DE19750285A1

DE19750285A1 - In Hinterpreßtechnik hergestelltes thermoplastisches Kunststoff-Formteil

Info

Publication number: DE19750285A1
Application number: DE1997150285
Authority: DE
Inventors: Christoph Mosenthin; Juergen Funk; Robert Janssen; Werner Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1999-05-20

Description

Die Erfindung betrifft ein in Hinterpreßtechnik hergestelltes thermoplasti sches Kunststoff-Formteil, insbesondere Innenausstattungsteil für ein Kraft fahrzeug, mit einer Trägerschicht sowie einer Deckschicht, dessen Randbe reich zumindest abschnittsweise durch einen Umbug der Trägerschicht- Deckschicht-Randzone gebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfah ren zum Herstellen eines derartigen Kunststoff-Formteiles.

Mit der sog. Hinterpreßtechnik, die beispielsweise in der EP 0 186 015 B1 näher erläutert ist, lassen sich auf einfache und zuverlässige Weise zwei- oder mehrschichtige Kunststoff-Formteile herstellen. In ein Hinterpreßwerk zeug wird hierbei eine sog. Deckschicht, die beispielsweise eine thermopla stische Folie oder Haut sein kann, eingelegt, auf welche anschließend das die zugehörige Trägerschicht bildende Kunststoffmaterial aufgelegt wird. Ein Preßstempel verteilt dieses Material gleichmäßig über der Innenseite der Deckschicht und verbindet durch Aufbringen von Druck sowie ggf. vorheriger oder gleichzeitiger Erwärmung die Deckschicht und die Trägerschicht mit einander. Der Preßstempel taucht dabei in die Unterform des Hinterpreß werkzeuges ein und bildet mit dieser bzw. diesem eine sog. Tauchkante.

Dabei befindet sich das Material der Trägerschicht nicht nur in dem eigentli chen zumeist großflächigen Oberflächenbereich des Kunststoff-Formteiles, sondern auch im Randbereich desselben, der aufgrund der Tauchkante ge genüber dem großflächigen Oberflächenbereich abgewinkelt liegt, auf der Rückseite der Deckschicht.

Der Randbereich des Kunststoff-Formteiles soll ein gefälliges Aussehen ha ben, d. h. am Rand bzw. an der umlaufenden Randkante des Kunststoff- Formteiles soll zumindest in weiten Abschnitten die Trägerschicht nicht sichtbar sein. Daher wird im bekannten Stand der Technik die Deckschicht um den Rand des Kunststoff-Formteiles herumgebogen, wodurch ein sog. Umbug gebildet wird. Hierzu kann das Kunststoff-Formteil entsprechend be schnitten werden, d. h. in der durch die Tauchkante gebildeten Randzone wird das Trägerschichtmaterial entfernt, so daß die überstehende Deck schicht um 90° umgebogen und mit dem Trägerschichtmaterial beispielswei se verklebt werden kann. Alternativ kann - wie in der oben genannten Schrift gezeigt - die durch die Tauchkante gebildete Trägerschicht-Deckschicht- Randzone stehen bleiben und die Deckschicht um deren Randkante umge bogen werden. Auch hierbei ergibt sich nur ein Umbug um 90°, bei welchem die Festigkeit der Verbindung zwischen der Deckschicht bzw. dem Dekor material und der Trägerschicht bzw. dem Trägermaterial relativ gering ist.

Insbesondere sind jedoch diese bekannten Techniken relativ aufwendig, so daß sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt hat, demgegenüber Vereinfachungen bzw. Verbesserungen aufzuzeigen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Randbe reich zumindest abschnittsweise durch einen Umbug der Trägerschicht- Deckschicht-Randzone gebildet ist, bei welchem die aufeinander zum Liegen kommenden Abschnitte der Trägerschicht thermoplastisch miteinander ver schweißt sind. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Un teransprüche, in welchen auch ein besonders günstiges Herstellverfahren angegeben ist.

Erfindungsgemäß wird zur Erzeugung des Umbuges die Trägerschicht- Deckschicht-Randzone umgebogen, und zwar derart, daß der Randzonen- Abschnitt der Trägerschicht auf dem den eigentlichen Oberflächenbereich des Kunststoff-Formteiles bildenden Trägerschicht-Abschnitt zum Liegen kommt. Aufwendige Beschnittmaßnahmen sind somit nicht erforderlich. Er findungsgemäß werden weiterhin die aufeinander zum Liegen kommenden Abschnitte der Trägerschicht thermoplastisch miteinander verschweißt. Die se bei einem thermoplastischen Kunststoff-Formteil mögliche Verbindungs technik zeichnet sich bei einfachster Herstellbarkeit durch größte Festigkeit bzw. Zuverlässigkeit aus. Zwar ist das thermoplastische Verschweißen grundsätzlich bekannt, so beispielsweise aus der US 3,075,862, jedoch wur de dies bislang noch nicht an in Hinterpreßtechnik hergestellten Kunststoff- Formteilen praktiziert. Hier aber ist dies besonders vorteilhaft, nachdem die zugehörigen Arbeitsschritte sogar im Hinterpreßwerkzeug durchgeführt wer den können.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines lediglich prinzipiell darge stellten bevorzugten Ausführungsbeispieles, wobei die Fig. 1, 2 die bekannte Hinterpreßtechnik zeigen und in den Fig. 3 bis 7 die erfindungsgemäße Weiterbearbeitung des in Hinterpreßtechnik hergestellten thermoplastischen Kunststoff-Formteiles dargestellt ist. Dabei ist in den Fig. 4 bis 7 linksseitig der bekannte Stand der Technik und jeweils rechtsseitig die vorliegende Er findung dargestellt.

