DE19907439C2 - GMT-Kunststoff-Preßteil sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines solchen - Google Patents

Abstract

Ein GMT-Kunststoff-Preßteil (1) umfaßt einen Hauptkörper (2), welcher in bekannter Weise aus einem mit einem Thermoplasten getränkten, in Form gepreßten und ausgehärteten Glasfasermatten-Zuschnitt besteht. An mindestens einen Bereich des Randes dieses Hauptkörpers (2) ist eine Komponente (3, 4) aus einem weichen Polymer, z. B. eine Dichtlippe, direkt angespritzt. Ein Verfahren zur Herstellung dieses GMT-Kunststoff-Preßteiles (1) sowie insbesondere eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung sind im einzelnen beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein GMT-Kunststoff-Preßteil mit einem Hauptkörper, der aus einem mit einem Thermoplasten getränkten, in Form gepreßten und ausgehärteten Glasfaser­ matten-Zuschnitt besteht, und mit mindestens einer an dem Hauptkörper befestigten Komponente aus einem weichen Polymer sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen.

Unter GMT-Kunststoff-Preßteilen werden solche Kunststoff- Formteile verstanden, die im sogenannten "GMT-Preßver­ fahren" entstehen. Bei diesem wird eine mit einem Thermo­ plasten getränkte Glasfasermatte in ein Formwerkzeug aus Stahl eingelegt, das eine Matrize und eine gegenüber der Matrize mit Hilfe einer konventionellen Presse bewegliche Patrize aufweist. Matrize und Patrize begrenzen eine Ka­ vität, deren Form der gewünschten Form des GMT-Kunststoff- Preßteiles entspricht. Die Kavität ist durch Tauchkanten aus gehärtetem Material begrenzt, die an der Matrize und an der Patrize ausgebildet sind. Nach einem entsprechen­ den Abkühlen im Formwerkzeug kann das GMT-Preßteil ent­ nommen werden. Aufgrund des hohen langfaserigen Glas­ faseranteiles ist ein derartiges GMT-Preßteil ohne auf­ wendige Verrippung sehr formstabil, robust und zudem re­ cyclingfähig. Es eignet sich für viele Verwendungszwecke, z. B. für Motorhauben- und Unterbodenverkleidungen, Karos­ serieteile, Sitz- und Lehnenträger, Armaturenträger, Lärm­ schutzverkleidungen usw. In diesen Anwendungsgebieten, insbesondere im Automobilbau, ist es häufig erforderlich, Abdichtlippen aus weichem Polymermaterial an dem eigent­ lichen GMT-Kunststoff-Preßteil anzubringen, die sich an umliegende Anbauteile anschmiegen und gegen diese abdichten. Bei bekannten GMT-Kunststoff-Preßteilen wurden diese Dichtungen bisher gesondert extrudiert und nachträglich an dem "Hauptkörper" des GMT-Kunststoff-Preßteiles, eben dem durch ein GMT-Preßverfahren aus einer getränkten Glasfa­ sermatte entstandenen Körper, befestigt. Die so entstan­ denen Zweikomponententeile sind jedoch in der Fertigung verhältnismäßig aufwendig; die Stabilität der Verbindung zwischen der Komponente aus weichem Polymer und dem Hauptkörper läßt in manchen Fällen zu wünschen übrig.

In "Plastverarbeiter 49. Jg. 1998 Nr. 1, "Endlos verstärkte Teile durch Umspritzen", S. 37-39, sind die grund­ legenden Parameter für das Umspritzen endlos verstärkter Teile beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein GMT-Kunst­ stoff-Preßteil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches preiswert herzustellen ist und eine gute Ver­ bindung zwischen "Hauptkörper" und Komponente aus weichem Polymer aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Komponente aus weichem Polymer an den Hauptkörper angespritzt ist.

