DE4408446A1

DE4408446A1 - Folienkaschiertes Kunststoff-Formteil sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE4408446A1
Application number: DE4408446A
Authority: DE
Inventors: Alfred Scharrenberg
Original assignee: Otto Deuschle Modell und Formenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Otto Deuschle Modell und Formenbau GmbH and Co KG
Priority date: 1994-03-12
Filing date: 1994-03-12
Publication date: 1995-09-14
Also published as: ITMI950444A1; FR2717116A1; US5928464A; FR2717116B1; IT1275872B1; ITMI950444A0; US6126769A; KR950031435A

Description

Die Erfindung betrifft ein folienkaschiertes Kunststoff- Formteil, welches einen starren Kunststoff-Träger und eine mit mindestens einem Flächenbereich des Kunststoff- Trägers verbundene Folie umfaßt, wobei die Folie an minde stens einem Rand einen Umbug um den Kunststoff-Träger aufweist,
sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Her stellung.

Viele großflächige Kunststoff-Formteile, z. B. Tür-Innen verkleidungen oder Sitzlehnenverkleidungen für Automobile, werden aus optischen Gründen ganz oder bereichsweise mit einer Dekorfolie überzogen. Die Dekorfolie muß dabei mit einem "Umbug", der vorzugsweise bis zu 180° reichen soll, um die Ränder des Kunststoff-Formteiles gelegt werden. Als Dekormaterialien kommen insbesondere PVC-Oberware mit PP-Schaum oder auch Gewirke oder Gestricke auf der Basis von PET mit PP-Schaum in Frage. Das Material des starren Trägers besteht vorwiegend aus (ggf. mit Talkum modifiziertem) PP.

Bekannte Kunststoff-Formteile der eingangs genannten Art werden in folgender Weise hergestellt: Zunächst wird der starre Kunststoff-Träger in einer geeigneten Presse ge spritzt. Die Hauptflächen des fertiggestellte Kunststoff- Trägers werden sodann mit der Folie überzogen, wobei an den Rändern zunächst ein Foliensaum übersteht. Diese Säume werden - ggf. mit entsprechenden Einschnitten an Krümmungen versehen - abschließend von Hand um den Kunststoff-Träger herumgelegt und angeklebt, wodurch der erforderliche Umbug gebildet wird. Dieses bekannte Herstellungsverfahren ist nicht nur teuer, da es Handarbeit erfordert. Es ist darüber hinaus auch wegen des zum Einsatz kommenden Klebstoffes aus Umweltgründen nicht mehr erwünscht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein folienkaschiertes Kunststoff-Formteil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches preiswerter und mit sortenreinem Kunststoff ohne Verwendung von Klebstoff herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoff-Träger ein in der Schmelze in den Umbug der Folie eingepreßter und dann erstarrter Körper ist.

Erfindungsgemäß wird also bei der Herstellung des folien kaschierten Kunststoff-Formteiles gerade anders herum vorgegangen als dies beim Stande der Technik der Fall war: Zunächst wird die Kunststoff-Folie in diejenige Form gebracht, die sie - einschließlich ihres Umbuges - am fertigen Kunststoff-Formteil einnimmt. Dann wird in geeig neter Weise das Material des Kunststoff-Trägers auf die so vorbereitete Folie aufgebracht, in den Bereich des Umbuges hineingedrückt und dabei auch im übrigen in die Form gebracht, die das Kunststoff-Formteil letztendlich besitzen soll. Die hierbei erforderliche Vorformung der Folie läßt sich leicht maschinell bewerkstelligen; durch das nachträgliche Aufbringen der Schmelze des Kunststoff- Trägers auf die Folie erübrigt sich die Verwendung eines Klebstoffes; sortenreine Kunststoffe können eingesetzt werden.

In vielen Fällen umfassen Kunststoff-Formteile der hier interessierenden Art mehrere Felder, die durch Trennähte voneinander getrennt sind. Die Oberflächen der einzelnen Felder sind dann unterschiedlich gestaltet. Zum Beispiel kann eines dieser Felder nachträglich lackiert werden, während eines oder mehrere dieser Felder mit ggf. unter schiedlichen Folien an der Sichtseite versehen sind.

Ein derartiges Kunststoff- Formteil kann auch ein zwischen Folie und Kunststoff-Träger angeordnetes Schaumstoff- Polster umfassen.

Aufgabe der Erfindung ist ferner, ein Verfahren zur Her stellung eines folienkaschierten Kunststoff-Formteiles der eingangs genannten Art anzugeben, welches preiswert und ohne die Verwendung von Klebstoffen durchführbar ist.

Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß

a) die Folie zuerst in eine Form gebracht wird, die ein schließlich des Umbuges bereits derjenigen entspricht, die sie am fertigen Kunststoff-Formteil aufweist;
b) erst danach auf die fertig geformte Folie und in deren Umbug die Schmelze des den Kunststoff-Träger bildenden Materials aufgebracht und dort zum Erstarren gebracht wird.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen sinngemäß denjenigen, die oben für das erfindungsgemäße Kunststoff-Formteil bereits erläutert wurden.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß auf die fertig geformte Folie zunächst in einem Quellfließverfahren ein oder mehrere Massekuchen der Schmelze aufgebracht und in einem anschließenden Preßvorgang zum endgültigen Kunst stoff-Träger geformt werden. Die Einbringung der Masseku chen erfolgt durch dieses Quellfließverfahren mit geringst möglicher Krafteinwirkung auf die Folie, die ja bei diesem Vorgang in ihrer Form nicht mehr gestört werden darf.