Mit der Bezugsziffer 1 ist ein thermoplastisches Kunststoff-Formteil bezeich net, das beispielsweise als Innenausstattungsteil eines Kraftfahrzeuges fun gieren kann. Dieses Kunststoff-Formteil 1 besteht aus einer Trägerschicht 1a sowie einer mit dieser verbundenen Deckschicht 1b. Die beiden Schichten 1a, 1b bestehen aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, wobei die Deck schicht 1b bevorzugt eine geeignete Dekorfolie oder ein Gewebe (Stoff) ist.

Hergestellt wird dieses Kunststoff-Formteil 1 in Hinterpreßtechnik, d. h. in einem in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichneten Hinterpreßwerkzeug. Wie bekannt wird hierzu in die Unterform 2a des Hinterpreßwerkzeuges 2, wel che die Negativform für das Kunststoff-Formteil 1 darstellt, die Deckschicht 1b eingelegt. Auf die Rückseite dieser Deckschicht 1b wird anschließend das Material für die Trägerschicht 1a in Form eines Kunststoff-Kloßes 3 aufge legt. Anschließend wird der Preßstempel 2b des Hinterpreßwerkzeuges 2 in die Unterform 2a gefahren, d. h. das Hinterpreßwerkzeug 2 wird geschlos sen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Hierbei wird das Material des Kunststoff- Kloßes 3 großflächig über der Deckschicht 1b verteilt, so daß hierdurch die Trägerschicht 1a gebildet wird.

Der Preßstempel 2b bildet mit der Unterform 2a eine sog. Tauchkante 4, mit welcher er in die Negativform der Unterform 2a hineintaucht bzw. hineinragt. Auch im Bereich dieser Tauchkante 4 wird somit auf der Rückseite der Deckschicht 1b eine Trägerschicht 1a aufgebracht, wobei dieser Abschnitt im Randbereich des Kunststoff-Formteiles 1 liegt und als Trägerschicht- Deckschicht-Randzone 5 bezeichnet wird.

In Fig. 3 ist das Kunststoff-Formteil 1 so gezeigt, wie es sich nach einem Öffnen des Hinterpreßwerkzeuges 2 darstellt, während Fig. 7 das letztlich fertige- Kunststoff-Formteil 1 zeigt. Von diesem ist mit der Bezugsziffer 1' der eigentliche Oberflächenbereich bezeichnet, wobei die Deckschicht 1b sicht bar ist, während sich die Trägerschicht 1a auf dessen bzw. deren Rückseite befindet. Der hier linksseitige sowie rechtsseitige Randbereich des Kunst stoff-Formteiles 1 trägt die Bezugsziffer 1''. Im Zustand nach Fig. 3 befindet sich bezüglich des eigentlichen Oberflächenbereiches 1' jenseits dieses Randbereiches 1'' die bereits erwähnte Trägerschicht-Deckschicht-Rand zone 5.

Im folgenden wird zunächst der bekannte Stand der Technik kurz beschrie ben, der - wie bereits erwähnt - in den Fig. 4 bis 7 jeweils in der linken Hälfte dargestellt ist.

Demnach wird die Randzone 5 zunächst beschnitten (vgl. Beschnittlinie 10 in Fig. 4), wodurch ein 90°-Umbug entsteht, d. h. daß die Deckschicht 1b den Randbereich 1'' der Trägerschicht 1a abdeckt. Diese Vorgehensweise ist wegen des erforderlichen (maschinellen) Beschnittes aufwendig.

Gemäß vorliegender Erfindung wird, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, die Träger schicht-Deckschicht-Randzone 5 umgebogen, so daß die Trägerschicht 1a dieser Randzone 5 auf der Trägerschicht 1a des eigentlichen Oberflächen bereiches 1' zum Liegen kommt. Die Trägerschicht-Deckschicht-Randzone 5 bildet somit den sog. Umbug.

