Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Kunststoffformteil als Leichtbauteil
aus thermoplastischem Verbundmaterial in einem einzigen Arbeitsschritt
herzustellen, wobei die Oberfläche
des Verbundmaterials eine Dekorschicht enthalten kann. Es ist eine
weitere Aufgabe der Erfindung, die gesamte Oberfläche mit der
Dekorschicht so geringen Drücken
wie möglich auszusetzen.
Dazu werden nur die Bereiche des Verbundmaterials, dem hohen Druck
ausgesetzt, welche mit thermoplastischem Kunststoffmaterial versehen werden
sollen. Für
die meisten großflächigen Bauteile – beispielsweise
für Anwendungen
im Fahrzeugbau – ist
das Vorhandensein eines zusätzlichen
thermoplastischem Kunststoffmaterials nur dort notwendig, wo das
Bauteil mit anderen Bauteilen verbunden werden soll, oder wo Einlegeteile
angebracht werden sollen.
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Schnittabfälle und
die damit verbundenen Kosten zu vermeiden.
Die
Aufgaben der Erfindung werden durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Der
größte Teil
der Oberfläche
des Formteils wird daher nur einem Druck zwischen 5 und 20 bar ausgesetzt,
was zur Folge hat, dass der größte Teil der
Form nur für
einen Druck von maximal 20 bar ausgelegt werden muss.
Nur
an den Stellen, an welchen ein thermoplastisches Kunststoffmaterial,
beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoff
(GMT Material), aufgetragen werden muss, wird der hohe Druck von
100 bis 250 bar benötigt.
Für diese
Stellen wird jeweils ein äußerer Stempel
konstruiert, welcher diesen Druck auf die Oberfläche des Formteils ausübt. Das
GMT Material beginnt zu fließen
und kann den gewünschten
Oberflächenverlauf annehmen.
Die thermoplastische Schicht ist als Hohlkörper ausgebildet, in welchem
sich zumindest temporär
ein Druckmittel befindet. Die Verwendung eines Hohlkörpers erlaubt
eine weitere Gewichtsreduktion. Das thermoplastische Kunststoffmaterial
ist zumindest an einem Teil des Umfangs des Verbundmaterials angebracht.
In verschiedenen Anwendungsfällen
ist es erforderlich, dass nur Teile des Umfangs des Verbundmaterials
ein thermoplastisches Kunststoffmaterial aufweisen. Dieses thermoplastische
Kunststoffmaterial kann auch ein Einlageteil umschließen oder
als Randleiste ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsart
kann auch ein Hohlprofil vorgesehen sein.
Für Einlageteile,
Randleisten oder Hohlprofile wird abschnittsweise ein äußerer Stempel
mit Hochdruck beaufschlagt. Die punktförmige oder abschnittsweise Verwendung
eines derartigen äußeren Stempels
zur Aufbringung des Drucks von 100 bis 250 bar verringert die Investitionsaufwendungen.
Insbesondere für
Verbundmaterialien mit großer
Ausdehnung machen sich diese Einsparungen deutlich bemerkbar. Beispiele
für derartige
Teile sind Fahrzeugaußenverkleidungen,
Ladeböden,
Fahrzeugdächer,
um nur einige Beispiele aufzuzeigen.
Die
Aufgaben der Erfindung werden dadurch gelöst, dass ein Verbundmaterial
in einer Pressfonn bei niedrigem Druck (maximal 20 bar) verpresst
wird, der Stempel der Pressform auf dem Verbundmaterial verbleibt
und ein randseitig oder umfänglich
angeordnetes thermoplastisches Kunststoffmaterial durch Anbringung
eines hohen Drucks (150 bis 250 bar) in fließfähigen Zustand versetzt wird,
wobei das thermoplastische Kunststoffmaterial einen von mindestens
einem äußeren Stempel,
der Pressform und dem inneren Stempel begrenzten Hohlraum ausfüllt. Dabei
wird das thermoplastische Material in fließfähigen Zustand gebracht. Somit
handelt es sich um eine Kombination aus einem Pressverfahren und
einem Fließverfahren,
das fortan als Fließpressverfahren bezeichnet
werden soll. Sollen die herzustellenden Formteile eine dreidimensionale
Oberfläche
aufweisen, wird das Verbundmaterial zusätzlich mittels eines an das
Tiefziehverfahren angelehnten Prozesses verformt. Somit enthält das erfindungsgemäße Verfahren
Elemente eines Fließverfahrens,
eines Pressverfahrens und eines Tiefziehverfahrens.
Somit
wird eine Form zur Aufnahme von Kunststoffmaterial zur Herstellung
dreidimensionaler, dünnwandiger
Formteile aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial und einem
Verbundmaterial mit thermoplastischen Anteilen vorgesehen, wobei diese
Form aus einer Pressform mit einem inneren Stempel und einem oder
mehreren äußeren Stempeln
versehen ist und diese Stempel unter verschiedenen Drücken arbeiten.
Durch
die verschiedenen Drücke
wird somit einerseits der Verbund von Verbundmaterial und thermoplastischem
Kunststoffmaterial in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt
und andererseits sinken die Kosten zur Herstellung der für das kombinierte Fliesspressverfahren
und den Tiefziehverfahren erforderlichen Werkzeuge, da nur der Teil
der Form unter hohem Druck arbeiten muss, welcher der Verarbeitung
des thermoplastischen Kunststoffmaterials dient. Durch den hohen
Druck beginnt das thermoplastische Kunststoffmaterial zu fließen und
es kommt zu einer Verbindung, welche in ihren mechanischen Eigenschaften
mit einer Verschweißung
vergleichbar ist. Zur Verbesserung der Verbindung und zu einer Erhöhung der
Verformungsgeschwindigkeit kann auch eine teilweise Beheizung der
Form vorgesehen werden, wenn die zu verarbeitenden Materialien nicht
durch den Wärmeeinfluss
Schaden nehmen.
Die
Verwendung einer Kombination von thermoplastischem Kunststoffmaterial
und Verbundmaterial eröffnet
vielfältige
Einsatzmöglichkeiten
für Verbundmaterialien,
welche als Formteile in Maschinen, Fahrzeugen und dergleichen eingebaut
werden sollen. Wenn das Verbundmaterial ein Strukturbauteil ist,
das heißt,
Schichten enthält,
welche das Verbundmaterial versteifen, aber druckempfindlich sind, ist
man beim Einsatz derartiger Verbundmaterialien bisher in der Wahl
des Verfahrens eingeschränkt
gewesen. Derartige druckempfindliche Schichten sind beispielsweise
Schaumschichten oder Schichten mit Verrippungen oder Zellstrukturen,
wie beispielsweise Wabenstrukturen. Weil diese Verbundmaterialien
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
nur geringen Pressdrücken
ausgesetzt sind, erweitert sich die Anwendung des Verfahrens auf
eine Vielzahl von Leichtbauteilen.