Wie bereits erwähnt, sollen gewisse Kunststoff-Formteile ein integriertes Schaumstoff-Polster aufweisen. Zur Her stellung derartiger Kunststoff-Formteile empfiehlt sich eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher

a) das Schaumstoff-Polster auf der Folie befestigt wird;
b) das Schaumstoff-Polster während des Einbringens der Schmelze des den Kunststoff-Träger bildenden Materials durch Einpressen eines Gases zeitweilig versteift wird.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die auf das Schaum stoff-Polster aufgebrachte und dieses umgebende Schmelze beim Pressen zur endgültigen Form des Kunststoff-Trägers das Schaumstoff-Polster nicht komprimiert, wodurch dieses seine Nachgiebigkeit verlieren würde. Vielmehr baut das in das Schaumstoff-Polster eingebrachte Gas einen Gegendruck auf, welcher sich dem Druck der Schmelze beim Preßvorgang widersetzt und eine Kompression des Schaumstoff-Polsters verhindert. Ist der Preßvorgang abgeschlossen und das Kunststoffmaterial erstarrt, kann das Gas aus dem Schaum stoff-Polster wieder abgelassen werden, wodurch dieses seine Elastizität zurückgewinnt.

Sofern das herzustellende Kunststoff-Formteil ein stark profilierte Oberfläche aufweist, empfiehlt sich eine Ver fahrensausgestaltung, bei welcher

a) in einem ersten Tiefziehschritt die Folie annähernd in die endgültige Form gebracht wird;
b) die vorgezogene Folie in eine Formausnehmung eingebracht wird, welche der Form des herzustellenden Kunststoff- Formteiles entspricht, und in dieser durch Anlage an die Wand der Formausnehmung in die endgültige Form gebracht wird, bevor die Schmelze des den Kunststoff- Träger bildenden Materials aufgebracht wird.

Der erste Verfahrensschritt erfolgt dabei also in einem gesonderten Werkzeug, während der zweite Verfahrensschritt in derjenigen Vorrichtung stattfindet, in welcher durch Spritzen des Kunststoff-Trägers das endgültige Kunst stoff-Formteil entsteht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, eine Vor richtung zu schaffen, mit welcher das eingangs genannte Kunststoff-Formteil preiswert und ohne die Verwendung von Klebstoffen herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung umfaßt:

a) eine Matrize, in welcher eine Formausnehmung ausgebildet ist, welche teilweise die Form des herzustellenden Kunststoff-Formteiles nachbildet;
b) Mittel, welche der Anlage der in der Formausnehmung ein gelegten Folie an die Wand der Formausnehmung dienen;
c) eine Heizeinrichtung, mit welcher ein über die Formaus nehmung der Matrize überstehender Saum der Folie erwärmbar ist;
d) mindestens einen Außenschieber, dessen innerer Rand die äußere Hälfte des Randes des herzustellenden Kunst stoff-Formteiles nachbildet und der in seitlicher Rich tung von außen her gegen den überstehenden Saum der Folie verfahrbar ist;
e) mindestens einen Innenschieber, dessen äußerer Rand die innere Hälfte des Randes des herzustellenden Kunst stoff-Formteiles nachbildet und der in seitlicher Rich tung von innen her gegen den überstehenden Saum der Folie verfahrbar ist;
f) mindestens eine Düse, über welche die Schmelze des Materials, welches den Kunststoff-Träger bildet, auf die in die Formausnehmung der Matrize gelegte Folie auf gebracht werden kann,
g) eine Preßeinrichtung, mit welcher die Schmelze in den Umbug der Folie hineingedrückt und der Kunststoff-Träger in seine endgültige, zumindest teilweise an der Folie anliegende Form gebracht werden kann.

Kernstücke der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind somit der Außen- und Innenschieber, welche gemeinsam den zunächst ungeformt über die Formausnehmung der Matrize überstehenden Saum der Folie zu einem Umbug vorformen, welcher der end gültigen Form des Umbuges im fertiggestellten Kunststoff- Formteil entspricht. Die Heizeinrichtung der erfindungsge mäßen Vorrichtung erwärmt dabei den überstehenden Saum so, daß er durch die beiden Schieber leicht in die ge wünschte Form gebracht werden kann.

Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Anlegen der Folie an die Formausnehmung der Matrize eine Vakuumeinrichtung mit Kanälen, die sich zur Formausnehmung hin öffnen. Wird also die Vakuumeinrichtung in Funktion gesetzt, wird der zwischen der eingelegten Folie und der Wand der Formaus raumes befindliche Raum evakuiert, wodurch sich die Folie eng an die Wand der Formausnehmung anlegt.

Entsprechend empfiehlt sich, daß die Vakuumeinrichtung über die vertikalen und horizontalen Trennflächen zwischen dem Außenschieber und dem Innenschieber und den diesen benachbarten Teilen mit dem Bereich des Umbuges der Folie verbunden ist. Auf diese Weise wird mit Hilfe des durch die Vakuumeinrichtung erzeugten Unterdruckes der überste hende und von Außen- und Innenschieber bereits zum Umbug vorgeformte Saum der Folie vollständig an die entsprechend konturierten Ränder von Außen- und Innenschieber angelegt.

