DE102022127093A1

DE102022127093A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsprofils

Info

Publication number: DE102022127093A1
Application number: DE102022127093.9A
Authority: DE
Inventors: Ahmad Al-Sheyyab; Nils Gerber; Benedikt Hiller; Michael Krahl; Jan Luft; Michael Ott; Santiago Pardos; Stephan Sell; Tony Weber
Original assignee: Anybrid GmbH; Rehau Industries SE and Co KG
Current assignee: Anybrid GmbH; Rehau Industries SE and Co KG
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsprofils (1) mit einem polymeren Basisprofil (2). An das Basisprofil (2) wird mittels eines, vorzugsweise mobilen, Kunststoff-Spritzgussverfahrens mindestens ein Funktionalisierungselement (3) angebracht. Das Funktionalisierungselement (3) ist als Dichtungselement und/oder als Fixierelement und/oder als Führungselement und/oder als Bedeckungselement und/oder als Verdrehsicherung ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsprofils mit einem polymeren Basisprofil und einem daran angebrachten Funktionalsierungselement.
Polymere Profile lassen sich, beispielsweise im Wege der Extrusion, mit sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten kostengünstig herstellen. Ein Extrusionsprofil ist allerdings prozessbedingt in seiner geometrischen Gestaltungsfreiheit begrenzt. In der Regel handelt es sich hierbei um ein Endlosprodukt mit konstantem Querschittsprofil. Sofern man ein solches Produkt mit zusätzlichen Funktionen ausstatten will, beispielsweise einem Befestigungs-, Verbindungselement oder dergl., sind regelmäßig zusätzlich zur Extrusion weitere Prozessschritte erforderlich. So ist es beispielsweise aus der ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen offenbarenden DE 10 2005 002 750 A1 bekannt, zunächst einen Kunststoff-Endlosstrang zu extrudieren, diesen danach zur Herstellung eines Leistenrohlings abzulängen und sodann einen Endabschnitt dieses Rohlings in einer Werkzeugform warmzuformen. Hierbei wird an den Leistenrohling eine Funktionskomponente angespritzt. Dieses Verfahren erlaubt zwar die gewünschte Funktionalisierung des Endlosprofils, ist aber vergleichsweise aufwändig und daher kostenintensiv.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welches mit hoher Produktionsgeschwindigkeit kostengünstig durchführbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsprofils mit

- einem polymeren Basisprofil und
- mindestens einem an das Basisprofil mittels eines, vorzugsweise mobilen, Kunststoff-Spritzgussverfahrens angebrachten Funktionalisierungselement,
- wobei das Funktionalisierungselement als Dichtungselement und/oder als Fixierelement und/oder als Führungselement und/oder als Bedeckungselement und/oder als Verdrehsicherung ausgebildet wird.

Das Funktionalisierungselement ist also in vielfältiger Weise nutzbar und erlaubt damit einen breiten Anwendungsbereich des Kombinationsprofils. Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass an das Basisprofil mehrere Funktionalisierungselemente, insbesondere mindestens 2, mindestens 5 oder mindestens 10 Funktionalisierungselemente angebracht werden. Das polymere Basisprofil kann endlos ausgebildet sein. Eine nicht endlose Ausführungsform des Basisprofils liegt aber ebenso im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre. Das Kunststoff-Spritzgussverfahren wird zweckmäßigerweise mit einer Spritzgusseinheit durchgeführt, die z.B. mindestens eine Spritzgussform sowie eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kunststoff-Schmelze in diese Spritzgussform umfasst. Die Anbringung des Funktionalisierungselementes an das Basisprofil kann insbesondere stoffschlüssig erfolgen, alternativ aber auch durch Formschluss bzw. Kraftschluss.