Erfindungsgemäße GMT-Kunststoff-Preßteile lassen sich sehr kostengünstig in einem einzigen Formwerkzeug her­ stellen. Trotz der unterschiedlichen Fertigungsverfahren, die in diesem einzigen Formwerkzeug durchgeführt werden, sind die erreichbaren Zykluszeiten mit den Zykluszeiten von reinen Spritzteilen vergleichbar und können teil­ weise noch unterboten werden. Die Fertigung kann voll­ automatisch gefahren werden. Da die Zweikomponenten-Mate­ rialien relativ heiß aufeinander treffen, können sie eine gute Verbindung eingehen. Die Abkühlzeiten können in ver­ hältnismäßig gutem Einklang miteinander verlaufen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen GMT-Kunststoff-Preßteiles ist die Verbindungs­ fläche zwischen der Komponente aus weichem Polymer und dem Hauptkörper durch eine Abstufung vergrößert. Insbe­ sondere bei dünnen Wandstärken des GMT-Kunststoff-Preß­ teiles hat sich eine derartige Ausgestaltung zur Erzie­ lung einer guten Schmelzverbindung sehr bewährt. Zwar kann in diesem Falle ein Verstärkungswulst entlang der Hart-Weich-Verbindung des Preßteiles erforderlich werden; dieser kann jedoch auf der jeweils nicht sichtbaren Fläche des GMT-Kunststoff-Preßteiles angeordnet werden und stört dort nicht.

Die Erfindung hat außerdem die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines GMT-Kunststoff-Preßteiles zu schaf­ fen, welches preiswert durchzuführen ist und hochstabile Verbindungen zwischen Hauptkörper und Weichkomponente zum Ergebnis hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Komponente aus weichem Polymer direkt an den Haupt­ körper angespritzt wird. Die Vorteile des erfindungsge­ mäßen Verfahrens ergeben sich sinngemäß aus den oben ge­ schilderten Vorteilen des erfindungsgemäßen GMT-Kunststoff- Preßteiles. Gleiches gilt für die im Anspruch 4 angege­ bene vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es schließlich, eine Vorrichtung zur Herstellung eines GMT-Kunststoff- Preßteiles der im Oberbegriff des Anspruches 5 angege­ benen Art so weiterzubilden, daß die unterschiedlichen Fertigungsverfahren, mit denen der Hauptkörper und die Komponente aus weichem Polymer hergestellt werden, in einem einzigen Formwerkzeug durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) die Matrize mindestens eine zweite Formausnehmung auf­ weist, welche in der Schließstellung des Formwerkzeuges eine zweite, zur Form einer Komponente aus weichem Poly­ mer des GMT-Kunststoff-Preßteiles komplementäre Kavität teilweise begrenzt;
• b) die Patrize mindestens eine zweite Formausnehmung auf­ weist, welche in der Schließstellung des Formwerkzeuges die zweite Kavität teilweise begrenzt;
• c) entlang der gemeinsamen Ränder der beiden Kavitäten mindestens ein Schließmesserschieber angeordnet ist, der zwischen einer ersten Stellung, in welcher er die Kommunikation zwischen den beiden Kavitäten unterbricht, und einer zweiten Stellung, in welcher er die Kommu­ nikation zwischen beiden Kavitäten freigibt, verfahr­ bar ist;
• d) die nicht von dem Schließmesserschieber gebildeten Bereiche der Ränder der zweiten Kavität von gehärteten Tauchkanten an Patrize und Matrize gebildet sind, zwi­ schen denen ein definierter Spalt vorliegt, der schmä­ ler als der Spalt zwischen den die erste Kavität be­ grenzenden Tauchkanten ist;
• e) mindestens eine in die zweite Kavität mündende Ein­ spritzdüse vorgesehen ist.

Der besondere Vorteil einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß das Formwerkzeug in eine normale Presse eingebaut werden kann. Kosten für die Her­ stellung einer Sondermaschine entfallen somit. Für den Spritzvorgang kann einer separates, auch ein ausgemuster­ tes Spritzaggregat an die Presse einfach angedockt wer­ den. Sämtliche Arbeitsschritte des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens können dann in dieser einen Station ausgeführt werden, was den Fertigungsaufwand bei der Herstellung des GMT-Kunststoff-Preßteiles erheblich reduziert. Durch den oder die erfindungsgemäß vorgesehenen Schließmesser­ schieber lassen sich die Freiräume für die Komponente aus weichem Polymer noch während der Abhärtungsphase des Hauptkörpers bereits kurz nach dem Schließen der Form, beispielsweise etwa 5 sec nach dem Schließen der Form, öffnen und somit die Voraussetzungen für den Spritzvor­ gang der Komponente aus weichem Polymer schaffen.