Vorteilhafterweise sollte die Düse eine beheizte und ge steuerte Nadelverschlußdüse sein. Derartige Nadelverschuß düsen sind an und für sich bekannt und brauchen daher hier nicht näher erläutert zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Heizeinrichtung als beweglicher Heizrahmen mit einer Heizspirale ausgestaltet, die in eine Position verfahrbar ist, die parallel zur Innenfläche des über die Formaus nehmung der Matrize überstehenden Foliensaumes verläuft. Die Heizeinrichtung wird nur kurzzeitig in diese Position gebracht und dann in geeigneter zeitlicher Abstimmung mit den Bewegungen von Außen- und Innenschieber aus dem Bereich des Foliensaumes weggefahren.

Die Bewegung des Außenschiebers kann zweckmäßig dadurch gesteuert werden, daß der Außenschieber durch mindestens einen Führungsstift bewegbar ist, der in schräger Anord nung an einem in vertikaler Richtung bewegbaren Pressen- Oberteil befestigt ist und eine unter gleichem Winkel schräg verlaufende Durchgangsbohrung des Außenschiebers durchsetzt. Die vertikale Bewegung des Pressen-Oberteiles, mit welcher gleichzeitig das Schließen weiterer Formteile bewerkstelligt wird, setzt sich auf diese Weise in eine entsprechende, zeitlich korrelierte Querbewegung des Außen schiebers um.

Die seitliche Bewegung des Innenschiebers sollte zweck mäßigerweise von einer hierzu senkrecht gerichteten Bewegung auf den freien Rand des Foliensaumes zu begleitet sein. Durch diese kombinierte Bewegung wird das Umbiegen des Foliensaumes zum Umbug erleichtert.

Die Preßeinrichtung kann eine Druckplatte umfassen, die in einer Ausnehmung eines Formringes verschiebbar angeord net ist, wobei der Formring selbst verschiebbar ist und mit seiner der Formausnehmung zugewandten Außenfläche einen Teil der Form des fertigzustellenden Kunststoff-Formteiles nachbildet. In diesem Falle wird der Formring nach Schlie ßen von Außen- und Innenschieber zunächst in Richtung auf die Matrize so verschoben, daß er gemeinsam mit Matrize sowie den entsprechenden Randbereichen von Außen- und Innenschieber bereits weitgehend die fertige Form des herzustellenden Kunststoff-Formteiles begrenzt, wobei jedoch zunächst der Bereich der Druckplatte noch ausgenom men ist, die erst in einem weiteren Funktionsschritt vorgeschoben wird. Durch diesen werden dann die auf die Folie aufgebrachten Massekuchen in die Form und dabei insbesondere auch in den Umbug der Folie eingepreßt, wobei sich insgesamt die Form schließt, in welcher der starre Kunststoff-Träger entsteht.

Zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen mit integriertem Schaumstoff-Polster empfiehlt sich eine Ausgestaltung, bei welcher eine in die Formausnehmung verfahrbare Injek tionsnadel vorgesehen ist, über welche dem auf der Folie aufgebrachten Schaumstoff-Polster unter Druck stehendes Gas zuführbar ist. Der Grund für diese Maßnahme wurde bereits oben erläutert.

Zur Herstellung von folienkaschierten Kunststoff-Formteilen, die mehrere Felder umfassen, welche durch eine Trennaht voneinander getrennt sind, wird vorzugsweise eine Ausge staltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet, die sich dadurch auszeichnet, daß

a) ein durch die Matrize bis in die Formausnehmung hindurch führbarer Stempel vorgesehen ist, welcher die Form der Trennaht nachzeichnet;
b) an einer die Preßeinrichtung bildenden Druckplatte parallel zum Verlauf des Stempels eine Vielzahl vor stehender Nasen angeformt ist, an welchen der Stempel anlegbar ist.

Der Stempel prägt also einerseits in dem Kunststoff-Formteil die gewünschten markanten Trennähte aus und dient anderer seits dazu, in der Endphase des Preßvorganges für den Kunststoff-Träger, insbesondere während dessen Erstarrens, den hier befindlichen Rand der Folie in Zusammenwirkung mit den Nasen an der Druckplatte festzuklemmen.

Zusätzlich kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen seitlich verfahrbaren Schieber umfassen, der mit einem Bereich seiner Außenkontur einen der Verclipsung des Kunst stoff-Formteiles dienenden hakenartigen Vorsprung nachbildet.

Der seitlich verfahrbare Schieber kann gemeinsam mit mindes tens einem Auswerfer zusätzlich vertikal verfahrbar sein. Er kann dann die Funktion eines Auswerfers mit übernehmen.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht dabei vor, daß der seitlich verfahrbare Schieber einen Stempel umfaßt, der in einem im wesentlichen senkrecht verfahrbaren Teil ge führt ist, derart, daß die Vertikalbewegung dieses Teils ein eine seitliche Bewegung des Schiebers umgesetzt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Tiefziehvorrichtung in der Seitenansicht, wie sie zur Herstellung von Kunst stoff-Formteilen mit großem Tiefziehverhältnis wahlweise eingesetzt werden kann;

Fig. 2 bis 5 Teilschnitte durch ein erstes Ausführungs beispiel einer Vorrichtung zur Herstellung folienkaschierter Kunststoff-Formteile in verschiedenen Stufen der Herstellung;

Fig. 6 die perspektivische Ansicht eines komplizierteren Kunststoff-Formteiles;

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie VII-VII von Fig. 6 in etwas vergrößertem Maßstab;

Fig. 8 einen Schnitt, ähnlich den Fig. 2 bis 5 durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung folienkaschierter Kunststoff- Formteile;