Vorzugsweise wird zur Durchführung des mobilen Kunststoff-Spritzgussverfahrens eine verfahrbare, vorzugsweise an einem Roboter montierte, Spritzgusseinheit verwendet. Zweckmäßigerweise ist die Spritzgusseinheit an einem C-Bügel montiert, wie beispielsweise in der DE 10 2019 202 513 A1 beschrieben. Der C-Bügel ist wiederum vorzugsweise am Roboter angeordnet und wird von diesem verfahren. Alternativ zu einem Roboter kann auch eine andere Anlage vorgesehen sein, die während des Spritzgussvorganges die Spritzgusseinheit verfährt, insbesondere entsprechend der Produktuionsgeschwindigkeit des Basisprofils, beispielsweise eine Portalanlage mit z.B. Linear-Antrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Spritzgusseinheit während eines Spritzgussvorganges online mit der Produktionsgeschwindigkeit des kontinuierlich hergestellten Basisprofils mitgeführt. Hierbei beträgt die Produktionsgeschwindigkeit des Basisprofils vorzugsweise 0,5 bis 5 m/min, insbesondere 1 bis 3 m/min. Hierdurch wird insbesondere gewährleistet, dass sich die Spritzgusseinheit während eines Spritzgussprozesses konstant an derselben Stelle des Basisprofils befindet und somit ein sauberer Spritzgussvorgang vorgenommen werden kann.
Zweckmäßigerweise beträgt das Injektionsvolumen beim Kunststoff-Spritzgussverfahren 1 bis 70 cm³, insbesondere 5 bis 50 cm³. Andere Volumina sind hierdurch jedoch nicht ausgeschlossen. Vergleichsweise große Volumina sind insbesondere dann möglich, wenn die Produktionsgeschwindigkeit des Basisprofils gering ist. Denn in diesem Fall kann eine vergleichsweise lange Zykluszeit für den Spritzgussvorgang gewählt werden, ohne dass die entsprechende Spritzgusseinheit währenddessen einen zu großen Verfahrweg zurücklegen muss.
Die Zykluszeit des Kunststoff-Spritzgussverfahrens beträgt bevorzugt 5 bis 50 sec, insbesondere 15 bis 30 sec. Zykluszeit meint hierbei die Zeitdauer, die zur Herstellung eines einzelnen Funktionalisierungselementes benötigt wird. Während dieser Zeitdauer wird die entsprechende Spritzgusseinheit zweckmäßigerweise mit der Produktionsgeschwindigkeit des Basisprofils in die entsprechende Produktionsrichtung mitgeführt, so dass keine Relativbewegung zwischen dem Bereich des Basisprofils, an dem das Funktionalisierungselement angebracht wird, und der Spritzgusseinheit vorliegt. Dies erlaubt eine einwandfreie Anbringung des Funktionalisierungselementes am Basisprofil.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in Basisprofillängsrichtung voneinander beabstandet mehrere Funktionalisierungselemente am Basisprofil angebracht und deren Abstand in Längsrichtung des Basisprofils gesehen beträgt z.B. 50 bis 700 mm, insbesondere 100 bis 500 mm. Insbesondere können die Abstände der Funktionalisierungselemente in Profillängsrichtung gesehen konstant sein, d.h. die Funktionalisierungselemente sind äquidistant entlang des Basisprofils angebracht. Je nach Anwendungsfall kann danach das Basisprofil abgelängt werden, so dass an dem entsprechend vereinzelten Basisprofil dann ein oder mehrere Funktionalisierungselemente, z.B. mindestens 2, mindestens 5 oder mindestens 10 angebracht sind.
Zweckmäßigerweise ist das Basisprofil und/oder das Polymer des Funktionalisierungselementes faserverstärkt ausgebildet. Das Fasermaterial des Basisprofils kann hierbei endlos ausgebildet und vorzugsweise in Profillängsrichtung ausgerichtet sein. Alternativ oder ergänzend können auch Kurzfasern, insbesondere mit einer Faserlänge kleiner als 10 mm, zur Verstärkung des Basisprofils zum Einsatz kommen. Ebenso können vorgenannte Kurzfasern alternativ oder ergänzend auch zur Armierung des Funktionalisierungselementes verwendet werden. Die Fasern werden zweckmäßigerweise in die Polymermatrix des Basisprofils bzw. des Funktionalisierungselementes integriert. Als Fasermaterialien können grundsätzlich Glas- und/oder Kohlenstoff- und/oder Metallfasern und/oder Naturfasern und/oder Kunststofffasern, insbesondere aus Aramid, zum Einsatz kommen. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass das Basisprofil ein Faser-Matrix-Halbzeug in Form eines thermoplastischen Halbzeugs, insbesondere in Form eines Organoblech enthält, bzw. aus einem solchen besteht. Dieses Halbzeug kann wiederum Endlosfasern aufweisen, die z.B. unidirektional ausgerichtet oder aber auch beispielsweise als Gewebe ausgebildet sind. Als Alternative ist auch der Einsatz eines duroplastischen Prepregs denkbar. Grundsätzlich können die Verstärkungsfasern des Basisprofils allesamt in Profillängsrichtung, also Bahnrichtung ausgerichtet sein. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass die Verstärkungsfasern gitterförmig angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Gitterform derart ausgebildet, dass die Verstärkungsfasern rechtwinklig zueinander verlaufen. Die Verstärkungsfasern können hierbei z.B. parallel bzw. senkrecht zur Bahnrichtung des Basisprofils oder aber alternativ auch in einem Winkel von ca. 45° zur Bahnrichtung ausgerichtet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass das Basisprofil und/oder das Funktionalisierungselement mit einer Metallarmierung (z.B. in Form mindestens eines Metallbleches und/oder mindestens eines Metalldrahtes, z.B. mit einem Durchmesser von mindestens 0,5 mm) versehen ist, ebenso wie die Kombination einer Faserarmierung mit einer Metallarmierung. Alternativ oder auch ergänzend können auch Glaskugeln, z.B. Glashohlkugeln, in das Polymer des Basisprofils und/oder des Funktionalisierungselementes integriert sein.