Um
derartige Verbundmaterialien für
ihren Bestimmungszweck einbaufertig liefem zu können, müssen die Randbereiche geformt
werden, um Ösen,
Verbindungselemente, Schienen und ähnliches aufzunehmen. Daher
ist ein thermoplastisches Kunststoffmaterial vorzugsweise in Randbereichen oder
Umfangsbereichen des Verbundmaterials angeordnet. Demzufolge sind
die äußeren Stempel
zumindest in einem Teilbereich nahe der äußeren Begrenzung des Formteils
angeordnet und zwar über einer
Schicht aus thermoplastischem Kunststoffmaterial. Um das thermoplastische
Kunststoffmaterial zu verpressen, entspricht die Auflagefläche des äußeren Stempels
im wesentlichen der Fläche
des thermoplastischen Materials in verpresstem Zustand. Das Verbundmaterial
wird nur Drücken
ausgesetzt, die unbedingt für
dessen Formgebung erforderlich sind. Daher handelt es sich bei dem
inneren Stempel um einen Niederdruckstempel. Der vom Niederdruckstempel
ausgeübte
Druck ist kleiner oder gleich 20 bar, je nach Druckbeständigkeit
des Verbundmaterals, weil das Verbundmaterial mittels des Niederdruckstempels
verpresst wird.
Insbesondere
bei ebenen Formteilen ist es vorteilhaft, wenn der Niederdruckstempel
mindestens einen Vorsprung aufweist. Dieser Vorsprung dient der
sauberen Trennung von Verbundmaterial und thermoplastischem Kunststoffmaterial.
Er verhindert, dass insbesondere bei der anschließenden Hochdruckbearbeitung
thermoplastisches Kunststoffmaterial auf die Oberfläche des
Verbundmaterials gelangt und so der optische Eindruck und die Oberflächeneigenschaften
der Oberfläche
des Verbundmaterials in Mitleidenschaft gezogen werden.
Dementsprechend
handelt es sich bei den äußeren Stempeln
um Hochdruckstempel, welche einen Druck von bis zu 250 bar auf das
thermoplastische Kunststoffmaterial aufbringen. In diesem Verarbeitungsschritt
wird mit dem Hochdruckstempel thermoplastisches Kunststoffmaterial
verpresst.
Für den Hochdruckverfahrensschritt
sind wie auch für
den Niederdruckverfahrensschritt im Prinzip voneinander unabhängige Steuerungen
der jeweiligen Stempel erforderlich. Insbesondere für ebene Formteile
können
die beiden Steuerungen jedoch mittels eines Federelements gekoppelt
werden. Somit werden der Hochdruckstempel und Niederdruckstempel
im unbelasteten Zustand durch Federkraft in Position gehalten. Das
Federelement bewirkt, dass Hochdruckstempel und Niederdruckstempel
relativ zueinander beweglich sind. Somit wird der Niederdruckstempel
gemeinsam mit dem Hochdruckstempel auf das Formteil abgesenkt. Bei
weiterem Absenken des Hochdruckstempels wird das Federelement zusammengedrückt und
durch die gemeinsame Wirkung von Gewichtskraft und Federkraft kann
ein genau definierter Druck auf das Federelement ausgeübt werden.
Somit kann eine separate Drucksteuerung für den Niederdruckstempel entfallen.
Der
Hochdruckstempel verfügt über eine
hydraulische Hebevorrichtung und Absenkvorrichtung zur genauen Positionierung
desselben und zur Drucksteuerung.
Das
Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen Formteils aus Kunststoff,
welches ein thermoplastisches Kunststoffmaterial und ein Verbundmaterial
mit thermoplastischen Anteilen enthält, umfasst mehrere Verfahrensschritte,
welche in einer einzigen Anlage ablaufen. In einem ersten Verfahrensschritt
wird das Verbundmaterial in eine Pressform eingelegt, in einem zweiten
Verfahrensschritt thermoplastisches Kunststoffmaterial in Randbereichen
des Verbundmaterials positioniert, in einem dritten Verfahrensschritt
ein Stempel auf die Oberfläche
des Verbundmaterials abgesenkt, in einem vierten Verfahrensschritt
ein zweiter Stempel auf das thermoplastische Kunststoffmaterial
abgesenkt und in einem fünften
Schritt alle Stempel von dem verbundenen thermoplastischen Kunststoffmaterial
und dem Verbundmaterial entfernt werden, sodass das fertige Pressteil
der Form entnommen werden kann. Der zweite Stempel arbeitet unter
einem Druck, unter welchem das thermoplastische Kunststoffmaterial fließfähig wird,
wobei es zu einem festen Verbund des thermoplastischen Kunststoffmaterials
mit dem Verbundmaterial kommt.
Die
das Verbundmaterial aufnehmende Pressform ist entweder eben oder
weist ein räumliches,
im wesentlichen konkaves Profil auf.
Das
Verbundmaterial wird von einem Stempel mit einem konvexen Profil
mit einem Oberflächenverlauf,
welcher dem konkaven Profil entgegengesetzt ist, in eine dreidimensionale
Form gepresst. Somit können
mit diesem Verfahren nicht nur ebene Formteile, sondern auch dreidimensionale
Formteile hergestellt werden, ohne dass es zu einer Beschädigung des
Verbundmaterials kommt. In Umkehrung der Funktionen von Stempel
und Hohlform wird das Verbundmaterial auf eine Pressform in der
Form eines Stempels aufgelegt. Dann wird das Verbundmaterial von
einem Stempel mit einer hohlen, der stempelartigen Pressform entsprechenden
Gegenform in eine dreidimensionale Form gepresst.
Das
Verbundmaterial wird von einem thermoplastischen Kunststoffmaterial
zumindest teilweise begrenzt, wobei das thermoplastische Kunststoffmaterial
bereits verformt wird, bevor die beiden Formhälften geschlossen sind. Mit
dieser Maßnahme kann
die Zykluszeit verringert werden, da das Verbundmaterial bereits
seine endgültige
Form erhält, wenn
die beiden Formhälften
geschlossen sind.