Ein besonderes Problem bei der Herstellung des GMT-Kunst­ stoff-Preßteiles stellen die Tauchkanten an Matrize und Patrize dar, welche zumindest bereichsweise sowohl die Kavität zur Herstellung des Hauptkörpers als auch die Kavität zur Herstellung der Komponente aus weichem Poly­ mer im Formwerkzeug begrenzen. Senkrechte Tauchkanten lassen sich nicht 100%ig abdichten. Durch das ständige Aus- und Eingleiten der Patrize in die Matrize ist ein Luftspalt von mindestens 0,035 bis 0,05 mm erforderlich. Ein kleinerer Luftspalt würde unweigerlich zum Fressen der Tauchkanten führen. Außerdem nützen sich die gehär­ teten Tauchkanten bei den Preßvorgängen bis zu einer Spaltgröße von 0,07 bis 0,15 mm ab. Die Spritzmasse, aus welcher die Komponente aus weichem Polymer hergestellt wird, ist jedoch sehr dünnflüssig und entweicht bereits durch Spalte, die nur 0,015 bis 0,02 mm breit sind, ein solches Entweichen hat schlechte Schmelzverbindungen und eine starke Gratbildung zur Folge. Bei der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung muß also Sorge dafür getragen werden, daß jedenfalls die Tauchkanten, welche die zweite, die Weichkomponente des GMT-Kunststoff-Preßteils bildende Kavität begrenzen, mit einem nur sehr kleinen Spalt einander gegenüberstehen, der kleiner als der Spalt zwischen den Tauchkanten im Bereich der ersten, den Hauptkörper des GMT-Kunststoff-Preßteils bildenden Kavität ist.

Am besten wird mit dieser Problematik diejenige Ausge­ staltung der Erfindung fertig, bei welcher die äußere der die zweite Kavität begrenzenden Tauchkanten an einen beweglichen Außenschieber angebracht ist, der von einer Kraftquelle derart gegen einen Anschlag drückbar ist, daß sich der gewünschte Spalt zur entsprechenden inneren Tauchkante hin einstellt. Diese Ausgestaltung der Erfin­ dung hat den Vorteil, daß immer dann, wenn Patrize und Matrize relativ zueinander bewegt werden und die Gefahr des Verschleißes bzw. des Fressens der Tauchkante besteht, die Kraft von dem Außenschieber genommen werden kann. Solange die Kraftquelle nicht aktiviert ist, werden die Tauchkanten an der zweiten Kavität nicht unter Kraftein­ wirkung gegeneinander gedrückt; die äußere Tauchkante kann vielmehr "ausweichen". Trotz engster Toleranz zwischen diesen Tauchkanten findet also beim Ein- und Ausfahren keine wechselseitige Berührung unter Kraft statt. Die erfindungsgemäß bei dieser Ausgestaltung eingesetzte Kraftquelle wird erst dann aktiviert, wenn die Patrize in der Schließstellung des Formwerkzeuges stillsteht, die flüssige Spritzmasse eingespritzt werden soll und daher die Tauchkanten in dem gewünschten Abstand voneinander verbleiben müssen. Dieser Abstand wird durch den Anschlag zwischen dem Außenschieber und dem Formwerkzeug bei Betätigung der Kraftquelle immer wieder zuverlässig aufgefunden.

Die Kraftquelle kann einen Keilschieber umfassen, dessen Bewegungsrichtung zur Bewegungsrichtung des Außenschie­ bers nicht parallel ist und der mit dem Außenschieber über Nockenflächen wechselwirkt. Diese Ausgestaltung der Kraftquelle arbeitet besonders präzise und ist in der Lage, hohe Kräfte auf den Außenschieber aufzubringen und umgekehrt hohe Reaktionskräfte über den Außenschieber aufzunehmen.

Mindestens eine die zweite Kavität begrenzende Tauch­ kante kann an einer Verschleißleiste ausgebildet sein. Sollte also der sehr kleine Spalt zwischen den entspre­ chenden Tauchkanten sich unzulässig vergrößert haben, kann einfach die entsprechende Verschleißleiste ausge­ tauscht werden.