Das Basisprofil kann mindestens eine, insbesondere geschlossen ausgebildete, Hohlkammer aufweisen. Auch eine Ausbildung als offenes Hohlprofil liegt im Rahmen der Erfindung. Zweckmäßigerweise wird das Basisprofil mittels Extrusion, Pultrusion, reaktiver Pultrusion, Pullextrusion, Hotstamping, einem Kalanderverfahren oder mittels Spritzguss, insbesondere CCM (Continuous Compression Molding), oder RTM (Resin Transfer Molding), hergestellt. Auch ein Pressverfahrlen liegt im Rahmen der Erfindung. Das Basisprofil kann auch als Sandwich-Platte ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es ebenso, dass das Basisprofil geschäumt ausgebildet ist, wobei die Schäumung physikalisch oder auch chemisch erzeugt werden kann.
Gegebenenfalls kann das Funktionalisierungselement zusätzlich ein Insert, insbesondere aus Metall, aufweisen, welches zweckmäßigerweise mit dem Polymer des Funktionalisierungselementes an das Basisprofil angebunden wird. Das Metall kann z.B. ein elementares Metall (bspw. Aluminium, Kupfer etc.) oder aber auch eine Legierung (z.B. Stahl) sein. Vorzugsweise wird das Basisprofil und/oder das Funktionalisierungselement mit einem Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA), Polyethylen (PE), insbesondere HDPE, Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), einem thermoplastischen Elastomer (TPE), einem thermoplastischen Polyurethen (TPU), Polyamid (PA) oder einem Polyetherimid (PEI) als Polymerwerkstoff hergestellt. Selbstverständlich liegen grundsätzlich auch Recyclate von Polymerwerkstoffen im Rahmen der Erfindung. Der Polymerwerkstoff kann optional Kreide und/oder Talkum enthalten.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass das Basisprofil nach der Anbringung des Funktionalisierungselementes im Bereich dieses Elementes nachbearbeitet wird. Bei der Nachbearbeitung kann es sich zum Beispiel um die Anbringung einer Öffnung, insbesondere Bohrung am Basisprofil handeln, die beispielsweise mit einer Öffnung am Funktionalisierungselement korresponidert, insbesondere fluchtet. Bohrung und Öffnung können dann beispielsweise gemeinsam zur Befestigung einer Schraube oder dergl. am Kombinationsprofil dienen.