Zur
Herstellung des Presslings aus dem Verbundmaterial wird bei geschlossenen
Formhälften ein
Druck von maximal 20 bar auf das Verbundmaterial aufgebracht. Wenn
die Formhälften
geschlossenen sind, wird ein Druck von maximal 250 bar auf das thermoplastische
Kunststoffmaterial aufgebracht.
Das
Verbundmaterial wird durch mindestens einen im Stempel vorgesehenen
Vorsprung gepresst. Mit dieser Maßnahme kann verhindert werden,
dass thermoplastisches Material in das Verbundmaterial eindringt
und es zu einer teilweisen Zerstörung
der mittleren Schichten des Verbundmaterials kommt, welche zu einem
wesentlichen Anteil aus Hohlräumen
oder Zellen bestehen. Dabei wird das Verbundmaterial unter definierten
Bedingungen soweit verpresst, dass es im Bereich des Vorsprungs
zu einer Verringerung der Dicke des Verbundmaterials kommt. Dabei
bleiben die mechanischen Eigenschaften des Verbundmaterials im wesentlichen
erhalten, weil es sich um einen örtlich
genau begrenzten Bereich handelt.
Somit
können
mit dem Verfahren Formteile mit den nachfolgenden Eigenschaften
in einer einzigen Anlage hergestellt werden, in welcher ein Pressverfahren
und ein Tiefziehverfahren zu dem sogenannten Fließpressverfahren
kombiniert wird.
Ein
im Inneren des thermoplastischen Kunststoffmaterials (6)
ausgebildeter Hohlraum bleibt während
des Pressvorgangs durch den sich aufbauenden Druck eines Druckmittels
bestehen.
Das
Verfahren eignet sich in gleicher Weise für ebene Formteile nach einem
ersten Ausführungsbeispiel
wie auch für
dreidimensionale Formteile.
Bei
geschlossenen Formhälften
wird ein Druck von maximal 20 bar auf das Verbundmaterial und ein
Druck von maximal 250 bar auf das thermoplastische Kunststoffmaterial
(6) aufgebracht. Das Verbundmaterial wird durch mindestens
einen im Stempel vorgesehenen Vorsprung oder Endabschnitt gepresst.
Das
Druckmittel wird durch eine in der Pressform angebrachte Zuleitung
eingeleitet. Die Zuleitung kann mindestens eine Stichvorrichtung
enthalten.
Mittels
der Stichvorrichtung wird der Wandbereich des thermoplastischen
Kunststoffmaterials durchstochen. Die Stichvorrichtung reicht in
den Hohlraum hinein. Das Druckmittel verbleibt während des Pressvorgangs im
thermoplastischen Kunststoffmaterial, wenn das thermoplastische
Kunststoffmaterial einen steifen Randbereich ausbilden soll. Das Druckmittel
kann aus dem Hohlraum im thermoplastischen Kunststoffmaterial entweichen,
wenn das Kunststoffmaterial als flexibles, elastisches Verbindungselement
ausgestaltet werden soll.
Das
Druckmittel befindet sich bereits vor der Einlage des thermoplastischen
Kunststoffmaterials im Hohlraum des thermoplastischen Kunststoffmaterials.
Das
Formteil umfasst zumindest einen Außenbereich aus thermoplastischem
Kunststoffmaterial welcher ein Verbundmaterial zumindest teilweise umschließt, wobei
das Verbundmaterial einen mehrschichtigen Aufbau aufweist und mindestens
eine Kernschicht und je eine Verstärkungsschicht umfasst, wobei
die Kernschicht einen zellenartigen Aufbau hat, und die Verstärkungsschichten
aus thermoplastischem Material bestehen. Das Verbundmaterial ist
zumindest an Teilen seines Umfangs von thermoplastischem Kunststoffmaterial
umgeben und enthält mindestens
einen Hohlraum. Der Hohlraum bietet neben dem Vorteil der Gewichtsreduktion
auch die Möglichkeit,
dünnwandige
Verbindungsstrukturen zu erzeugen, die elastische Eigenschaften
aufweisen. Somit können
Bereiche des thermoplastischen Kunststoffmaterials auch die Funktion
eines Verbindungselements erfüllen.
In
vorteilhaften Ausführungsbeispielen
besteht der zellenartige Aufbau des Kernmaterials des Verbundmaterials
aus einer Wabenstruktur. Diese Wabenstruktur übernimmt auch die Funktion
eines Gerippes um den Abstand der Deckschichten festzulegen. Ein
Formteil aus einem derartigen Verbundmaterial weist fast dieselbe
Biegesteifigkeit wie ein Formteil aus einem thermoplastischen Material
auf, bietet aber den Vorteil eines stark reduzierten Gewichts. Wenn
die Biegesteifigkeit nicht von so großer Bedeutung ist, weist der
zellenartige Aufbau Schaumstruktur auf, wobei die Pressdrücke an das verwendete
Schaummaterial angepasst werden müssen. Anstatt einer Wabenstruktur
ist es auch möglich,
eine Gitterstruktur oder Zellstruktur zu verwenden, welche mit der
Wabenstruktur vergleichbare Eigenschaften hat, was die Formbeständigkeit
und Steifigkeit des Verbundmaterials betrifft.
Dadurch,
dass das Sandwichmaterial großflächig nicht
mehr durch den hohen Druck in Mitleidenschaft gezogen wird, bleibt
die Steifigkeit des Materials erhalten, weil die Vorteile eines
Sandwichmaterials mit Wabenkern vollumfänglich ausgenützt werden
können.
Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, mechanische Eigenschaften,
wie die Materialhärte,
gezielt beeinflussen zu können,
weil nur abschnittsweise Hochdruck eingesetzt wird.
Zudem
ist eine Vielfalt an Materialien für die Verstärkung einsetzbar (Naturfaser,
PP-Faser, Glasfaser
oder andere Verstärkungsfasern).
Die Verstärkung
soll 50% des Grundmaterials nicht überschreiten, um eine ausreichende
Fließfähigkeit
des Materials zu gewährleisten.
Ein
Verbundmaterial wird mit thermoplastischem Kunststoffmaterial in
einer Kombination von Pressverfahren und Tiefziehverfahren gemeinsam verarbeitet.
Das Verbundmaterial wird in die Pressform oder Tiefziehform eingelegt
und unter Druck gefügt.
Bei herkömmlichen
Verfahren gibt es dabei Abfall durch überstehende Randbereiche, welche
durch das Verpressen des Verbundmaterials entstehen.