Fig. 9 einen Schnitt, ähnlich den Fig. 2 bis 5 durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung folienkaschierter Kunststoff-Formteile.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Diese zeigt eine Tiefziehvorrichtung, wie sie wahlweise bei der Her stellung von folienkaschierten Kunststoff-Formteilen mit besonders starker Profilierung eingesetzt wird. Diese Vorrichtung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekenn zeichnet ist, umfaßt ein auf einer Bodenplatte 2 angeord netes Vorformwerkzeug 3, welches von mehreren sich zur Oberfläche hin öffnenden Vakuumkanälen 4 durchsetzt ist. Die Außenkontur des Vorformwerkzeuges 3 entspricht im oberen Bereich der Außenkontur des herzustellenden Kunst stoff-Formteiles, ggf. unter Berücksichtigung einer durch Versuche ermittelten Vorbombierung.

Die Folie selbst ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 5 versehen. Sie wird unter entsprechender Vorwärmung über die Außenkontur des Vorformwerkzeuges 3 gestülpt und durch einen Halterahmen 6 an der Grundplatte 2 festgelegt. Sie erstreckt sich dabei zunächst, wie in Fig. 1 gestrichelt gezeigt, unterhalb der obersten Kontur des Vorformwerk zeuges 3 in Abstand von diesem.

Nunmehr wird über die Vakuumkanäle 4 der Zwischenraum zwischen Folie 5 und Vorformwerkzeug 3 evakuiert. Dabei legt sich die vorerwärmte Folie vollends an die Seiten flächen des Vorformwerkzeuges 3 an. Nach dem Abkühlen wird die auf das Kunststoff-Formteil aufzukaschierende Folie 5 mit dem erforderlichen als Umstülprand dienenden Saum durch geeignete, in Fig. 1 nicht dargestellte integrierte Stanzmesser ausgeschnitten. Das Ergebnis ist eine Folie 5, die ggf. mit entsprechender Vorbombierung im wesentlichen bereits diejenige Kontur aufweist, welche sie am späteren, fertiggestellten Kunststofformteil einnehmen wird, jedoch noch einen geradlinig verlaufenden Saum als Überstülprand aufweist.

Dieser erste, in Fig. 1 dargestellte Herstellungsschritt kann bei solchen Kunststoff-Formteilen weggelassen werden, deren Profilierung gering ist und wo das Tiefziehverhältnis der Folie entsprechend klein ist.

Die so vorbereite und zugeschnittene Folie 5 wird nunmehr in eine Vorrichtung gebracht, wie sie teilweise in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist. Bei dieser Vorrichtung, die insgesamt das Bezugszeichen 7 trägt, handelt es sich im wesentlichen um eine in spezieller Weise modifizierte vertikale Presse mit entsprechender Plastizierfier- und Einspritzeinheit. Es sind nur diejenigen Bereiche der Vorrichtung dargestellt, die zur Herstellung des Kunststoff- Formteiles eine entsprechende Anpassung erfahren haben.

Die Herstellvorrichtung 7 umfaßt eine stationäre Matrize 8, die auf einer Grundplatte 9 befestigt ist. In die Matrize 8 ist eine Formausnehmung 10, welche im wesentli chen der Außenkontur des herzustellenden Kunststoff-Formtei les entspricht, eingearbeitet. Mehrere Vakuumkanäle 11 durchlaufen die Matrize 8 und dienen dazu, den Raum zwischen der Matrize 8 und der in dieser einzulegenden Folie 5, wie später im einzelnen erläutert wird, zu evakuieren.

Am vertikal gegenüber der Matrize 8 beweglichen Oberteil 12 der Presse sind mehrere schräg verlaufende Führungs stifte 13 befestigt, welche an ihrem unteren Ende in entsprechende schräg verlaufende Führungsbohrungen 14 eines Außenschiebers 15 eingreifen.

Der Außenschieber 15 ist auf der Oberseite der Matrize 8 horizontal verschiebbar. Er weist an seinem inneren, also dem Formausnehmung 10 zugewandten Rand 36 eine Kontur auf, welche der äußeren Hälfte des abgerundeten Randes des herzustellenden Kunststoff-Formteiles entspricht.

Am Pressenoberteil 12 ist außerdem ein Heizrahmen 38 be festigt, der mittels eines Zylinders 39 gegenüber dem Pressenoberteil 12 in vertikaler Richtung (vergl. Pfeil 16) bewegt werden kann. Der Heizrahmen 38 trägt eine elek trische Heizspirale 17.

Die vertikale Bewegung des Pressenoberteiles 12 wird außer dem von einem Innenschieber 18 und einem unterhalb des Innenschiebers 18 angeordneten Formring 19 mitvollzogen.

Der Innenschieber 18 läßt sich mit einer geeigneten Betäti gungsvorrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, zusätzlich nach außen verschieben. Er besitzt am Außenrand 20 eine Kontur, welche der nach innen zeigenden Konturhälfte des fertigzustellenden Kunststoff-Formteiles in dessen Randbereich entspricht. Der Formring 19 weist eine Außenkontur auf, welche der Innenkontur des herzustel lenden Kunststoff-Formteiles in demjenigen Ringbereich entspricht, welcher sich unmittelbar an den dem Rand 20 des Innenschiebers 18 entsprechenden Randbereich anschließt.

In einer inneren Ausnehmung 21 des Formringes 19 ist eine Druckplatte 22 vertikal verschiebbar angeordnet. Die Betä tigung erfolgt hydraulisch über eine Druckstange 23.