Das erfindungsgemäß hergestellte Kombinationsprofil kann vielfältig eingesetzt werden. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind der Einsatz als Automobil-Bauteil (insbes. für Batteriekästen / als Trägerbauteil), als Luftfahrzeug-Bauteil (insbes. Armierungsbauteil für dünnwandige, großflächige Gebilde, z.B. als Stringer = Längsversteifung), als Möbelbauteil (insbes. Kantenband) oder im Baubereich, beispielsweise als Bauteil eines Fensters oder einer Tür oder als Bestandteil einer Rohrleitung. Andere Anwendungen werden hierdurch jedoch selbstverständlich nicht ausgeschlossen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:

1 eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 die Draufsicht A in 1 (ausschnittsweise),
3 ein Diagramm, welches günstige Verhältnisse von Zykluszeiten des erfindungsgemäßen Kunsstoff-Spritzgussverfahrens im Verhältnis zum Längsabstand der damit hergestellten Funktionalisierungselemente zeigt,
4a ein erfindungsgemäß hergestelltes Kombinationsprofil in der Seitenansicht
4b die Draufsicht A in 4a
4c die Seitenansicht B in 4a
5a ein weiteres erfindungsgemäß hergestelltes Kombinationsprofil in der Seitenansicht
5b die Draufsicht A in 5a
5c die Seitenansicht B in 5a
6a ein weiteres erfindungsgemäß hergestelltes Kombinationsprofil in der Seitenansicht
6b die Draufsicht A in 6a
6c die Seitenansicht B in 6a
7a ein weiteres erfindungsgemäß hergestelltes Kombinationsprofil in der Seitenansicht
7b die Draufsicht A in 7a
7c die Seitenansicht B in 7a
8a ein weiteres erfindungsgemäß hergestelltes Kombinationsprofil in der Seitenansicht
8b die Draufsicht A in 8a
8c die Seitenansicht B in 8a

Die 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 100, mit der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines Kombinationsprofils 1 mit einem polymeren Basisprofil 2 und mindestens einem an das Basisprofil 2 mittels eines mobilen Kunststoff-Spritzgussverfahrens angebrachten Funktionalisierungselement 3. Durch das Kunststoff-Spritzgussverfahren können die in 1 dargestellten Funktionalisierungselemente 3 z.B. stoffschlüssig (ggf. aber auch form- oder kraftschlüssig) mit dem Basisprofil 2 verbunden werden. Das endlose Basisprofil 1 wird durch Zufuhr von Polymergranulat 4 in einem Extruder 5 mittels eines Extrusionsverfahrens hergestellt. Die Extrusionsgeschwindigkeit ist mit v_P gekennzeichnet. Zur Durchführung des mobilen Kunststoff-Spritzgussverfahrens wird eine verfahrbare, an einem Roboter 6 montierte Spritzgusseinheit 7 verwendet. Die Spritzgusseinheit 7 umfasst eine (nicht näher dargestellte) Spritzgussform sowie eine Vorrichtung zur Einspritzung von Kunststoffschmelze in diese Spritzgussform. Die Spritzgusseinheit 7 ist hierbei an einem C-förmigen Bügel („C-Bügel“) 8 montiert, welcher wiederum am Roboter 6 angeordnet und von diesem verfahren wird. Es ist ferner erkennbar, dass mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens an das Basisprofil 2 fortlaufend mehrere Funktionalisierungselemente 3 angebracht werden. Die Spritzgusseinheit 7 wird hierzu während eines Spritzgussvorganges online mit der Produktionsgeschwindigkeit v_P (= Extrusionsgeschwindigkeit) des kontinuierlich hergestellten Basisprofils 2 mitgeführt. Hierdurch wird gewährleistet, dass sich die Spritzgusseinheit 7 während eines Spritzgussprozesses konstant an derselben Stelle des Basisprofils 2 befindet und somit ein sauberer Spritzgussvorgang durchgeführt werden kann. Die Produktionsgeschwindigkeit v_P des Basisprofils 1 beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 m/min, insbesondere 1 bis 3 m/min. Die Zykluszeit des Kunststoff-Spritzgussverfahrens z beträgt bevorzugt 5 bis 50 sec, insbesondere 15 bis 30 sec. Die Zykluszeit z meint hierbei die Zeitdauer, die zur Herstellung eines einzelnen Funktionalisierungselementes 3 benötigt wird. Während dieser Zykluszeit z wird also die Spritzgusseinheit 7 mit einer Geschwindigkeit v_S mit dem durchlaufenden Basisprofil 1 in Extrusionsrichtung x mitgeführt, welche der Produktionsgeschwindigkeit v_P des Basisprofils 1 in Extrusionsrichtung x entspricht (v_S = v_P), so dass keine Relativbewegung zwischen dem Bereich des Basisprofils 2, an dem das Funktionalisierungselement 3 angebracht wird, und der Spritzgusseinheit 7 vorliegt. Dies erlaubt die einwandfreie Anbringung eines Funktionalisierungselementes 3 am Basisprofil 2. Nach Beendigung eines Spritzgusszyklusses wird dann die Spritzgusseinheit 7 entgegen den Extusionsrichtung x verfahren und ein neuer Spritzgusszyklus zur Anbringung eines weiteren Funktionalisierungselementes 2 am Basisprofil 1 kann beginnen. Im Rahmen der Erfindung liegt es grundsätzlich aber auch, dass alternativ die Spritzgusseinheit 7 ortsfest ausgebildet ist (nicht näher dargestellt) und entsprechend das Basisprofil 1 unterhalb der Spritzgusseinheit 7 angeordnet wird, um darauf das erfindungsgemäße Kunststoff-Spritzgussverfahren durchzuführen und hierdurch das Funktionalisierungselement 3 an dem Basisprofil 2 anzubringen.
