DE19628349C1 - Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen sowie Formteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus aufgeschäumten thermoplastischen Kunststoffpartikeln, mit einer aus mindestens zwei Teilschalen bestehenden Form, in welche die vorgeschäumten Kunststoffpartikel über eine Einlaßvorrichtung eingebracht werden und unter Einwirkung von Wärme und Dampf weiter aufgeschäumt, verschweißt und/oder versintert werden.

Derartige Vorrichtungen sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Zur Herstellung der Formteile werden üblicherweise die vorgeschäumten Kunststoffteilchen, wie z. B. expandiertes Polypropylen oder expandiertes Polystyrol, unter bestimmten festgelegten Gasdruckverhältnissen in den Hohlraum des Formwerkzeugs eingefüllt. Sie werden dort unter Einwirkung von Wärme und Dampf weiter aufgeschäumt und miteinander verschweißt oder versintert. Um das fertige Formteil, bzw. den Formteilrohling, aus der Werkzeugform entnehmen zu können, sind die Werkzeugformen im allgemeinen aus mehreren, meistens zwei Teilschalen, aufgebaut.

Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, wenn die Form beim Befüllen mit den vorgeschäumten Kunststoffpartikeln noch eine gewisse Zeitspanne lang nicht vollständig geschlossen ist, d. h. wenn sich zwischen den Teilschalen der Form noch ein kleiner Spalt befindet, so daß die in den Hohlraum eingefüllten Kunststoffpartikel mit Dampf durchspült werden. Erst nach diesem Spülvorgang wird die Form ganz zusammengefahren. Nachteilig hierbei ist, daß dadurch entlang der Trennlinie zwischen den Teilschalen ein Grat entsteht. Dieser Grat muß in einer nachfolgenden Bearbeitungsstufe entfernt werden. Die Entgratung der Formteile erfolgt auch heute üblicherweise noch von Hand und ist recht personalaufwendig.

In der Fachzeitschrift "Kunststoffe 1990, Heft 1, Seite 104 bis 108" sind unverdüste und unperforierte Schäumwerkzeuge, d. h. Werkzeuge mit glatter Formoberfläche für die Herstellung von Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffpartikeln, wie Polystorol oder Polyolefin als bekannt beschrieben.

Die DE 295 13 275 U1 offenbart einen aus geschäumtem Kunststoff hergestellten Formteilrohling, welcher an der Trennlinie zwischen seinen gefügten Einzelformteilen eine entlang der Naht verlaufende Nut aufweist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der Kunststoff- Formteile hergestellt werden können, bei denen die genannte Gratbildung auf kostengünstige Art und Weise vermindert bzw. ganz verhindert wird, und aus welcher die Formteilrohlinge direkt entnommen und ohne eine Entgratung an den Nahtstellen der weiteren Verarbeitung bzw. Bearbeitung zugeführt werden können, sowie ein in einer derartigen Vorrichtung hergestelltes Formteil anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 7 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Form in das Formteil eine entlang der Naht bzw. der Trennlinie zwischen den einzelnen Teilschalen verlaufende Nut eingeformt. Die Gratbildung wird dabei weitgehend vermieden. Da sich die Nahtstellen zwischen den Werkzeugteilen an der Nut befindet, befindet sich auch ein eventuell noch entstehender geringer Restgrat entweder direkt in der Nut oder unmittelbar an der Nutkante, so daß der Grat nicht mehr wesentlich über die Oberfläche des Formteilrohlings hinwegsteht, bzw. bei einem Einbau des Rohlings oder auch beim Bespannen etwa mit einem Oberflächenmaterial, wie Dekorfolie, Stoff oder dgl., in die Nut gedrückt wird. Der Restgrat muß somit auch nicht mehr entfernt werden.

Die Ansprüche 7 bis 9 enthalten Merkmale eines in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefertigten Formteiles.

Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Formteils.

Besonders vorteilhaft und kostengünstig ist es, wenn der Vorsprung durch einen nach innen in den Formhohlraum überstehenden, auf der Trennfläche einer der Teilschalen angeordneten, entlang der Trennlinie verlaufenden Blechstreifen gebildet ist.

Der Blechstreifen ist vorzugsweise mittels Schrauben auf der Trennfläche befestigt und daher austauschbar. Selbstverständlich ist es auch möglich, den auf der Trennfläche angeordneten Blechstreifen entlang der Trennlinie abschnittsweise aus mehreren Blechstreifenstücken zusammenzusetzen. Es kann somit kostengünstig jede beliebige Form mit einem derartigen Vorsprung versehen werden.

Da es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist, auch ohne Gratbildung die Teilschalen der Form bei der Fertigung des Formteils zum Durchspülen eine gewisse Zeit geringfügig geöffnet zu lassen, kann vorteilhafterweise auf Luft- bzw. Dampfdüsen innerhalb der Teilschalen der Form verzichtet werden, so daß die Teilschalen der Form vorteilhafterweise innen eine glatte, düsenlose Oberfläche aufweisen. Hierdurch werden ansonsten zwangsläufig auftretende Unebenheiten auf der Oberfläche der Formteile an den Stellen der Düsenlöcher vermieden. Die derartig hergestellten Formteile weisen also eine glatte Oberfläche auf und brauchen nicht nachbehandelt, d. h. abgeschliffen, zu werden.