Diese
Randbereiche können
entfallen, wenn an das Verbundmaterial eine Schicht aus thermoplastischem
Kunststoffmaterial anschließt
(verpresstes GMT, gespritztes PP). Das thermoplastische Kunststoffmaterial
wird durch das Presswerkzeug in eine Form gebracht, welche der gewünschten
Begrenzung des Bauteils entspricht.
Durch
den Pressvorgang fließt
das thermoplastische Material und füllt den Hohlraum zwischen den
beiden Werkzeughälften
der Pressform aus. Der Fließvorgang
kann durch mindestens einen Hohlraum, welcher mit einem Druckmittel
beaufschlagt wird, unterstützt
werden.
1a ist
ein Schnitt durch einen Teil der Form vor Behandlung des Verbundmaterials
1b ist
ein Schnitt durch einen Teil der Form zur Herstellung des Verbundmaterials
1c ist
ein Schnitt durch einen Teil der Form zur Anformung des thermoplastischen
Kunststoffmaterials an das Verbundmaterial
1d ist
ein Schnitt durch einen Teil der Form zur Anformung des thermoplastischen
Kunststoffmaterials an das Verbundmaterial
2a ist
ein Schnitt durch ein Bauteil, welches mit dem Verfahren nach 1a bis 1d hergestellt
wurde.
2b ist
eine Ansicht eines Bauteils nach 2a
3 zeigt
weitere mögliche
Anwendungsbeispiele der Kombination von Verbundmaterialien mit thermoplastischen
Kunststoffmaterialien
4 zeigt
weitere Anwendungsbeispiele mit zusätzlichen Dekorschichten
5a zeigt
den ersten Schritt der Herstellung eines dreidimensionalen Verbundmaterials
aus einem Plattenmaterial
5b zeigt
einen zweiten Schritt der Herstellung eines dreidimensionalen Verbundmaterials aus
einem Plattenmaterial
5c zeigt
den letzten Schritt der Herstellung eines dreidimensionalen Verbundmaterials
aus einem Plattenmaterial
6a zeigt
einen ersten Schritt der Herstellung eines dreidimensionalen Formteils
aus einem Verbundmaterial mit einer zusätzlichen Verstärkungsschicht
6b zeigt
einen zweiten Schritt der Herstellung eines dreidimensionalen Formteils
aus einem Verbundmaterial mit einer zusätzlichen Verstärkungsschicht
6c zeigt
einen dritten Schritt der Herstellung eines dreidimensionalen Formteils
aus einem Verbundmaterial mit einer zusätzlichen Verstärkungsschicht
6d zeigt
einen vierten Schritt der Herstellung eines dreidimensionalen Formteils
aus einem Verbundmaterial mit einer zusätzlichen Verstärkungsschicht
7a zeigt
einen ersten Schritt der Herstellung eines ebenen Formteils mit
angeformten Hohlprofilen
7b zeigt
einen zweiten Schritt der Herstellung eines ebenen Formteils mit
angeformten Hohlprofilen
8a zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit unterbrochenen Randbereichen
8b zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit unterbrochenen Randbereichen
9 zeigt
eine Anordnung für
die Zuleitung von Druckmittel
In 1a wird
der erste Schritt zur Herstellung eines Formteils mittels des nachfolgenden
Verfahrens dargestellt. Dazu wird ein mehrschichtiges Verbundmaterial 4 in
eine Pressform 5 eingelegt. In den Randbereichen des Verbundmaterials 4 wird
zumindest abschnittsweise ein thermoplastisches Kunststoffmaterial 6 als
Strang oder Wulst gelegt. Das thermoplastische Kunststoffmaterial 6 weist
mindestens einen Hohlraum 43 auf, welcher mit einem Druckmittel
gefüllt
ist. Das den Querschnitt bildende thermoplastische Kunststoffmaterial
verteilt sich in dem Zwischenraum zwischen Formwand 29 und dem
Rand 30 des Verbundmaterials unter Druck derart, dass es
eine Dicke von mindestens 2 mm aufweist. Das Verbundmaterial weist
ungefähr
eine Dicke von 5 mm auf.
Dann
wird nach der Darstellung in 1b ein
mehrteiliger Stempel abgesenkt. Dieser Stempel besteht aus mindestens
einem Hochdruckstempel 2 und einem Niederdruckstempel 3.
Die Hochdruckstempel und Niederdruckstempel können durch Federelemente 7 miteinander
gekoppelt sein, wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt
wird. In 1b ist das Federelement entlastet.
Sobald der Niederdruckstempel 2 auf die Oberfläche des
Verbundmaterials auftrifft, wird das Federelement belastet. Der Niederdruckstempel
kann einen oder mehrere Vorsprünge 8 aufweisen,
die mit Zunahme der Federkraft den Bereich 31 des Verbundmaterials
plastisch verformen, welcher unter dem Vorsprung liegt. Dabei wird
im wesentlichen die Hohlraumstruktur der Kernschicht (zu dem Aufbau
des Verbundmaterials siehe 2a, 2b, 4)
zerstört,
welche einer derartigen lokalen Belastung nicht stand hält.
Gleichzeitig
werden die Hochdruckstempel, von denen in 1b nur
ein einziger dargestellt ist, weiter in Richtung des thermoplastischen
Kunststoffmaterials – also
in der Zeichnung nach unten – verschoben,
bis sie mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial in Kontakt
kommen.
In 1c ist
dargestellt, wie das thermoplastische Kunststoffmaterial 6 den
zur Verfügung
stehenden Querschnitt ausfüllt.
Um einen festen Verbund zwischen dem Verbundmaterial 4 und
dem thermoplastischen Kunststoffmaterial 6 zu erreichen, kann
es vorteilhaft sein, den Hochdruckstempel 2 soweit abzusenken,
dass die Struktur der Kernschicht 16 im Randbereich zerstört wird.
Durch den Druck von bis zu 250 bar dringt, das fließfähige thermoplastische
Kunststoffmaterial in die Kernschicht ein und kann auch, die Randbereiche
der Deckschichten oder Mantelschichten 32 des Verbundmaterials 4 umhüllen. Der
Hohlraum 43 wird dabei in begrenztem Ausmaß mitverformt.