Zweckmäßigerweise beträgt das Injektionsvolumen beim Kunststoff-Spritzgussverfahren 1 bis 70 cm³, insbesondere 5 bis 50 cm³. Andere Volumina sind hierdurch jedoch nicht ausgeschlossen. Vergleichsweise große Volumina sind insbesondere dann möglich, wenn die Produktionsgeschwindigkeit v_P des Basisprofils 2 gering ist. Denn in diesem Fall kann eine vergleichsweise lange Zykluszeit z für den Spritzgussvorgang gewählt werden, ohne dass die entsprechende Spritzgusseinheit 7 währenddessen einen zu großen Verfahrweg zurücklegen muss. Wie aus einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2 ersichtlich ist, werden in Basisprofillängsrichtung x voneinander beabstandet mehrere Funktionalisierungselemente 3 am Basisprofil 2 angebracht und deren Abstand L in Längsrichtung x des Basisprofils 2 gesehen beträgt z.B. 50 bis 700 mm, insbesondere 100 bis 500 mm. Insbesondere können die Abstände L zwischen den Funktionalisierungselementen 3 in Profillängsrichtung x gesehen konstant sein, d.h. die Funktionalisierungselemente 3 sind äquidistant entlang des Basisprofils 2 angebracht. Je nach Anwendungsfall kann danach das Basisprofil 2 abgelängt werden, so dass an dem entsprechend vereinzelten Basisprofil 2 dann ein oder mehrere Funktionalisierungselemente 3 angebracht sind.
Das Basisprofil 2 und/oder das Polymer des Funktionalisierungselementes 3 können faserverstärkt ausgebildet. Das in den Figuren nicht näher dargestellte Fasermaterial des Basisprofils 2 kann hierbei endlos ausgebildet und vorzugsweise in Profillängsrichtung x ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend können auch Kurzfasern, insbesondere mit einer Faserlänge kleiner als 10 mm, zur Verstärkung des Basisprofils 2 zum Einsatz kommen. Ebenso können vorgenannte Kurzfasern zur Armierung eines Funktionalisierungselementes 3 verwendet werden. Die Fasern werden zweckmäßigerweise in die Polymermatrix des Basisprofils 2 bzw. des Funktionalisierungselementes 3 integriert. Als Fasermaterialien können grundsätzlich Glas- und/oder Kohlenstoff- und/oder Kunststofffasern, insbesondere aus Aramid zum Einsatz kommen. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass das Basisprofil 2 ein Faser-Matrix-Halbzeug in Form eines thermoplastischen Halbzeugs, insbesondere in Form eines Organoblech enthält, bzw. aus einem solchen besteht. Dieses Halbzeug kann wiederum Endlosfasern aufweisen, die z.B. unidirektional ausgerichtet oder aber auch beispielsweise als Gewebe ausgebildet sind. Als Alternative ist auch der Einsatz eines duroplastischen Prepregs denkbar. Grundsätzlich können die Verstärkungsfasern des Basisprofils 2 allesamt in Profillängsrichtung x, also Bahnrichtung ausgerichtet sein. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass die Verstärkungsfasern gitterförmig angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Gitterform derart ausgebildet, dass die Verstärkungsfasern rechtwinklig zueinander verlaufen. Die Verstärkungsfasern können hierbei z.B. parallel bzw. senkrecht zur Bahnrichtung x des Basisprofils 2 oder aber alternativ auch in einem Winkel von ca. 45° zur Bahnrichtung x ausgerichtet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass das Basisprofil 2 mit einer Metallarmierung (z.B. in Form mindestens eines Metallbleches und/oder mindestens eines Metalldrahtes) versehen ist, ebenso wie die Kombination einer Faserarmierung mit einer Metallarmierung. Das Basisprofil 2 und/oder das Funktionalisierungselement 3 wird in den Ausführungsbeispielen mit einem Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA), Polyethylen (PE), insbesondere HDPE, Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), einem thermoplastischen Elastomer (TPE), einem thermoplastischen Polyurethen (TPU), Polyamid (PA) oder einem Polyetherimid (PEI) als Polymerwerkstoff hergestellt. Alternativ zur Herstellung des Basisprofils 2 mittels Extrusion kann dieses auch mittels Pultrusion, reaktiver Pultrusion, Pull-Extrusion, Hotstamping, einem Kalanderverfahren oder mittels Spritzguss, insbesondere CCM (Continuous Compression Molding), oder RTM (Resin Transfer Molding), hergestellt werden. Auch ein Pressverfahrlen liegt im Rahmen der Erfindung.