Besonders bevorzugt zur Herstellung dünnwandiger GMT- Kunststoff-Preßteile wird diejenige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die Stirn­ fläche des Schließmesserschiebers derart abgestuft ist, daß die Randbereiche des Hauptkörpers des GMT-Kunststoff- Preßteiles, an welche eine Komponente aus weichem Poly­ mer angespritzt werden soll, mit einer entsprechenden Abstufung entstehen. Der Sinn dieser Maßnahme wurde be­ reits oben erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigen

Fig. 1: die perspektivische Ansicht eines GMT-Kunststoff- Preßteiles mit angespritzten Dichtlippen;

Fig. 2: einen vertikalen Schnitt durch das Formwerkzeug zur Herstellung des GMT-Kunststoff-Preßteiles von Fig. 1;

Fig. 3: eine Detailvergrößerung des Formwerkzeuges von Fig. 2;

Fig. 4: eine Draufsicht auf die Matrizenformhälfte des Formwerkzeuges der Fig. 1 und 2;

Fig. 5 und 6: Detailvergrößerungen des Formwerkzeuges der Fig. 1 bis 4 in unterschiedlichen Stadien des Herstellungsprozesses des GMT-Kunststoff- Preßteiles;

Fig. 7: einen Schnitt durch den Randbereich des GMT- Kunststoff-Preßteiles von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein fertiggestelltes GMT-Kunststoff-Preßteil 1, wie es in der Automobilindustrie Einsatz findet. Es umfaßt einen Hauptkörper 2, der aus einem in nachfolgend näher beschriebenen Weise gepreßten, Thermoplast-getränkten Glasfasermatten-Zuschnitt besteht. An zwei Randbereiche des Hauptkörpers 2 sind in ebenfalls weiter unten beschrie­ bener Weise zwei Dichtlippen 3, 4 angespritzt, die aus einem weichen und zu Dichtzwecken geeigneten Kunststoff, insbesondere aus einem Polymer, bestehen. Die weitere genaue Formgebung des GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 ist im vorliegenden Zusammenhang ohne Bedeutung.

In Fig. 2 ist ein vertikaler Schnitt durch das Formwerk­ zeug 5 gezeigt, welches der Herstellung des in Fig. 1 dargestellten GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 dient. Das Form­ werkzeug 5 umfaßt in an und für sich bekannter Weise eine obere Formwerkzeughälfte 6, nachfolgend "Patrize" genannt, sowie eine mit dieser zusammenwirkende untere Formwerk­ zeughälfte 7, nachfolgend "Matrize" genannt. Patrize 6 und Matrize 7 begrenzen in geschlossenem Zustand eine erste Kavität 8, welche zur Form des Hauptteiles 2 des GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 komplementär ist, sowie zusätzliche Kavitäten 9 (vergl. hierzu auch insbesondere die Fig. 5 und 6), deren Form den Dichtlippen 3 und 4 des GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 komplementär ist. Dieje­ nigen Bereiche der Kavität 8, welche nicht mit Dichtlippen 3, 4 versehenen Randbereichen des GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 entsprechen, werden von zusammenwirkenden Tauchkanten 11, 13 an Matrize 7 bzw. Patrize 6 begrenzt, die in bekannter Weise aus gehärtetem Material bestehen und beim Schließen von Matrize 7 und Patrize 6 mit einem sol­ chen Spiel zueinander verlaufen, daß ein Festfressen ver­ mieden und ein Entweichen von Luft aus der Kavität 8 mög­ lich ist. Der Spalt beträgt typischerweise etwa 0,035 bis 0,05 mm. Im Gebrauch kann eine Abnutzung bis etwa 0,07 bis 0,15 mm stattfinden.

An denjenigen Bereichen ihres Randes, welche mit Dicht­ lippen 3, 4 versehenen Rändern des GMT-Kunststoff-Preßtei­ les 1 entsprechen, ist die Kavität 8 von Schließmesser­ schiebern 14 begrenzt bzw. begrenzbar, von denen einer in der Zeichnung dargestellt ist. Der Schließmesser­ schieber 14 ist innerhalb einer entsprechenden Ausnehmung der Patrize 6 angeordnet und mit Hilfe eines Hydraulikzy­ linders 15 vertikal zwischen einer ausgefahrenen und einer zurückgezogenen Stellung bewegbar. In der ausgefahrenen Stellung, die in Fig. 5 vergrößert dargestellt ist, liegt seine Stirnfläche an der gegenüberliegenden Oberfläche der Matrize 7 an, während in der zurückgezogenen, in Fig. 6 dargestellten Position die Stirnfläche des Schließmes­ serschiebers 14 bündig zu den benachbarten Bauteilen zu­ rückgefahren ist und die Verbindung zwischen den Kavitä­ ten 8 und 9 freigibt.