Wenn das Innere des Hohlraums 43 selbst unter Druck steht,
ist gewährleistet, dass
die Wandstärke
des thermoplastischen Kunststoffmaterials über den Hohlquerschnitt annähernd konstant
ist. Wenn die Deckschichten des Verbundmaterials ebenfalls aus einem
faserverstärkten,
fließfähigen Kunststoff
ausgebildet sind, beginnen auch die Randbereiche der Deckschichten
oder Mantelschichten 32 selbst zu fließen und so einen homogenen Übergang
von thermoplastischem Kunststoffmaterial 4 und Verbundmaterial 6 auszubilden.
Das thermoplastische Kunststoffmaterial 4 füllt die
Hohlräume bis
zu dem vom Vorsprung 8 eingedrückten Bereich 31.
Somit hat der Vorsprung 8 auch die Funktion, die unkontrollierte
Ausbreitung des thermoplastischen Kunststoffmaterials 6 in
die Kernschicht 16 zu unterbinden.
In 1d der
letzte Schritt des Fließpressverfahrens
dargestellt. Die Hochdruckstempel 2 und Niederdruckstempel 3 werden
in die Ausgangspositionen zurückgefahren
und das fertige Formteil aus der Pressform entnommen (nicht dargestellt).
Vor der Entnahme kann eine Abkühlung
des Formteils vorgesehen werden, was insbesondere bei großflächigen Formteilen
Verzugsproblemen, die auf thermischen Spannungen beruhen, zuvorkommt.
Insbesondere das thermoplastische Kunststoffmaterial sollte genügend ausgehärtet sein,
wenn der Hohlraum 43 geschlossen bleiben soll und weiter
unter dem Gasdruck steht. Wenn der Hohlraum durch die Anbringung
von Verbindungselementen, wie beispielsweise den in 3 dargestellten
Verbindungsleisten 15 durchstoßen wird und ein Druckausgleich
erfolgt, kann es bei fertig ausgehärtetem thermoplastischen Material
nicht zu Schwindungen kommen.
Das
Verbundmaterial nach 2a, 2b und 4 wird
aus Gründen
der Gewichtsreduktion eingesetzt. Trotz der in der Kernschicht 16 vorhandenen
Hohlräumen,
Aussparungen oder Zellen ist es möglich, ein Leichtbauteil mit
hoher Steifigkeit herzustellen. Die Werte für die Steifigkeit werden im
wesentlichen durch die Materialeigenschaften der die Kernschicht
begrenzenden Rand- oder Verstärkungsschichten
bestimmt. Aus diesem Grund besteht das Verbundmaterial aus mindestens
einer Schicht, die einen wesentlichen Anteil an Hohlräumen aufweist.
Diese sogenannte Kernschicht 16 wird dann von Verstärkungsschichten 17 aus
Kunststoffmaterial umgeben, wobei das Kunststoffmaterial zusätzlich faserverstärkt sein
kann. Würde
man einen mit Kunststoffmaterial vollständig gefüllten Querschnitt aus demselben
Kunststoffmaterial mit Faserverstärkung oder aus mehreren Schichten
fertigen, die keine Hohlräume
enthalten beträgt
der Gewichtsunterschied bis zu 40%. Da die von der Kernschicht eingenommenen
mittleren Querschnittsabschnitte kaum zur Biegesteifigkeit beitragen,
werden diese Querschnittsbereiche soweit möglich durch eine Schicht mit
einer Struktur aus vielen Hohlräumen, Aussparungen
oder Zellen ersetzt. Mit dieser Maßnahme wird die Biegesteifigkeit
nur unwesentlich verringert, da die Randbereiche aus faserverstärktem Kunststoff
die Hauptlast tragen. Allerdings ist die Stabilität gegenüber Druckkräften, welche
auf die Oberfläche
wirken, vermindert. Daher werden derartige Verbundbauteile unter
möglichst
geringem Druck bei einer Temperatur, bei welcher es zum Erweichen
der Schichten kommt, in einem Pressverfahren hergestellt. Dieses
Konzept ist nicht auf das Verbundmaterial des in 2a, 2b oder 4 dargestellten Bauteils
begrenzt, sondern kann auch auf den Randbereich, welcher aus thermoplastischem
Kunststoffmaterial besteht, ausgedehnt werden.
In
einem ersten Ausführungsbeispiel
das Verbundmaterial 4 eine Sandwichstruktur auf, welche vorzugsweise
aus einem wabenförmigen
Material 16 im Kernbereich besteht und mindestens je eine
Verstärkungsschicht 17, 18 enthält.
Die
Kernschicht 16 besteht beispielsweise aus Polypropylen
und die Verstärkungsschichten 17, 18 aus
einem faserverstärkten
Polypropylen.
In
einer weiteren Ausgestaltung kann die Kernschicht 16 aus
expandiertem Polypropylen oder aus einem Schaummaterial mit oder
ohne Verstärkungsrippen
bestehen. Die Verwendung eines geschäumten Kernmaterials erfüllt die
Forderungen nach Leichtbauweise, bietet die Möglichkeit, je nach Schaumdichte
verschiedenste Verhältnisse
von Bauteilvolumen zu Bauteilgewicht zu realisieren und ermöglicht eine
recyclinggerechte Materialauswahl, da die Kernschicht wie die Verstärkungsschichten
fast ausschließlich
aus Polypropylen hergestellt werden kann und somit ein Monomaterialkonzept
realisiert werden kann.
Wenn
ein Monomaterialkonzept nicht gewünscht wird, ist es auch möglich, verschiedenste Materialien
mit unterschiedlichen Schmelzpunkten zu kombinieren. Da das Verfahren
unter Druck arbeitet und es nicht zu einer wesentlichen Erwärmung der Schichten
kommt bzw. eine Beheizung der Schichten zwar vorgesehen werden kann,
aber für
das Verfahren nicht überragenden
Einfluss hat, bietet das Verfahren die Möglichkeit, verschiedenste Kunststoffmaterialien,
oder auch Hybridbauteile (das heißt Kunststoff-Metall-Verbundbauteile)
zu kombinieren, um Formteile herzustellen.
Zudem
können
Dekorschichten auf den Oberflächen
der Verstärkungsteile
vorgesehen werden. Die Beschichtung kann als Lack, als Film oder als
Formhaut ausgebildet sein, die bei ausreichender Druckbeständigkeit
zusammen mit dem Sandwichmaterial verpresst wird, andernfalls in
einem nachträglichen
Bearbeitungsschritt aufgetragen werden kann.