In 3 ist ein Diagramm dargestellt, welches besonders günstige Verhältnisse von Zykluszeiten z des erfindungsgemäßen Kunststoff-Spritzgussverfahrens im Verhältnis zum Längsabstand L der damit hergestellten Funktionalisierungselemente zeigt (= Prozessfenster). Wie bereits genannt, sind geeignete Zykluszeiten z des Kunststoff-Spritzgussverfahrens insbesondere 15 bis 30 sec, z.B. ca. 16 bis 28 sec. Das in dem Diagramm dargestellte Prozessfenster wird nach oben bzw. unten hin durch diese Zykluszeiten z_max bzw. z_min begrenzt und nach links und rechts jeweils durch eine durch den Diagramm-Ursprung verlaufende Gerade. Die linke Gerade hat eine Steigung von m₁ = 0,12 sec / mm und die rechte Gerade eine Steigung von m₂ = 0,04 sec / mm. Die linke Begrenzungsgerade gilt hierbei für eine geringe Prozessgeschwindigkeit v_P des Basisprofils von 1 m/min und die rechte für eine hohe Prozessgeschwindigkeit v_P des Basisprofils von 3 m/min. Innerhalb des Prozessfensters kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders wirtschaftlich und mit geeigneter Produktqualität durchgeführt werden.
Im Folgenden werden nun verschiedene Kombinationsprofile, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, beschrieben.
Die 4a bis 4c zeigen ein Kombinationsprofil 1 mit abgelängtem Basisprofil 2, bei dem das Funktionalisierungselement 3 eine Verdrehsicherung aufweist. Hierzu sind am Funktionalisierungselement 3 mehrere nach oben abstehende Stege 52 vorgesehen. Das Funktionalisierungselement 3 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine ringförmige Gestalt mit einer entsprechenden innenliegenden Öffnung 54. Das Basisprofil 2 wurde nach der Anbringung des Funktionalisierungselementes 3 im Bereich der Öffnung 54 nachbearbeitet. Die Nachbearbeitung erfolgte durch Anbringung einer Bohrung 56 am Basisprofil 2, die mit der Öffnung 54 des Funktionalisierungselementes fluchtet. Es ist ferner erkennbar, dass das Basisprofil 2 einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Die 5a bis 5c zeigen ein Kombinationsprofil 1 mit abgelängtem Basisprofil 2, bei dem das Funktionalisierungselement 3 als Dichtungselement ausgebildet ist. Entsprechend besteht das Funktionalisierungselement 3 in diesem Ausführungsbeispiel aus einem elastischen polymeren Material. Das Funktionalisierungselement 3 ist ringförmig mit einer inneren Öffnung 54" ausgebildet und besitzt an seinem äußeren Rand einen nach oben vorstehenden ringförmigen Steg 72. Das Basisprofil 2 wurde nach der Anbringung des Funktionalisierungselementes 3 im Bereich der Öffnung 54" nachbearbeitet. Die Nachbearbeitung erfolgte durch Anbringung einer Bohrung 56" am Basisprofil 1, die mit der Öffnung 54" des Funktionalisierungselementes 3 fluchtet. Es ist ferner erkennbar, dass das Basisprofil 2 einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Die 6a bis 6c zeigen ein Kombinationsprofil 1 mit abgelängtem Basisprofil 2, bei dem das Funktionalisierungselement 3 als Fixierelement ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist dieses Fixierelement als Clip gestaltet. Um den Clip 3 am Basisprofil 2 anzubringen, ist an das Basisprofil 2 eine im Querschnitt gesehen T-förmige Schiene 74 einstückig angeformt, die der angebrachte Clip 3 hintergreift (s. insbes. 6c). Es ist ferner erkennbar, dass das Basisprofil 2 einen U-förmigen Basisquerschnitt aufweist.