Die Kavitäten 9 werden an denjenigen Rändern, welche freien Rändern der Dichtlippen 3 und 4 des GMT-Kunststoff-Preß­ teiles von Fig. 1 entsprechen, durch Tauchkanten 17, 19 begrenzt, von denen die eine (17) an einer innerhalb der Patrize 6 vorgesehenen Verschleißleiste 16 und die andere an einem der Matrize 7 zugeordneten Außenschieber 18 angeordnet ist.

Der Außenschieber 18 ist, wie sich insbesondere den Fig. 3 und 4 entnehmen läßt, in horizontaler Richtung be­ weglich. Er wird dabei von Führungsleisten 28, in die er formschlüssig eingreift, geführt. Die Bewegung des Außenschiebers 18 erfolgt über einen Schließkeilschieber 20, der mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 21 (vergl. Fig. 4) in einer Richtung verschiebbar ist, die senkrecht zur gewünschten Verschieberichtung des Außenschiebers 18 ist. Diese Konstruktion hat, verglichen mit einer Be­ tätigung über einen direkt wirkenden Hydraulikzylinder, den Vorteil, daß bei der Bewegung des Außenschiebers 18 eine größere Präzision möglich ist und daß zudem größere Kräfte übertragen und aufgenommen werden können.

In die Kavitäten 9 münden Einspritzdüsen 22, die sich durch die Matrize 7 hindurch erstrecken und von einem Heizkanal 23 mit dem zur Herstellung der Dichtlippen 3, 4 verwendeten Kunststoff versorgt werden.

In die der Kavität 8 zugewandte Stirnseite des Außen­ schiebers 18 ist eine Nut 40 (vergl. Fig. 3) eingeformt, deren Seitenwände in Richtung auf den Grund der Nut 40 konvergieren. In diese Nut 40 des Außenschiebers 18 greift eine Rippe 41 der Matrize 7 ein, die zu den Seitenwänden der Nut 40 komplementäre geneigte Anschlagflächen besitzt. In der in Fig. 3 dargestellten Normalposition des Außen­ schiebers 18 liegen die Seitenwände der Nut 40 des Außen­ schiebers 18 an den Anschlagflächen der Rippe 41 der Ma­ trize 7 an. In dieser Anschlagposition liegt ein gewünsch­ ter, minimaler Abstand zwischen den Tauchkanten 17, 19 an dem Außenschieber 18 bzw. der Verschleißleiste 16 vor, bei welchem ein Entweichen der Luft aus der Kavität 9 möglich ist. Dieser Spalt wird jedoch so kleingehalten, daß auch das dünnflüssige, in die Kavität 9 eingespritzte Material über den Spalt zwischen den Tauchkanten 17 und 19 nicht mehr austreten und unerwünschte Grate oder Bärte bilden kann.

Die Matrize 7 wird über Distanzleisten 33 von einer gro­ ßen Aufspannplatte 34 getragen, die ihrerseits über eine Isolierschutzplatte 35 und Stahlschutzplatte 36 an dem stationären Teil einer nicht dargestellten konventionellen Presse befestigt ist. Durch die Matrize 7 verlaufen außerdem in bekannter Weise Kühlbohrungen 38. Auch ein mit einer Auswerferplatte 31 verbundener Auswerfer 30 erstreckt sich durch Bohrungen der Matrize 7 und dient dem Auswerfen des fertiggestellten GMT-Kunststoff-Preßteiles 1.

Die Patrize 6 ist an einer Montageplatte 42 befestigt, die ihrerseits an dem beweglichen Teil der bereits erwähn­ ten Presse montiert ist. Durch die Montageplatte 42 ver­ laufen Hydraulikkanäle 37, welche der Speisung der Hydrau­ likzylinder 15 dienen, mit denen die Schließmesserschieber 14 verfahren werden.

In der Zeichnung sind außerdem kleine Distanzleisten 32 (Fig. 2) und 25 (Fig. 4) dargestellt, welche an der Montageplatte 42 bzw. an dem Randbereich der Matrize 7 angebracht sind und mit denen der Abstand zwischen Pa­ trize 6 und Matrize 7 in der Schließstellung der Presse genau definiert ist. Führungsleisten 29 an Patrize 6 und Matrize 7, die parallel zu den entsprechenden Tauchkanten 11 und 13 verlaufen, dienen der Vorzentrierung von Pa­ trize 6 und Matrize 7 beim Schließvorgang. Die beiden Formwerkzeughälften sind außerdem mit Führungen 24 (vergl. Fig. 4) versehen, mit deren Hilfe eine definierte Rela­ tivbewegung möglich ist.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet zur Herstel­ lung des in Fig. 1 dargestellten GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 wie folgt:

Zunächst werden die beiden Hälften des Formwerkzeuges 5 geöffnet, indem der bewegliche, obere Teil der nicht dargestellten Presse gegenüber dem stationären, unteren Teil nach oben gefahren wird. Auf diese Weise wird die Innenseite der Matrize 7 zugänglich. Die Schließmesser­ schieber 14 werden mit Hilfe der Hydraulikzylinder 15 ausgefahren, so daß sie über die entsprechende Oberfläche der Patrize 6 überstehen.

Nunmehr wird ein Glasfasermatten-Zuschnitt in denjenigen Bereich der Formausnehmung der Matrize 7 von oben her eingelegt, welcher bei geschlossenem Formwerkzeug 5 an einer Seite die Kavität 8 begrenzt. Der Glasfasermatten- Zuschnitt ist mit heißem, flüssigem Thermoplast getränkt. Nunmehr wird mit Hilfe der nicht dargestellten Presse das Formwerkzeug 5 geschlossen, wobei der Hydraulikzylinder 21 kraftlos bleibt. Die Patrize 6 fährt entlang der Tauchkanten 11, 13, 17, 19 in die Matrize 7 ein. Sobald die Stirnfläche der Schließmesserschieber 14 auf die gegenüberliegende Fläche der Patrize 7 auftrifft, ist die Kavität 8 geschlossen. Bei der Weiterbewegung der Patrize 6 in die Matrize 7 hinein wird nunmehr der Thermoplast- getränkte Glasfasermatten-Zuschnitt in die endgültige Form verpreßt. Bei dieser weiteren Bewegung der Patrize 6 werden die Schließmesserschieber 14 etwas in die Patrize 6 zurückgedrückt.

Sobald der nunmehr in seiner endgültigen Form gebildete Hauptkörper 2 des GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 so weit abgekühlt ist, daß eine gewisse Formstabilität erreicht ist, werden die Schließmesserschieber 14 mit Hilfe der Hydraulikzylinder 15 in die zurückgezogene, in Fig. 6 dargestellte Position gebracht. Der Hydraulikzylinder 21 wird betätigt, fährt den Außenschieber 18 in Anschlag gegen die Matrize 7 und hält den Außenschieber 18 unter Kraft in dieser Position, in welcher sich der erforderliche kleine Spalt zwischen den Tauchkanten 17 und 19 einstellt.

Nunmehr wird über die Einspritzdüsen 22 unter verhältnis­ mäßig hohem Druck dünnflüssiges Polymermaterial in die Kavitäten 9 eingespritzt. Die dabei verdrängte Luft tritt über den sehr kleinen, definierten Spalt zwischen den Tauchkanten 17 und 19 an dem Außenschieber 18 bzw. der Verschleißleiste 16 aus. Das Polymermaterial der Dicht­ lippen 3, 4 legt sich dabei an das noch warme Material des zuvor in der Kavität 8 gebildeten Hauptkörper 2 des GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 an und tritt mit diesem in eine innige Verbindung.

Nach einem ausreichenden Abkühlen der auf diese Weise gebildeten Dichtlippen 3, 4 wird die Presse wieder geöff­ net und das so fertiggestellte GMT-Kunststoff-Preßteil 1 mit Hilfe des Auswerfers 30 ausgestoßen.

Mit dem Außenschieber 18 hat es dabei folgende Bewandt­ nis:

Wie bereits eingangs erwähnt, sind "normale" Tauchkanten aufgrund des für sie erforderlichen bzw. sich einstellen­ den Spieles zur Begrenzung einer Kavität wenig geeignet, in welcher ein Spritzvorgang stattfinden soll. Ist der Spalt zwischen diesen Tauchkanten so groß, wie er zum störungsfreien Eintauchen der Patrize 6 in die Matrize 7 benötigt wird bzw. wie er sich aufgrund des Verschleißes nach einiger Zeit einstellt, so tritt das dünnflüssige gespritzte Material durch diesen Spalt aus und erzeugt unschöne Grate und Bärte am Spritzteil, die einer Nach­ bearbeitung bedürfen. Ist der Spalt umgekehrt so klein, daß ein Austreten von Spritzmaterial nicht zu befürchten ist, besteht die Gefahr des Fressens der Tauchkanten beim Eintauchen der Patrize in die Matrize. Dieser Prob­ lematik wird durch den Außenschieber 18 in folgender Weise Rechnung getragen:

Während des Einfahrens der Patrize 6 in die Matrize 7 sind die Hydraulikzylinder 21, die über die Keilschieber 20 die Außenschieber 18 beaufschlagen, drucklos. Dies bedeutet, daß die Außenschieber 18 problemlos in den Fig. 2 und 3 nach rechts ausweichen können und die Tauch­ kanten 17 und 19 an Außenschieber 18 und Verschleißleiste 16 praktisch belastungsfrei aneinander vorbeigleiten kön­ nen. Hierdurch wird ein Verschleiß der Tauchkanten 17, 19 ebenso wie ein Festfressen zuverlässig vermieden. Erst nach dem Zurückziehen der Schließmesserschieber 14 in die in Fig. 6 dargestellte Position und kurz vor Beginn des Einspritzvorganges über die Einspritzdüsen 22 werden die Hydraulikzylinder 21 beaufschlagt. Die Außenschieber 18 fahren nunmehr in die in Fig. 3 dargestellte Position, in welcher die Seitenwände der Nut 40 der Außenschieber 18 an den entsprechenden Anschlagflächen der Rippe 41 der Matrize 7 anliegen und der korrekte, kleine Spalt zwischen den Tauchkanten 17 und 19 hergestellt ist. Nunmehr kann das dünnflüssige Polymermaterial in die Kavitäten 9 ein­ gespritzt werden, ohne daß Gefahr besteht, daß dieses Material durch den Spalt zwischen den Tauchkanten 17 und 19 austritt. Ein Verschleiß oder ein Fressen der Tauch­ kanten 17, 19 ist dabei nicht zu befürchten, da zwischen diesen Tauchkanten 17, 19 während der Zeit der Druckbe­ aufschlagung der Hydraulikzylinder 21 keine Relativbewe­ gung stattfindet.

Mit Hilfe der Außenschieber 18 gelingt somit eine hoch maßhaltige, den Anforderungen an ein Spritzteil genügende Abgrenzung der Kavitäten 9 auf lange Zeit ohne Verschleiß oder Gefahr für die Funktionstüchtigkeit des Formwerkzeu­ ges S. Sollte sich nach sehr langer Standzeit des Form­ werkzeuges zwischen den entsprechenden Tauchkanten 17 und 19 doch ein größeres Spiel als gewünscht eingestellt haben, genügt es, die Verschleißleiste 16 auszutauschen, um das korrekte Spiel zwischen den Tauchkanten 17 und 19 wieder herzustellen.

Wie den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, ist die Stirn­ fläche der Schließmesserschieber 14 nicht eben sondern abgestuft ausgeführt. Diese Stirnfläche liegt nur über eine verhältnismäßig schmale "Schneide" 43, die der Kavi­ tät 9 benachbart ist, an der entsprechenden Oberfläche der Matrize 7 an. Damit wird folgendes erreicht:

Bei der Herstellung des Hauptkörpers 2 des GMT-Kunststoff- Formteiles 1 wird der den Schließmesserschiebern 14 benachbarte Randbereich in einer Form stufig ausgebildet, die der stufigen Form der Stirnfläche der Schließmesser­ schieber 14 komplementär ist. Bei dem im zweiten Schritt nachfolgenden Ausspritzen der Kavität 9 wird die so gebildete stufige Randkontur 44 des Hauptteile 2 über­ spritzt, so daß sich eine große Verbindungsfläche zwischen der angespritzten Dichtlippe 3, 4 und dem Hauptteil 2 ergibt (vgl. Fig. 7). Hierdurch wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Hauptteil 2 und den Dichtlippen 3, 4 des GMT-Kunststoff-Preßteiles 1 verbessert.

Claims (9)

1. GMT-Kunststoff-Preßteil mit einem Hauptkörper, der aus einem mit einem Thermoplasten getränkten, in Form gepreßten und ausgehärteten Glasfasermatten-Zuschnitt besteht, und mit mindestens einer an dem Hauptkörper befestigten Komponente aus einem weichen Polymer, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (3, 4) aus weichem Polymer an den Hauptkörper (2) angespritzt ist.