Die
Verwendung von Dekorschichten, die eine Struktur aufweisen, erlaubt
es, auch Stoffe, Vliese, Matten und andere Gewebestrukturen zu dekorativen
Zwecken mit dem Sandwichmaterial zu verbinden. Es ist darauf zu
achten, dass in den Bereichen, in denen der Hochdruckstempel wirkt,
derartige Schichten nicht vorgesehen werden müssen, weil die Gefahr besteht,
dass die Schichten durch den hohen Druck Schaden erleiden. Um diese
Schädigungen
zu vermeiden, kann auch vorgesehen werden, die Pressform selbst
mit einer Struktur zu versehen, welche die Dekorschicht(en) aufnimmt.
Diese Strukturen können
auch abschnittsweise vorgesehen werden, um verschiedene Dekorschichten
zu kombinieren. Dabei ist eine Trennlinie zwischen verschiedenen Dekorschichten
ebenfalls durch einen Eintrag von Hochdruck entlang einer Linie
herstellbar. Entlang dieser Linie fließt Kunststoffmateral unter
Druck in einen Kanal, welcher die Form der Trennlinie aufweist. Das
fließfähige Kunststoffmaterial
kann auch unter die Dekorschichten eingelegt werden, sodass der Fliessvorgang
zwischen den Randbereichen der Dekorschichten und der Verstärkungsschicht
statt findet.
Andere
Deckschichten machen die Verformungsbewegungen mit, wie beispielsweise
Vliese. Vliese haben eine unregelmäßige Faserstruktur, wobei die
Fasern gegeneinander beweglich sind. Diese Beweglichkeit kann dazu
genützt
werden, die Vliesschicht mit dem Verbundmaterial mit zu verformen. Auch
dreidimensionale Formteile lassen sich mit einer derartigen Vliesschicht
herstellen.
Da
eine Vliesschicht auch die Oberflächenrauhigkeit erhöht, ist
es auch möglich,
diese Schicht mit einer Lackschicht zu tränken oder mit einer Folie zu
verkleben oder sogar in einem einzigen Arbeitsschritt eine Dekorschicht
in der Form auf die Vliesschicht auf dem Verbundmaterial aufzuspritzen.
3 zeigt
mögliche
Ausgestaltungen der Randbereiche aus thermoplastischem Kunststoffmaterial
und die mögliche
Anbringung von Verbindungselementen. Das Verbundmaterial 4 wird
dabei von einem thermoplastischen Kunststoffmaterial 6 teilweise
ummantelt. Auf dem thermoplastischen Kunststoffmateral 6 kann
ein Blech oder dergleichen als Ummantelung 10 vorgesehen
werden. Die Ummantelung 10 kann auch, wie in der 3 linksseitig
dargestellt wurde, als Metallaufsatz 13 auf die fließfähige Schicht
ausgebildet sein. Ummantelungen 10 und fließfähige Schicht 12 werden
in dem Presswerkzeug derart positioniert, dass der Hochdruckstempel 2 auf die
Ummantelung wirkt. Durch den Anpressdruck wird das thermoplastische
Kunststoffmaterial 6 in fließfähigen Zustand versetzt. Der
im thermoplastischen Kunststoffmaterial 6 vorhandene Hohlraum 43 ist
dabei mit Druckgas oder Druckflüssigkeit
gefüllt.
In 5a wird
der erste Verfahrensschritt eines weiteren Ausführungsbeispiels dargestellt.
Nach diesem Verfahren wird ein dreidimensionales Formteil aus einem
Verbundmaterial 4 hergestellt. Dazu wird ein plattenförmiges Halbzeug
auf eine Positivform gelegt. Die Positivform hat eine horizontale
Auflagefläche 33,
auf welche ein Strang 12 aus einem thermoplastischen, fließfähigen Kunststoffmaterial 6 aufgelegt
wird. Der Strang 12 weist ebenfalls einen Hohlraum 43 auf,
der mit Druckmittel gefüllt sein kann.
Die Negativform 24 ist so weit geöffnet, dass das Verbundmaterial 4 und
das thermoplastische Kunststoffmaterial 6 eingelegt werden
können.
In 5b ist
der Schließvorgang
der Negativform dargestellt, welche sich über die Positivform stülpt. Das
Verbundmaterial passt sich der Formgeometrie an und wird durch die
schrägen
Seitenflächen 34 der
Negativform 24 nicht nur positioniert, sondern auch leicht
gestreckt, sodass es nicht zu Buckeln oder Materialanhäufungen
kommt, wodurch einzelne Teilbereiche des Verbundmaterials Schaden
erleiden können.
Der Abstand der beiden Formhälften
entspricht im Bereich der zentralen Auflage des Verbundmaterials 35 der
Summe aus der gewünschten Dicke
des Verbundmaterials und der Differenz der gewünschten Dicke des thermoplastischen
Kunststoffmaterials und der ursprünglichen Dicke des Verbundmaterials.
Diese Differenz wird Null, wenn die beiden Dicken identisch sein
sollen. Der Abstand des Aufnahmebereichs in der Positivform 28 vom
Aufnahmebereich 29 in der Negativform vermindert sich gegenüber dem
Abstand der beiden Formhälften
im Bereich der zentralen Auflage um die Dicke des Verbundmaterials
abzüglich
der gewünschten
Wandstärke
des thermoplastischen Kunststoffmaterials. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist eine geringere Dicke des thermoplastischen Kunststoffmaterials
vorgesehen. Zudem wird ein fließender Übergang der
Dicke des Verbundmaterials zu der Dicke des thermoplastischen Kunststoffmaterials
vorgesehen. Dazu hat die Positivform einen Endabschnitt 26,
welcher einen von dem Wandabschnitt 36 abweichenden Neigungswinkel
aufweist. Im dargestellten Beispiel ist daher ein geringerer Neigungswinkel
des Endabschnitts 26 dargestellt.
In 5c ist
dann der Endzustand erreicht. Durch die erhöhte Verpressung des Endabschnitts 26 wird
einerseits verhindert, dass das thermoplastische Kunststoffmaterial 6 sich
zwischen die beiden Deckschichten in die Strukturschicht einlagert.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel
können
an den beiden Formhälften
Rippen oder Vorsprünge
angebracht werden, die eine lokale Einschnürung des Verbundmaterials 4 bewirken
und somit eine weitere Barriere für die Ausdehnung des thermoplastischen
Kunststoffmaterials 6 darstellen.