Bei dem Material für die Kunststoffpartikel kann es sich prinzipiell um die verschiedenstartigen thermoplastischen Kunststoffe, wie z. B. Polystyrol oder Polyolefine handeln. Vorzugsweise wird jedoch umweltfreundliches Polypropylen verwendet.

Weiterhin können in das Formteil Befestigungsteile, Stabilisationselemente aus Metall, Kunststoff oder dgl. eingebracht sein. Hierbei kann es sich um Rahmenelemente, Klemmstangen oder auch z. B. Metallplatten mit Gewindeeinsätzen oder dgl., handeln. Die Befestigungsteile bzw. Stabilisationselemente können sich vollkommen im Inneren des Formteils befinden, d. h. auf alle Seiten von dem Schaumkunststoff umgeben sein. Sie können aber auch nur teilweise vom Schaumkunststoff eingefaßt sein und z. T. frei liegen, bzw. aus dem Formteil herausragen. Ebenso können in das Formteil Löcher, Vertiefungen oder dgl. eingeformt sein, in welche dann Befestigungsteile oder Stabilisationselemente eingepreßt oder eingelegt werden. Wenn sich ein derartiges Befestigungsteil oder Stabilisationselement aus der Oberfläche des Formteils im Nahtbereich heraus erstreckt, d. h. die Oberfläche im Bereich einer Naht durchdringt, so sollte die Nut direkt bis an das Befestigungsteil oder Stabilisationselement bzw. an das dafür vorgesehene Loch oder die Vertiefung herangeführt sein.

Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Formteil in Form einer Autosonnenblende mit eingebrachten Befestigungsteilen, Befestigungslöchern und einer Vertiefung zum Einsatz eines Spiegels,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Formteil gemäß Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A,

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht einer Ecke des Formteils aus Fig. 1,

Fig. 4 ein schematischer Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung der Formteile,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des mit "X" bezeichneten, kreisförmigen Bildausschnitts aus Fig. 4 bei leicht geöffneter Form,

Fig. 6 wie Fig. 5, jedoch bei geschlossener Form mit vollverdichteten Kunststoffpartikeln.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung (10). Diese besteht aus einer zweiteiligen Dampfkammer (24). Diese Dampfkammer (24) besteht aus zwei Halbschalen, welche zur Herstellung eines Formteils (1) durch Dichtungen (26) abgedichtet einen gemeinsamen Hohlraum (28) bilden. Die Dampfkammer (24) weist die üblichen Dampfeinlaß- und Kondensatauslaßventile (nicht dargestellt) auf. In jeder Halbschale der Dampfkammer (24) befindet sich jeweils eine Halbschale (11A, 11B) einer Form (11) über Huborgane (25) beweglich gegenüber der Halbschale der Dampfkammer (24) angeordnet. Auf der Trennfläche (12) einer der Teilschalen (11B) (in Fig. 4 die untere Teilschale) ist ein entlang der Trennlinie (13) verlaufender Blechstreifen (14) angeordnet, welcher unter Bildung eines Vorsprungs nach innen in den Formhohlraum (17) hineinragt. Dieser Blechstreifen (15) ist mittels Schrauben (16) auf der Trennfläche (12) befestigt und ist entlang der Trennlinie (13) abschnittsweise aus mehreren Blechstreifenstücken zusammengesetzt.

Durch die Dampfkammer (24) hindurch führt eine Vorrichtung (21) zum Einlaß der Kunststoffpartikel (9) (Injektor 21) zu einer der Teilschalen (11B) der Werkzeugform (11). Über diesen Injektor (21) wird zunächst das aufgeschäumte Polypropylen in den Hohlraum (17) der Form (11) eingebracht. Hierbei bleibt zunächst die Form (11) noch einen Spalt geöffnet (siehe Fig. 5). In den Hohlraum (28) der Dampfkammer (24) wird dann Dampf eingelassen, welcher durch den zwischen den Formteilen (11A, 11B) entstehenden Spalt auch in den Hohlraum (17) der Form (11) eindringt und die Kunststoffpartikel (9) umströmt. Durch den heißen Dampf werden die Kunststoffpartikel (9) noch weiter aufgeschäumt. Nach einer vorgegebenen Zeit werden die Halbschalen (11A, 11B) weiter zusammengefahren, d. h. die Form (11) geschlossen. Die gesamte Form (11) wird dann noch eine vorgegebene Zeit weiterhin einer vorgegebenen Temperatur ausgesetzt, bis die Kunststoffteilchen (9) endgültig miteinander verschweißt bzw. versintert sind.