In der Druckplatte 22 sind die unteren Enden einer Mehrzahl beheizter und gesteuerter Nadelverschlußdüsen 24 befestigt, von denen in der Zeichnung nur eine dargestellt ist. Die Bauweise und Ansteuerung derartiger Nadelverschlußdüsen 24 ist an und für sich bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden.

Die Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung 7 ist wie folgt:
Die gemäß Fig. 1 in der Tiefziehvorrichtung 1 vorgeformte Folie 5 wird, wie in Fig. 2 ersichtlich, derart in die Formausnehmung 10 der Matrize 8 eingelegt, daß ihr später den Umbug bildender Saum über die Matrize 8 übersteht. Das Pressenoberteil 12 befindet sich ebenso wie der Innenschie ber 18, der Formring 19 und die Druckplatte 2 in vertikalem Abstand über dem Außenschieber 15 und der Matrize 8. In dieser Position ist der Außenschieber 15 gleichzeitig etwas nach außen verstellt. Nach dem Einlegen der vorgeformten Folie 5 wird der Zwischenraum zwischen Folie 5 und Formaus nehmung 10 der Matrize 8 über die Vakuumkanäle 11 beauf schlagt, derart, daß sich die Folie 5 vollständig und flächig an die Formausnehmung 10 der Matrize 8 anlegt.

Nunmehr fährt das Pressenoberteil 12 in eine Zwischenposi tion, in welcher zwischen ihr und der Oberseite des Außen schiebers 15 noch ein Abstand von etwa 50 mm liegt. In dieser Relativstellung wird der Heizrahmen 38 mittels des Zylinders 39 blitzschnell in die in Fig. 2 darge stellte Position gefahren, in welcher die elektrische Heizspirale 17 in geringem Abstand dem Saum der Folie 5 gegenübersteht. Durch Bestromung der Heizspirale 17 wird die nach innen weisende Fläche der Folie 5 im Bereich des Saumes so aufgeheizt, daß dieser leicht verformbar wird. Nunmehr fährt, durch den Zylinder 39 betätigt, der Heiz rahmen 38 nach oben zurück; gleichzeitig bewegt sich das Pressenoberteil 12 weiter nach unten. Diese nach unten gerichtete Bewegung des Pressenoberteiles 12 wird durch die Führungsstifte 13 in eine nach innen gerichtete Bewegung des Außenschiebers 15 umgesetzt. Dieser erreicht schließlich die in Fig. 3 dargestellte Stellung, in welcher sein Rand 36 bündig an die Formausnehmung 10 der Matrize 8 anschließt. Der Saum der Folie 5 wird dabei bereits nach innen umgelegt, wie dies der Fig. 3 zu entnehmen ist. In dieser ist auch zu erkennen, daß der Rand 20 des Innenschiebers 18 dabei noch in seitlicher Richtung und nach oben einen Abstand vom Saum der Folie 5 aufweist.

In einem weiteren Schritt, der in Fig. 4 dargestellt ist, schließt sich die Form vollends, indem das Pressen oberteil 12 sich bis in Anlage auf die Oberseite des Außen schiebers 15 herunter bewegt. Diese Bewegung wird vom Innenschieber 18 mitgemacht, der gleichzeitig durch seine in der Zeichnung nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung nach außen verschoben wird, bis seine äußere Stirnseite an der inneren Stirnseite des Außenschiebers 15 anliegt. Der geformte Rand 20 des Innenschiebers 18 legt dabei den Saum der Folie 5 vollends um, wie dies der Fig. 4 zu entnehmen ist. Kurz bevor Außen- und Innenschieber 15 bzw. 18 ihre Endpositionen erreichen, wird der Saum der Folie 5 über die waagerechten und senkrechten Schiebertrennungen mit Vakuum beaufschlagt und auf diese Weise an die Ränder 20 von Außenschieber 15 und Innenschieber 18 angelegt. Die dabei bewegte Luft dient außerdem der Kühlung der Heizspirale 17.

Gleichzeitig mit dem Pressenoberteil 12 und dem Innen schieber 18 hat sich der Formring 19 in diejenige Position bewegt, in welcher er Teil einer Spritzgießform für das herzustellende Kunststoff-Formteil ist. Die Druckplatte 22 weist dabei allerdings, wie Fig. 4 deutlich macht, noch ihre innerhalb der Ausnehmung 21 vertikal nach oben zurück gezogene Position auf.

Nunmehr wird, wie ebenfalls in Fig. 4 dargestellt, über ein Quellfluß-Verfahren, ähnlich dem Spritzgießen, die Kunststoffschmelze mittels der Nadelverschlußdüsen 24 auf die Kunststoffolie 5 drucklos aufgespritzt, wobei darauf geachtet wird, daß die Verteilung der Massekuchen annähernd der Bauteilgeometrie entspricht.

In einem abschließenden Schritt, welcher in Fig. 5 darge stellt ist, wird die Druckplatte 22 über die Druckstange 23 vollends nach unten gedrückt, wobei die vollständige Spritz-Preßform für das zu fertigende Kunststoff-Formteil entsteht. Gleichzeitig wird der Massekuchen in diejenigen Bereiche der Spritz-Preßform hineingedrückt, die einer seits von der Kunststoffolie 5 einschließlich ihres an Außenschieber 15 und Innenschieber 18 anliegenden Umbuges und andererseits vom Innenschieber 18 und von dem Formring 19 begrenzt wird.