2. GMT-Kunststoff-Preßteil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsfläche zwischen der Komponente (3, 4) aus weichem Polymer und dem Hauptkörper (2) durch Abstufung vergrößert ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines GMT-Kunststoff-Preß­ teiles, bei welchem zunächst ein Glasfasermatten- Zuschnitt mit einem heißen, flüssigen Thermoplasten ge­ tränkt, in Form gepreßt und ausgehärtet wird und bei dem an dem so hergestellten Hauptkörper mindestens eine Kom­ ponente aus einem weichen Polymer angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (3, 4) aus weichem Polymer direkt an den Hauptkörper (2) angespritzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des Hauptkörpers (2), an denen eine Kom­ ponente (3, 4) aus weichem Polymer angebracht werden soll, bei der Pressung des Hauptkörpers (2) mit einer Abstufung versehen werden, die beim Anspritzen der Komponente (3, 4) aus weichem Polymer überspritzt wird, derart, daß die Verbindungsfläche zwischen Hauptkörper (2) und Komponente (3, 4) aus weichem Polymer vergrößert wird.

5. Vorrichtung zur Herstellung eines GMT-Kunststoff- Preßteiles mit einem an einer Presse montierbaren Formwerkzeug, das umfaßt:

• a) eine Matrize mit einer ersten Formausnehmung, welche in der Schließstellung des Formwerkzeuges eine erste zur Form des Hauptkörpers des GMT-Kunststoff-Preß­ teiles komplementäre erste Kavität teilweise begrenzt;
• b) eine mit Hilfe der Presse gegenüber der Matrize beweg­ liche Patrize mit einer ersten Formausnehmung, welche in der Schließstellung des Formwerkzeuges gemeinsam mit der ersten Formausnehmung der Matrize die erste Kavität begrenzt;

wobei

• a) die Ränder der ersten Kavität zumindest bereichsweise von gehärteten Tauchkanten an Patrize und Matrize ge­ bildet sind, zwischen denen ein definierter Spalt vor­ liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Matrize (7) mindestens eine zweite Formausnehmung aufweist, welche in der Schließstellung des Formwerk­ zeuges eine zweite, zur Form einer Komponente (3, 4) aus weichem Polymer des GMT-Kunststoff-Preßteiles (1) komplementäre Kavität (9) teilweise begrenzt;
• b) die Patrize (6) mindestens eine zweite Formausnehmung aufweist, welche in der Schließstellung des Formwerk­ zeuges (5) die zweite Kavität (9) teilweise begrenzt;
• c) entlang der gemeinsamen Ränder der beiden Kavitäten (8, 9) mindestens ein Schließmesserschieber (14) an­ geordnet ist, der zwischen einer ersten Stellung, in welcher er die Kommunikation zwischen den beiden Kavi­ täten (8, 9) unterbricht, und einer zweiten Stellung, in welcher er die Kommunikation zwischen beiden Kavi­ täten (8, 9) freigibt, verfahrbar ist;
• d) die nicht von dem Schließmesserschieber (14) gebilde­ ten Bereiche der Ränder der zweiten Kavität (9) von gehärteten Tauchkolben (17, 19) an Patrize (6) und Matrize (7) gebildet sind, zwischen denen ein definier­ ter Spalt vorliegt, der schmäler als der Spalt zwischen den die erste Kavität (8) begrenzenden Tauchkanten (11, 13) ist;
• e) mindestens eine in die zweite Kavität (9) mündende Einspritzdüse (22) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere (19) der die zweite Kavität (9) begren­ zenden Tauchkanten (17, 19) an einem beweglichen Außen­ schieber (18) angebracht ist, der von einer Kraftquelle (20, 21) derart gegen einen Anschlag (40, 41) drückbar ist, daß sich der gewünschte Spalt zur entsprechenden inneren Tauchkante (17) einstellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftquelle (20, 21) einen Keilschieber (20) umfaßt, dessen Bewegungsrichtung zur Bewegungsrichtung des Außenschiebers (18) nicht parallel ist und der mit dem Außenschieber (18) über Nockenflächen wechselwirkt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine die zweite Kavi­ tät (9) begrenzende Tauchkante (17) an einer Verschleiß­ leiste (16) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Schließmesser­ schiebers (14) derart abgestuft ist, daß die Randbereiche des Hauptkörpers (2) des GMT-Kunststoff-Preßteiles (1), an welchen eine Komponente (3, 4) aus weichem Polymer angespritzt werden soll, mit einer entsprechenden Abstu­ fung entstehen.