Der
letzte Verfahrensschritt der Öffnung
der beiden Formhälften
ist nicht dargestellt. Zusätzlich können in
dem Bereich des thermoplastischen Kunststoffmaterials 6 im
Auflagebereich in der Positivform oder im Aufnahmebereich der Negativform Heizvorrichtungen
vorgesehen sein, wodurch eine Fließfähigkeit des Kunststoffmaterials
schon bei geringeren Pressdrücken
erreicht wird. Je nach gewünschter
Dicke des thermoplastischen Kunststoffmaterials 6, welches
den Rahmen oder die Abschlussbereiche des Verbundmaterials bildet,
mit welchem das Verbundmaterial mit andere Bauteilen verbunden wird,
wird der benötigte
Innendruck allein durch die Wahl der Formtoleranzen oder nur durch Kombination
der Formtoleranzen mit einer Erwärmung
des thermoplastischen Kunststoffmaterials 6 erreicht.
In 6a wird
der erste Verfahrensschritt eines weiteren Ausführungsbeispiels dargestellt.
Nach diesem Verfahren wird ein dreidimensionales Formteil aus einem
Verbundmaterial 4 hergestellt. Dazu wird ein plattenförmiges Halbzeug
auf eine Negativform 38 gelegt. Die Negativform hat eine
horizontale Auflagefläche 37,
auf welche ein Strang 12 aus einem thermoplastischen, fließfähigen Kunststoffmaterial
aufgelegt wird. Der Strang 12 weist ebenfalls einen Hohlraum 43 auf,
der mit Druckmittel gefüllt
sein kann. Die Positivform 39 ist so weit geöffnet, dass das
Verbundmaterial 4 und das thermoplastische Kunststoffmaterial 12 eingelegt
werden können.
Zwischen
der Negativform 38 und dem Verbundmaterial 4 ist
eine Schicht 40 aufgespannt, welche verhindert, dass das
Verbundmaterial unkontrolliert in die Öffnung der Negativform fällt. Diese Schicht 40 besteht
aus elastischem Material, welches sich unter Ausübung der Pressdrücke nicht
mit dem Verbundmaterial verbindet. Dazu ist sie entweder mit haftungsabweisenden
Substanzen beschichtet oder lässt
sich wie eine Folie abziehen. Wenn die Schicht 40 aus elastischem
Material gefertigt ist, und nicht am Verbundmaterial oder thermoplastischen Kunststoffmaterial
verbindet, kann dieselbe Schicht für eine Anzahl von Presszyklen
verwendet werden. In einer anderen Ausführungsart wird die Schicht 40 zwar
mit Spannvorrichtungen 41 vorgespannt, allerdings werden
die Spannvorrichtungen auf eine begrenzte Zugspannung voreingestellt.
Wenn die Zuspannung in der Schicht den voreingestellten Wert übersteigt,
wird die Schicht 41 nachgeführt. Insbesondere bei tiefen
Bauteilen oder scharfen Kanten der Formteile wird die Schicht dann
nicht überdehnt.
In 6b ist
eine erste Phase des Schließvorgangs
der Positivform 39 durch Annäherung an die Negativform 38 dargestellt.
Das Verbundmaterial 4 passt sich der Formgeometrie der
Positivform 39 an und wird durch die Schicht 40 korrekt
positioniert.
In 6c ist
eine zweite Phase des Schließvorgangs
der Positivform 39 durch Annäherung an die Negativform 38 dargestellt.
Das Verbundmaterial 4 passt sich der Formgeometrie der
Positivform weiter 39 an und wird durch die Schicht 40 und
die Wand der Negativform 38 genau positioniert. Der Strang 12 des
thermoplastischen Kunststoffmaterials wird mit dem Verbundmaterial
mit verschoben und in den Zwischenraum zwischen Positivform und
Negativform aufgenommen.
In 6d ist
dann der Endzustand erreicht. Durch die erhöhte Verpressung des Endabschnitts 26 wird
einerseits verhindert, dass das thermoplastische Kunststoffmaterial
sich zwischen die beiden Deckschichten in die Strukturschicht einlagert.
Wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
können an
die beiden Formhälften
Rippen oder Vorsprünge angebracht
werden, die eine lokale Einschnürung des
Verbundmaterials bewirken und somit eine weitere Barriere für die Ausdehnung
des thermoplastischen Kunststoffmaterials darstellen.
Der
Abstand der beiden Formhälften
entspricht im Bereich der zentralen Auflage des Verbundmaterials 35 der
Summe aus der gewünschten Dicke
des Verbundmaterials und der Differenz der gewünschten Dicke des thermoplastischen
Kunststoffmaterials und der ursprünglichen Dicke des Verbundmaterials.
Diese Differenz wird Null, wenn die beiden Dicken identisch sein
sollen. Der Abstand des Aufnahmebereichs in der Positivform 28 vom
Aufnahmebereich 29 in der Negativform vermindert sich gegenüber dem
Abstand der beiden Formhälften
im Bereich der zentralen Auflage um die Dicke des Verbundmaterials
abzüglich
der gewünschten
Wandstärke
des thermoplastischen Kunststoffmaterials. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist eine geringere Dicke des thermoplastischen Kunststoffmaterials
vorgesehen. Zudem wird ein fließender Übergang der
Dicke des Verbundmaterials zu der Dicke des thermoplastischen Kunststoffmaterials 6 vorgesehen.
Dazu hat die Positivform einen Endabschnitt 26, welcher
einen von dem Wandabschnitt 36 abweichenden Neigungswinkel
aufweist. Im dargestellten Beispiel ist daher ein geringerer Neigungswinkel
des Endabschnitts 26 dargestellt.
Der
letzte Verfahrensschritt der Öffnung
der beiden Formhälften
ist nicht dargestellt. Zusätzlich können in
dem Bereich des thermoplastischen Kunststoffmaterials im Auflagebereich
in der Positivform oder im Aufnahmebereich der Negativform Heizvorrichtungen
vorgesehen sein, wodurch eine Fließfähigkeit des Kunststoffmaterials
schon bei geringeren Pressdrücken
erreicht wird. Je nach gewünschter
Dicke des thermoplastischen Kunststoffmaterials, welches den Rahmen – oder die
Abschlussbereiche des Verbundmaterials bildet, mit welchem das Verbundmaterial
mit andere Bauteilen verbunden wird, wird der benötigte Innendruck
allein durch die Wahl der Formtoleranzen oder nur durch Kombination
der Formtoleranzen mit einer Erwärmung
des thermoplastischen Kunststoffmaterials erreicht.