Nach dem Preßvorgang fährt das Pressen-Oberteil 12 mit Innenschieber 18, Formring 19 und Druckplatte 22, die außerdem innerhalb der Ausnehmung 21 nach oben gezogen wird, vertikal nach oben in die Ausgangsposition zurück, wobei gleichzeitig der Außenschieber 15 wieder nach außen geführt wird. Das fertiggestellte und erkaltete, mit der Folie 5 überzogene Kunststoff-Formteil wird dann durch geeignete Auswerfer aus der Vorrichtung entfernt.

Bei der Beschreibung der Vorrichtung, die in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist, wurde davon ausgegangen, daß das herzustellende Kunststoff-Formteil insgesamt mit einer Folie zu kaschieren und an den Rändern mit einem Umbug zu versehen ist. Es gibt jedoch auch Kunststoff-Formteile, die nur bereichsweise mit Folien, ggf. unterschiedlichen Folien, zu überziehen sind.

Ein Beispiel für ein derartiges Kunststoff-Formteil ist die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Tür-Innenverkleidung 25 für eine Automobil. Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist drei Felder 26, 27, 28 auf, die gegeneinander durch rillenartige Trennähte 29, 30 abgegrenzt sind. Das Feld 26 bleibt ohne Folienkaschierung und wird in einem späteren Arbeitsgang lackiert. Das Feld 27 enthält in einer Ausneh mung 31 des Kunststoffträgers 32 ein Schaumstoffpolster 33. Das gesamte Feld 27 einschließlich des Schaumstoffpol sters 33 ist mit einer Folie 5′ einer ersten Farbe über kaschiert. Das dritte Feld 28 schließlich umfaßt ein Ablagefach 34 und ist insgesamt einschließlich der Wan dungen des Ablagefaches 34 mit einer Folie 5′′ einer zweiten Farbe überkaschiert.

Schließlich ist an den gesamten oberen Rand der dargestell ten Tür-Innenverkleidung eine Dichtlippe 35 angespritzt.

Zur Herstellung eines derart komplizierten Kunststoff-Form teiles bedarf die in den Fig. 2 bis 5 dargestellte Vorrichtung gewisser Modifikationen, von denen eine in Fig. 8 dargestellt ist.

Da das Ausführungsbeispiel von Fig. 8 demjenigen der Fig. 2 bis 5 weitgehend entspricht, sind entsprechende Teile mit demselben Bezugszeichen, zuzüglich 100, gekenn zeichnet. In Fig. 8 sind somit wiedererkennbar die Grund platte 102, auf welcher die Matrize 108 mit den Vakuumka nälen 111 montiert ist. Mit dem Pressenoberteil 112 bewegen sich ein Außenschieber 115, ein Innenschieber 118 und ein Formring 119 in vertikaler Richtung hin und her. In einer mittleren Ausnehmung 121 des Formringes 119 ist eine Druckplatte 122 gesondert vertikal bewegbar, wozu eine Druckstange 123 vorgesehen ist.

Der Außenschieber 115 wird durch den schräg im Pressen- Oberteil 112 befestigten Führungsstift 113, der die schräg angeordnete Durchgangsbohrung 114 des Außenschiebers 115 durchsetzt, auf der Matrize 108 aufliegend in horizontaler Richtung bei der Vertikalbewegung des Pressen-Oberteiles 112 hin- und herbewegt. Der Innenschieber 118 dagegen weist eine eigene Betätigungsvorrichtung auf, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist und für eine Verschiebung des Innenschiebers 118 in horizontaler Richtung Sorge trägt.

Auch der Heizrahmen 138 mit der elektrischen Heizspirale 117 ist in Fig. 8 erkennbar.

In Fig. 8 ist die Schnittebene etwas anders gelegt als in den Fig. 2 bis 5; deshalb in Fig. 8 nicht die Nadelverschlußdüse 24 sondern ein dem Auswerfen des fertiggeformten Kunststoff-Formteiles dienender Auswerfer 152 zu erkennen.

Unterschiede des Ausführungsbeispieles von Fig. 8 gegen über demjenigen nach den Fig. 2 bis 5 sind vor allem in folgendem zu sehen:

Die eingelegte, in der Kontur bereits an die endgültige Gestalt des herzustellenden Formteiles angepaßte Kunststof folie 105 reicht nicht mehr über die gesamte Oberfläche des Kunststoff-Formteiles hinweg sondern endet an einer Stelle der 11 deren Verlauf der Trennaht (z. B. 30 in den Fig. 6 und 7) entspricht. An dieser Stelle durchsetzt ein in vertikaler Richtung verschiebbarer Stahlstempel 140 die Matrize 108, dessen in die Formausneh mung 110 hineinreichender Rand die zu erzeugende Trennaht 30 nachzeichnet.

In entsprechender Weise sind an der Unterseite der Druck platte 123, leicht seitlich gegen die Position des Stahl stempels 140 versetzt, in die Formausnehmung 110 hinein ragende Nasen 141 angeformt.

Die Funktionsweise der in Fig. 8 dargestellten Vorrich tung entspricht vollständig derjenigen nach den Fig. 2 bis 5, mit der einzigen, bereits erwähnten Ausnahme, daß die Folie 105 nur einen Teil des herzustellenden Kunst stoff-Formteiles abdeckt. Der innere Rand der Folie 105, welcher in der Trennaht 30 des herzustellenden Kunststoff- Formteiles zu liegen kommt, wird bei dem abschließenden Preßvorgang und beim Erstarren zwischen dem Stempel 140 und den Nasen 141 festgeklemmt und dabei fixiert. Gleich zeitig entsteht durch die Form des Stempels 140 die markante, angestrebte Trennaht 30 zwischen den einzelnen Feldern des Kunststoff-Formteiles.

Zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen, die ein Kunst stoffpolster 33 enthalten sollen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, bedarf die Vorrichtung einer weiteren Modifikation, die jedoch in der Zeichnung nicht darge stellt ist.

Bei der Herstellung eines derartigen Kunststoff-Formteiles wird so vorgegangen, daß die Folie 5 wiederum, ggf. nach einem vorbereitenden Tiefziehvorgang, in die Matrize der Vorrichtung eingelegt wird, wobei das Kunststoffpolster 33 bereits auf der Innenfläche der Kunststoffolie 5′ be festigt ist. Die verschiedenen Herstellungsschritte laufen nunmehr entsprechend den Fig. 2 bis 5 ab. Um jedoch zu verhindern, daß während des Preßvorganges das Schaum stoffpolster 33 komprimiert wird, ist eine Injektionsnadel düse vorgesehen, welche in das Schaumstoffpolster 33 ein sticht und diesem ein Gas mit geregeltem Überdruck zuführt. Dieser Gasüberdruck wirkt dem Nachfülldruck entgegen, so daß das Schaumstoffpolster 33 formstabil bleibt. Nach Beendigung des Preßvorganges wird die Injektionsnadeldüse wieder zurückgezogen und gibt dabei gleichzeitig einen Weg frei, über den das eingepreßte Gas entweichen kann. Das zuvor durch den Gasdruck verhärtete Schaumstoffpolster 33 wird nunmehr wieder elastisch.

In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen dargestellt, welches weitgehend demjenigen nach den Fig. 2 bis 5 entspricht. Entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen, zzgl. 200, gekenn zeichnet.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 9 unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen durch einen zusätzlichen Schieber 250, der im unteren Bereich seiner Außenkontur einen hakenförmigen Vorsprung nach bildet, der am Kunststoff-Formteil ausgebildet werden soll. Dieser dient der Verclipsung mit weiteren Gegenständen, worauf hier im einzelnen nicht eingegangen zu werden braucht. Der Schieber 250 wird in schräger Richtung von einem Stempel 251 durchsetzt, der in seinem unteren Bereich die Kontur des Kunststoff-Formteiles im Bereich des hakenförmigen Vor sprunges mitbestimmt. Der Stempel 251 ist in einer schräg verlaufenden Bohrung 254 eines vertikal verfahrbaren Teiles 253 geführt, derart, daß die Vertikalbewegung des Teiles 253 in seitliche Bewegung des Schiebers 250 umgesetzt wird. Wird also insbesondere das Teil 253 nach oben gefahren, bewegt sich der Schieber 250 in Fig. 9 nach rechts, wodurch das Kunststoff-Formteil entformt wird.

In Fig. 9 ist außerdem wieder ein Auswerfer 252 darge stellt, der zum Auswerfen des fertiggestellten Kunst stoff-Formteiles vertikal bewegt wird. Um die Zahl der artiger Auswerfer geringhalten zu können, läßt sich der Stempel 251 des Schiebers 250 gemeinsam mit dem oder den Auswerfern 252 bewegen und übernimmt so selbst die Funktion eines solchen Auswerfers.

Claims

1. Folienkaschiertes Kunststoff-Formteil, welches einen starren Kunststoff-Träger und eine mit mindestens einem Flächenbereich des Kunststoff-Trägers verbundene Folie umfaßt, wobei die Folie an mindestens einem Rand einen Umbug um den Kunststoff-Träger aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Träger (32) ein in der Schmelze in den Umbug der Folie (5, 5′′) einge preßter und dann erstarrter Körper ist.

2. Kunststoff-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß es mehrere Felder (26, 27, 28) umfaßt, die durch Trennähte (29, 30) voneinander getrennt sind, wobei mindestens ein Teil dieser Felder (27, 28) mit ggf. unterschiedlichen Folien (5′, 5′′) versehen ist.

3. Kunststoff-Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein zwischen Folie (5′) und Kunststoff-Träger (32) angeordnetes Schaumstoff-Polster (33) umfaßt.

4. Verfahren zur Herstellung eines folienkaschierten Kunststoff-Formteiles nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Folie (5; 105) zuerst in eine Form gebracht wird, die einschließlich des Umbuges bereits derjenigen ent spricht, die sie am fertigen Kunststoff-Formteil (25) aufweist;
b) erst danach auf die fertig geformte Folie (5; 105) und in deren Umbug die Schmelze des den Kunststoff-Träger (32) aufgebracht und dort zum Erstarren gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die fertig geformte Folie (5; 105) zunächst in einem Quellfließverfahren ein oder mehrere Massekuchen der Schmelze aufgebracht und in einem anschließenden Preß vorgang zum endgültigen Kunststoff-Träger (32) geformt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem das folienkaschierte Kunststoff-Formteil ein Schaumstoff- Polster aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Schaumstoff-Polster (33) auf der Folie (5′) befe stigt wird;
b) das Schaumstoff-Polster (33) während des Einbringens der Schmelze des den Kunststoff-Träger (32) bildenden Materials durch Einpressen eines Gases zeitweilig ver steift wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in einem ersten Tiefziehschritt die Folie (5) annähernd in die endgültige Form gebracht wird;
b) die vorgezogene Folie (5) in eine Formausnehmung (10) eingebracht wird, welcher der Form des herzustellenden Kunststoff-Formteiles (25) entspricht und in dieser durch Anlegen an die Wand der Formausnehmung (10) in die endgültige Form gebracht wird, bevor die Schmelze des den Kunststoff-Träger (32) bildenden Materials aufgebracht wird.