Die aufgrund des Umbuges aufeinander zum Liegen kommenden Abschnitte der Trägerschicht 1a müssen dauerhaft miteinander verbunden werden. Dies erfolgt durch thermoplastisches Verschweißen. Hierzu wird - wie Fig. 4 zeigt - zumindest einer, bevorzugt jedoch beide der miteinander zu verschweißen den Abschnitte der Trägerschicht 1a zur Vorbereitung des thermoplastischen Verschweißens in ausreichendem Maße erwärmt. Dies erfolgt bevorzugt noch im Hinterpreßwerkzeug (nicht gezeigt), d. h. solange sich das Formteil 1 in der Unterform 2a befindet. In Fig. 4 ist die Temperatureinwirkung auf den oder die miteinander zu verschweißenden Bereiche der Trägerschicht 1a durch den Pfeil 6 dargestellt. Dabei kann diese Temperatureinwirkung auf unterschiedliche Weise realisiert werden, so beispielsweise durch Infrarot strahlung oder durch Heißgas.

Durch die genannte Temperatureinwirkung wird das Material der Träger schicht 1a in den miteinander zu verschweißenden Abschnitten so weit ange schmolzen, daß nach Umbiegen gemäß Pfeil 7 in Fig. 5 die Randzone 5 mit dem Randbereich 1' thermoplastisch verschweißt werden kann. Hierzu wird gemäß Pfeil 8 ein ausreichender Anpreßdruck aufgebracht, d. h. es sind ge eignete Schieber vorgesehen, mit Hilfe derer der Umbug nicht nur gemäß Pfeilrichtung 7 umgebogen, sondern auch gemäß Pfeilrichtung 8 angepreßt wird. Als Ergebnis liegt somit der in Fig. 7 (rechtsseitig) dargestellte Umbug um quasi 180° vor. Ein derartiger 180°-Umbug erhöht die Festigkeit des Kunststoff-Formteiles 1 in seinem Randbereich 1'' bzw. die Festigkeit der Verbindung von Trägerschicht 1a und Deckschicht 1b in diesem Bereich vorteilhafterweise erheblich gegenüber dem bekannten Stand der Technik (vgl. linksseitige Darstellung in Fig. 7).

Um insbesondere bei dickeren Trägerschichten 1a das Umbiegen gemäß Pfeilrichtung 7 einfach durchführen zu können, kann vorgesehen sein, daß die Trägerschicht 1a längs der sog. Umbug-Knickkante 9 filmscharnierartig ausgebildet ist. Die Trägerschicht 1a kann in diesem Bereich somit eine sog. Hohlkehle aufweisen. Dabei kann diese filmscharnierartige Umbug- Knickkante 9 in der Trägerschicht 1a durch das geeignet gestaltete Hinter preßwerkzeug 2 bzw. den entsprechend geformten Preßstempel 2b erzeugt werden (auch kann bspw. eine strukturierte Oberfläche des Preßstempels eine gerippte und daher leichter anschmelzbare Oberfläche an der Träger schicht 1a erzeugen), jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausfüh rungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlas sen.

Bezugszeichenliste

1

Kunststoff-Formteil

1

' eigentlicher Oberflächenbereich

1

'' Randbereich

1

a Trägerschicht

1

b Deckschicht

2

Hinterpreßwerkzeug

2

a Unterform von

2

b Preßstempel

3

Kunststoffkloß für

1

a

4

Tauchkante

5

Trägerschicht-Deckschicht-Randzone

6

Pfeil: Temperatureinwirkung

7

Pfeil: Umbugerzeugung

8

Pfeil: Anpressen des Umbugs

9

Umbug-Knickkante

10

Beschnittlinie

Claims

1. In Hinterpreßtechnik hergestelltes thermoplastisches Kunststoff- Formteil (1), insbesondere Innenausstattungsteil für ein Kraftfahrzeug, mit einer Trägerschicht (1a) sowie einer Deckschicht (1b), dessen Randbereich (1'') zumindest abschnittsweise durch einen Umbug der Trägerschicht-Deckschicht-Randzone (5) gebildet ist, bei welchem die aufeinander zum Liegen kommenden Abschnitte der Trägerschicht (1a) thermoplastisch miteinander verschweißt sind.

2. Kunststoff-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (1a) längs der Um bug-Knickkante (9) filmscharnierartig ausgebildet ist.

3. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Formteiles nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der miteinander zu verschweißenden Abschnitte der Trägerschicht (1a) noch im Hinter preßwerkzeug (2) zur Vorbereitung des thermoplastischen Ver schweißens erwärmt wird.

4. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Formteiles nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die filmscharnierartige Umbug- Knickkante (9) in der Trägerschicht (1a) durch das geeignet gestaltete Hinterpreßwerkzeug (2) geformt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umbug im Hinterpreßwerkzeug (2) durch geeignete Schieber geformt und angepreßt wird.