In 7a und 7b ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
für die
Kombination von Verbundmaterial 4 mit einem thermoplastischen
Kunststoffmaterial 6 dargestellt.
In 7a wird
der erste Schritt zur Herstellung eines Bauteil mittels des aus
den nachfolgenden Schritten bestehenden Verfahrens dargestellt.
Dazu wird ein mehrschichtiges Verbundmaterial 4 in eine Pressform 5 eingelegt.
In den Randbereichen des Verbundmaterials 4 wird zumindest
abschnittsweise ein thermoplastisches Kunststoffmaterial 6 als
Strang oder Wulst gelegt. Dieser Strang oder Wulst weist wie in
den vorherigen Ausführungsbeispielen
mindestens einen Hohlraum 43 auf. Zusätzlich wird an das Verbundmaterial 4 ein
Hohlprofil 42 angebracht. Auch dieses Hohlprofil liegt
auf einer Schicht aus thermoplastischem, fließfähigen Kunststoffmaterial 6.
Der
Querschnitt des thermoplastischen Kunststoffmaterials 6 ist
an sich unerheblich, solange sich das den Querschnitt bildende Kunststoffmaterial in
dem Zwischenraum zwischen Formwand 29 und dem Rand 30 des
Verbundmaterials unter Druck so verteilen kann, dass es eine Dicke
von mindestens 2 mm aufweist. Das Verbundmaterial weist ungefähr eine
Dicke von 5 mm auf.
Dann
wird nach der Darstellung in 7a ein mehrteiliger
Stempel abgesenkt. Dieser Stempel besteht aus mindestens einem Hochdruckstempel 2 und
einem Niederdruckstempel 3. Die Hochdruckstempel und Niederdruckstempel
können
durch Federelemente 7 miteinander gekoppelt sein, wie in
diesem Ausführungsbeispiel
dargestellt ist. In 7a ist das Federelement nur
gering belastet. Sobald der Niederdruckstempel 2 auf die
Oberfläche
des Verbundmaterials auftrifft, wird das Federelement belastet.
Der Niederdruckstempel kann einen oder mehrere Vorsprünge 8 aufweisen,
die unter Zunahme der Federkraft den Bereich 31 des Verbundmaterials plastisch
verformen, welcher unter dem Vorsprung liegt. Dabei wird im wesentlichen
die Hohlraumstruktur der Kernschicht (zu dem Aufbau des Verbundmaterials
siehe 2a, 2b, 4)
zerstört,
welche einer derartigen lokalen Belastung nicht stand hält.
Gleichzeitig
werden die Hochdruckstempel weiter in Richtung des thermoplastischen
Kunststoffmatertals 6 also in der Zeichnung nach unten – verschoben,
bis sie mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial 6 in
Kontakt kommen. Gleichzeitig wird das Hohlprofil mit einem Druckgas
beaufschlagt, sodass das Hohlprofil unter dem Druck nicht knickt.
In 7b ist
dargestellt, wie das thermoplastische Kunststoffmaterial 6 den
zur Verfügung
stehenden Querschnitt ausfüllt.
Um einen festen Verbund zwischen dem Verbundmaterial 4 und
dem thermoplastischen Kunststoffmaterial 6 zu erreichen, kann es
vorteilhaft sein, den Hochdruckstempel soweit abzusenken, dass die
Struktur der Kernschicht im Randbereich zerstört wird. Durch den Druck von bis
zu 250 bar dringt das fließfähige thermoplastische Kunststoffmaterial
in die Kernschicht ein und kann auch die Randbereiche der Deckschichten
oder Mantelschichten 32 des Verbundmaterials umhüllen. In gleicher
Weise umhüllt
das fließende
Kunststoffmaterial 6 das Hohlprofil. Wenn die Deckschichten
des Verbundmaterials ebenfalls aus einem faserverstärkten, fließfähigen Kunststoff
ausgebildet sind, beginnen auch die Mantelschichten selbst zu fließen und so
einen homogenen Übergang
von thermoplastischem Kunststoffmaterial und Verbundmaterial auszubilden.
Neben
rechteckigen oder quadratischen oder rautenförmigen Profilen können in
gleicher Weise Rohrprofile oder andere Hohlprofile als Bereich mit
vergrößertem Querschnitt 48 vorgesehen
werden. Ein derartiger Bereich vergrößerten Querschnitts 48 kann
folglich aus jeder beliebigen Sequenz von geraden und gekrümmten Linien
bestehen, wobei die gesamte Sequenz von geraden und gekrümmten Linien
eine geschlossene Querschnittsfläche
ausbildet.
8a und 8b zeigen
die Möglichkeit einer
Anbringung von Verbindungselementen in bestimmten Abschnitten des
Umfangsbereichs des Verbundmaterials oder von Halteelementen aus
fließfähigem thermoplastischen
Kunststoff 6. Das thermoplastische Kunststoffmaterial kann
wiederum aus einem Wulstmaterial oder Strang bestehen, in welchem
ein druckmittelgefüllter
Hohlraum 43 angebracht ist.
9 zeigt
eine mögliche
Anordnung einer Zuleitung 44 für das Druckmittel, wenn der
oder die Hohlräume
(42, 43) nicht schon mit Druckmittel befüllt sind.
Die Zuleitung weist eine Druckmittelleitung auf, die in der Figur
nur angedeutet ist, und eine Kolbenvorrichtung zur Verdichtung und
zum Ausschub des Druckmittels. Die Zuleitung ist so angeordnet, dass
sie im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die mittlere Achse des
Hohlraums (42, 43). Wenn der Hohlraum eine seitliche Öffnung 47 aufweist,
kommt diese beim Einlegen auf ein Dichtelement 46 zu liegen,
dass den Abschluss der Zuleitung 44 bildet. Sobald der
Hochdruckstempel 2 mit der Verpressung des thermoplastischen
Kunststoffmaterials 6 beginnt, dichtet das Dichtelement 46 und
Druckmittel kann in den Hohlraum eingeleitet werden.
Wenn
der Hohlraum 42, 43 keine Öffnung nach außen aufweist,
ist in dem Endbereich der Zuleitung 44 eine Stichvorrichtung 45 vorgesehen,
welche sich bei Beaufschlagung mit Druckmittel in das thermoplastische
Kunststoffmaterial 6 verschiebt und dessen Wand dabei durchsticht
und somit einen Verbindungsweg für
das Druckmittel in das den Hohlraum ausbildende Innere des thermoplastischen Kunststoffmaterials
freigibt.