8. Vorrichtung zur Herstellung eines folienkaschierten Kunststoff-Formteiles nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

a) eine Matrize (8; 108), in welcher eine Formausnehmung (10, 110) ausgebildet ist, welche teilweise die Form des herzustellenden Kunststoff-Formteiles (25) nach bildet;
b) Mittel (4), welche der Anlage der in die Formausnehmung (10; 110) eingelegten Folie (5; 105) an die Wand der Formausnehmung (10; 110) dienen;
c) eine Heizeinrichtung (38, 17; 138, 117), mit welcher ein über die Formausnehmung (10; 110) der Matrize (8; 108) überstehender Saum der Folie (5; 105) erwärmbar ist;
d) mindestens einen Außenschieber (15; 115), dessen innerer Rand (36; 136) die äußere Hälfte des Randes des herzu stellenden Kunststoff-Formteiles (25) nachbildet und der in seitlicher Richtung von außen her gegen den überste henden Saum der Folie (5; 105) verfahrbar ist;
e) mindestens einen Innenschieber (18; 118), dessen äußerer Rand (20; 120) die innere Hälfte des Randes des herzu stellenden Kunststoff-Formteiles (25) nachbildet und der in seitlicher Richtung von innen her gegen den überstehenden Saum der Folie (5; 105) verfahrbar ist;
f) mindestens eine Düse (24; 124), über welche die Schmelze des Materials, welches den Kunststoff-Träger (32) bildet, auf die in die Formausnehmung (10; 110) der Matrize (8; 108) gelegte Folie (5; 105) aufgebracht werden kann;
g) eine Preßeinrichtung (22, 23; 122, 123), mit welcher die Schmelze in den Umbug der Folie (5; 105) hineinge drückt und der Kunststoff-Träger (32) in seine endgül tige, zumindest teilweise an der Folie (5; 105) anlie gende Form gebracht werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anlegen der Folie (5, 105) an die Formausnehmung (10; 110) der Matrize (8; 108) eine Vakuum einrichtung mit Kanälen (11; 111) umfaßt, die sich zur Formausnehmung (10; 110) hin öffnen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumeinrichtung über die vertikalen und horizontalen Trennflächen zwischen dem Außenschieber (15; 115), dem Innenschieber (18; 118) und den diesen benach barten Teilen (8, 12, 19; 108, 112, 119) mit dem Bereich des Umbuges der Folie (5; 105) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (38, 17; 138, 117) als beweglicher Heizrahmen mit einer Heizspirale ausgestaltet ist, die in eine Position verfahrbar ist, die parallel zur Innenfläche des über die Formausnehmung (10; 110) der Matrize (8; 108) überstehenden Foliensaums verläuft.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenschieber (15; 115) durch mindestens einen Führungsstift (13; 113) bewegbar ist, der in schräger Anordnung an einem in vertikaler Richtung bewegbaren Pressen-Oberteil (12; 112) befestigt ist und eine unter gleichem Winkel schräg verlaufende Durchgangs bohrung (14; 114) des Außenschieber (15; 115) durchsetzt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Bewegung des Innen schiebers (18; 118) von einer hierzu senkrecht gerichteten Bewegung auf den freien Rand des Foliensaumes zu begleitet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (24; 124) eine beheizte und gesteuerte Nadelverschlußdüse ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtung eine Druck platte (22; 122) umfaßt, die in einer Ausnehmung (21; 121) eines Formringes (19) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Formring (19; 119) selbst verschiebbar ist und mit seiner der Formausnehmung (10; 110) zugewandten Außenfläche einen Teil der Form des fertigzustellenden Kunststoff-Formteiles (25) nachbildet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine in die Formausnehmung verfahr bare Injektionsnadel vorgesehen ist, über welche einem auf der Folie aufgebrachten Schaumstoff-Polster unter Druck stehendes Gas zuführbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei das folienkaschierte Kunststoff-Formteil mehrere Felder umfaßt, die durch eine Trennaht voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein durch die Matrize (108) bis in die Formausnehmung (110) hindurchfahrbarer Stempel (140) vorgesehen ist, welcher die Form der Trennaht (30) nachzeichnet;
b) an einer die Preßeinrichtung bildenden Druckplatte (122) parallel zum Verlauf des Stempels (140) eine Vielzahl vorstehender Nasen (141) angeformt ist, an welchen der Stempel (140) anlegbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen seitlich verfahrbaren Schieber (250) umfaßt, der mit einem Bereich seiner Außenkontur einen der Verclipsung des Kunststoff-Formteils (25) dienenden hakenartigen Vorsprung nachbildet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der seitlich verfahrbare Schieber (25) gemeinsam mit mindestens einem Auswerfer (252) zusätzlich vertikal verfahrbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge kennzeichnet, daß der seitlich verfahrbare Schieber (250) einen Stempel (251) umfaßt, der in einem im wesent lichen vertikal verfahrbaren Teil (253) geführt ist, derart, daß die Vertikalbewegung dieses Teils (253) in eine seitliche Bewegung des Schiebers (250) umge setzt wird.