichelt dargestellten ersten Bereich 21 des ersten Werkzeugteils 12. Diese Bereiche 21, 22 sind so ausgeführt, dass das erste Kunststoffmaterial 4 die in 1(b) dargestellte P-Form erhält. Zur Illustration ist in der 3(b) das erste Kunststoffmaterial 4 nach Herstellung seiner P-Form schraffiert dargestellt.
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Anschließend kann das Spritzgießwerkzeug 11 geöffnet werden und das erste Kunststoffmaterial 4 durch ein Drehen des drehbaren Einsatzes 16 um 180 Grad, dargestellt durch den Pfeil mit Bezugszeichen 17, in den zweiten Formhohlraum überführt werden, wie 3(c) zeigt. Der zweite Formhohlraum wird nach einem Schließen des Spritzgießwerkzeugs 11 begrenzt durch einen dritten Bereich 23 des ersten Werkzeugteils 12 und durch einen weiteren Bereich 24 des zweiten Werkzeugteils 13. Außerdem wird ein Teil des zweiten Formhohlraums durch den ersten Bereich 22 des drehbaren Einsatzes 16 begrenzt. Der zweite Formhohlraum kann beheizt werden. In den zweiten Formhohlraum kann daraufhin das zweite Kunststoffmaterial 5 derart eingeleitet werden, dass dieses das erste Kunststoffmaterial 4 seitlich umlaufend umgibt.
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Zudem kann zeitgleich mit dem Einleiten des zweiten Kunststoffmaterials 5 in den zweiten Formhohlraum zur zeitlich überlappenden Herstellung eines zweiten Dekorationsteils erneut erstes Kunststoffmaterial in den ersten Formhohlraum eingeleitet werden, wobei der erste Formhohlraum nun durch den ersten Bereich 21 des ersten Werkzeugteils 12 und einen zweiten Bereich 25 des drehbaren Einsatzes 16 begrenzt wird. Anschließend kann der zweite Formhohlraum zum Erstarren des zweiten Kunststoffmaterials gekühlt werden.
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Wie 3(d) zeigt, kann nach einem anschließenden Öffnen des Spritzgießwerkzeugs 11 der erste Werkzeugteil 12 um 180 Grad gedreht werden, dargestellt durch den Pfeil mit Bezugszeichen 14. Hierbei kann die Deckschicht 3 bestehend aus dem ersten Kunststoffmaterial 4 und dem zweiten Kunststoffmaterial 5 (schraffiert dargestellt) gemeinsam mit der Drehung des ersten Werkzeugteils 12 in den dritten Formhohlraum, der von einem dritten Bereich 26 des zweiten Werkzeugteils 13 und von dem dritten Bereich 23 des ersten Werkzeugteils 12 begrenzt wird, überführt werden.
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Zudem kann der drehbare Einsatz 16 erneut um 180 Grad gedreht werden, siehe 3(e), sodass das erste Kunststoffmaterial des zweiten herzustellenden Dekorationsteils von dem ersten Formhohlraum in den zweiten Formhohlraum überführt wird. Der zweite Formhohlraum wird hierbei von dem zweiten Bereich 25 des drehbaren Einsatzes 16, von dem weiteren Bereich 24 des zweiten Werkzeugteils 13 sowie von einem vierten Bereich 28 des ersten Werkzeugteils 12 begrenzt.
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Nach einem Schließen des Spritzgießwerkzeugs 11 liegt die Deckschicht 3 in dem dritten Formhohlraum. Anschließend kann die Deckschicht 3 durch Einleiten des dritten Kunststoffmaterials 6 mit der Trägerstruktur hinterspritzt werden.
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Zudem kann der zweite Formhohlraum beheizt werden. Zur Herstellung des zweiten Dekorationsteils kann das erste Kunststoffmaterial durch mit dem Einleiten des dritten Kunststoffmaterials zeitgleiches Einleiten von weiterem zweiten Kunststoffmaterial in den zweiten Formhohlraum umspritzt werden, so dass eine Deckschicht des zweiten Dekorationsteils hergestellt wird. Außerdem kann zur Herstellung eines dritten Dekorationsteils erneut erstes Kunststoffmaterial in den ersten Formhohlraum eingeleitet werden, der nun durch einen zweiten Bereich 27 des ersten Werkzeugteils 12 sowie durch den ersten Bereich 22 des drehbaren Einsatzes 16 begrenzt wird (siehe 3(d) und (e)).
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Anschließend kann das Spritzgießwerkzeug 11 geöffnet und ein fertig hergestelltes Dekorationsteil 1 aus dem dritten Formhohlraum entnommen werden. In beschriebener Weise lassen sich anschließend das zweite Dekorationsteil, das dritte Dekorationsteil und ggfs. weitere Dekorationsteile fertigstellen.
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4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Spritzgießwerkzeugs 11 bei der gleichzeitigen Herstellung von drei Dekorteilen. Während die Deckschicht 3 eines ersten der herzustellenden Dekorteile bereits in dem dritten Formhohlraum 29 angeordnet ist und mit der Trägerschicht aus dem dritten Kunststoffmaterial 6 hinterspritzt wird, ist das erste Kunststoffmaterial 4' eines zweiten herzustellenden Dekorteils in dem zweiten Formhohlraum 30 angeordnet und wird mit dem zweiten Kunststoffmaterial 5' des zweiten herzustellenden Dekorteils umspritzt. Zeitgleich wird in dem ersten Formhohlraum 31 das erste Kunststoffmaterial 4" des dritten herzustellenden Dekorteils geformt.
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Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004053573 A1 [0003]