Die 7a bis 7c zeigen ein Kombinationsprofil 1 mit abgelängtem Basisprofil 2, bei dem das Funktionalisierungselement 3 als Add-on ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Funktionalisierungselement 3 als im Querschnitt T-förmige Führungsschiene ausgebildet. Alternativ kann das Add-on beispielsweise auch als Strömungsklappe, Dämpfer etc. ausgebildet sein. Es ist ferner erkennbar, dass das Basisprofil 2 einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Die 8a bis 8c zeigen ein Kombinationsprofil 1 mit abgelängtem Basisprofil 2, bei dem das Funktionalisierungselement 3 als Verstärkungselement ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Verstärkungselement 3 als kreuzförmiges Rippenelement ausgebildet. Es ist ferner erkennbar, dass in Basisprofilängsrichtung x gesehen mehrere voneinander beabstandete kreuzförmige Rippenelemente 3 am Basisprofil 2 angebracht sind. Selbstverständlich liegen auch andere Gestaltungsformen eines Verstärkungselements 3 im Rahmen der Erfindung.
Ein erfindungsgemäß hergestelltes Kombinationsprofil kann grundsätzlich vielfältig eingesetzt werden. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind der Einsatz als Automobil-Bauteil (insbes. für Batteriekästen / Trägerbauteil), als Luftfahrzeug-Bauteil (insbes. Armierungsbauteil für dünnwandige, großflächige Gebilde, z.B. Stringer = Längsversteifung) oder als Möbelbauteil (insbes. Kantenband). Andere Anwendungen werden hierdurch jedoch selbstverständlich nicht ausgeschlossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005002750 A1 [0002]
DE 102019202513 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsprofils (1) mit - einem polymeren Basisprofil (2) und - mindestens einem an das Basisprofil (2) mittels eines, vorzugsweise mobilen, Kunststoff-Spritzgussverfahrens angebrachten Funktionalisierungselement (3), - wobei das Funktionalisierungselement (3) als Dichtungselement und/oder als Fixierelement und/oder als Führungselement und/oder als Bedeckungselement und/oder als Verdrehsicherung ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des mobilen Kunststoff-Spritzgussverfahrens eine verfahrbare, vorzugsweise an einem Roboter (6) montierte, Spritzgusseinheit (7) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgusseinheit (7) während eines Spritzgussvorganges online mit der Produktionsgeschwindigkeit (v_P) des kontinuierlich hergestellten Basisprofils (2) mitgeführt wird, wobei die Produktionsgeschwindigkeit (v_P) des Basisprofils (2) vorzugsweise 0,5 bis 5 m/min, insbesondere 1 bis 3 m/min, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Injektionsvolumen beim Kunststoff-Spritzgussverfahren 1 bis 70 cm³ beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zykluszeit (z) des Kunststoff-Spritzgussverfahrens 5 bis 50 sec, insbesondere 15 bis 30 sec, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Basisprofillängsrichtung (x) voneinander beabstandet mehrere Funktionalisierungselemente (3) am Basisprofil (2) angebracht werden und deren Abstand (L) in Längsrichtung (x) des Basisprofils (2) gesehen 50 bis 700 mm, insbesondere 100 bis 500 mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisprofil (2) mindestens eine, insbesondere geschlossen ausgebildete, Hohlkammer (78) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionalisierungselement (3) ein Insert (60), insbesondere aus Metall, aufweist, welches mit dem Polymer des Funktionalisierungselementes (3) an das Basisprofil (2) angebunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisprofil (2) nach der Anbringung des Funktionalisierungselementes (3) im Bereich dieses Elementes (3) nachbearbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsprofil (1) als Automobil-Bauteil, insbesondere für Batteriekästen bzw. als Trägerbauteil, als Luftfahrzeug-Bauteil, insbes. als Armierungsbauteil für dünnwandige, großflächige Gebilde, z.B. Stringer, als Möbelbauteil, insbes. als Kantenband, als Bauteil eines Fensters oder einer Tür oder als Bestandteil einer Rohrleitung ausgebildet wird.