In den Halbschalen (11A, 11B) der Form (11) können außerdem noch bewegliche Wandteile (22) integriert sein, welche über Huborgane (23) mit der Dampfkammer (24) verbunden sind. Durch diese beweglichen Wandteile (22) ist eine partielle Nachverdichtung der Kunststoffpartikel (9) möglich, um so z. B. kompliziertere Formstücke in Dünnwandtechnik mit harter Oberfläche herzustellen.

Zur Entnahme des Formteils (1) aus der Form (11) werden dann zunächst die Halbschalen (11A, 11B) der Form (11) innerhalb der Dampfkammer (24) und anschließend die beiden Teilschalen der Dampfkammer (24) auseinandergefahren. Das Formteil (1) kann dann aus der unteren Halbschale (11B) entnommen werden.

Die inneren Oberflächen (18) der Halbschalen (11A, 11B) der Form (11) sind vollkommen glatt ausgestaltet, d. h. es befinden sich darin keinerlei Düsen zur Bedampfung der Kunststoffpartikel (9) bei geschlossener Form (11).

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Formteil (1) aus aufgeschäumten Polypropylenteilchen zur Verwendung als Sonnenblende in einem Kraftfahrzeug. Entlang der durch die Trennlinie (13) zwischen den beiden Werkzeughalbschalen (11A, 11B) gebildeten Naht verläuft eine bereits durch den Vorsprung (14) in der Werkzeugform (11) eingebrachte Nut (2). Der an der Nahtstelle eventuell auftretende geringfügige Grat befindet sich daher in der Nut bzw. unmittelbar an einer der Kanten (2K) der Nut (2). Bei einem Bespannen des Formteilrohlings mit einer Dekorfolie, mit Stoff oder dgl., wird der Grat in die Nut (2) hineingedrückt. Eine Nacharbeitung des Rohlings zur Entgratung der Kanten ist daher nicht notwendig.

Zur Montage der Sonnenblende oberhalb des Fensters im Kraftfahrzeug weist die Sonnenblende an einer Schmalseite parallel zur oberen Längskante (8) ein Loch (5) auf, in welches ein am Kraftfahrzeug montiertes Befestigungsteil eingeschoben und eingeklebt oder eingepreßt werden kann. Im anderen Endbereich an der oberen Sonnenblendenkante (8) befindet sich eine Ausnehmung (7), in der sich quer parallel zur Sonnenblendenoberkante (8) ein Befestigungsstab (3) erstreckt. Dieser Befestigungsstab (3) kann an einem ebenfalls im Kraftfahrzeug angeordneten Befestigungselement festgeklemmt werden. Der Befestigungsstab (3) wird vor dem Einbringen des thermoplastischen Kunststoffmaterials in das Werkzeug eingelegt und befindet sich genau auf Höhe der Nut (2). Die Nut (2) ist bis an den Stab (3) herangeführt. Ebenso ist die Nut (2) auch direkt bis an das Befestigungsloch (5) herangeführt.

Weiterhin weist die Sonnenblende auf einer Seitenfläche eine flächige Vertiefung (6) zum Einlegen eines Spiegels oder dgl. auf.

Claims (9)

1. Vorrichtung (10) zur Herstellung von Formteilen (1) aus aufgeschäumten thermoplastischen Kunststoffpartikeln (9), mit einer aus mindestens zwei Teilschalen (11A, 11B) bestehenden Form (11), in welche die vorgeschäumten Kunststoffpartikel (9) über eine Einlaßvorrichtung (21) eingebracht werden und unter Einwirkung von Wärme und Dampf weiter aufgeschäumt, verschweißt und/oder versintert werden, dadurch gekennzeichnet, daß einseitig entlang der Trennlinie(n) (13) zwischen aneinandergrenzenden Teilschalen (11A, 11B) ein an einer der Teilschalen (11B) angeordneter Vorsprung (14) in den Formhohlraum (17) hineinragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (14) durch einen nach innen in den Formhohlraum (17) überstehenden, auf der Trennfläche (12) einer der Teilschalen (11B) angeordneten, entlang der Trennlinie (13) verlaufenden Blechstreifen (15) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Trennfläche (12) angeordnete Blechstreifen (15) entlang der Trennlinie (13) abschnittsweise aus mehreren Blechstreifenstücken zusammengesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen (15) mittels Schrauben (16) auf der Trennfläche (12) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (11) aus zwei Halbschalen (11A, 11B) mit einer umlaufenden Trennlinie besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschalen (11A, 11B) der Form (11) innen eine glatte, düsenlose Oberfläche (18) aufweisen.

7. Formteil aus aufgeschäumten thermoplastischen Kunststoffpartikeln, hergestellt in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Form (11) entnommene Formteil-Rohling (1) an den von der Trennlinie zwischen den einzelnen Teilen der Form (11) gebildeten Nahtstellen eine entlang der Naht verlaufende Nut (2) aufweist, welche auf dem gesamten Umfang (4) des Formteile-Rohlings (1) verläuft.

8 Formteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß daßelbe aus Kunststoffpartikeln (9) aus Polypropylen besteht.

9. Formteil nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dasselbe Befestigungsteile (3), Stabilisationselemente oder dgl., eingebracht sind.