DE60104454T2

DE60104454T2 - Einsatz sowie Giessformverfahren zum Übergiessen desselben

Info

Publication number: DE60104454T2
Application number: DE60104454T
Authority: DE
Inventors: Patrick Charlotte Billancourt; Marc Charlotte Woodling
Original assignee: Aplix Inc
Current assignee: Aplix Inc
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: KR20010076321A; KR100685334B1; DE60104454D1; US6596371B1; EP1118443A1; JP2001239529A; EP1118443B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf zu umspritzende Teile, auf die gegossenen bzw. geformten Gegenstände, an denen diese Teile umspritzt werden und die Herstellungsverfahren gegossener bzw. geformter Gegenstände. Die Erfindung wird bevorzugt bei der Herstellung von Polstern oder Kraftfahrzeugsitzen oder Flugzeugsitzen angewandt.
Um ein zu umspritzendes Teil an einem Körper aus Kunststoff zu befestigen, insbesondere einem Körper aus Polyurethan, der ein Polster bzw. Kissen bildet, ist bei seiner Ausstattung mit Einhakmitteln bekannt, ein zu umspritzendes Teil mit einer Seele bzw. einem Kern an den beiden Rändern eines am Boden einer Gießform ausgesparten Hohlraums einzubringen. Einhakelemente stehen von der Unterseite des Kerns hervor. Am Boden des Hohlraums ist ein Magnet vorgesehen, während eine Metallschicht, die von dem Magneten angezogen werden kann, auf die Oberseite des Kerns aufgebracht wird. Um die Dichtheit des Hohlraums zu gewährleisten, in dem sich die Einhakelemente befinden, und um zu verhindern, dass bei dem späteren Gießen des Polyurethans der flüssige oder pastöse Schaum nicht in diesen Hohlraum gelangt und nicht die Greiffähigkeit der Einhakelemente verändert, wird durch Verkleben zwischen den Rändern des Hohlraums, die vom Boden der Gießform und des Kerns hervorstehen, eine Schaumstoffschicht eingefügt. Wenn der flüssige Schaumstoff zur Bildung des gegossenen Gegenstandes eingegossen wird, drückt sein Gewicht gegen die Schaumstoffschicht, was eine gute Abdichtung ergibt. Die Montage in der Gießform ist schnell und die Dichtheit ist gewährleistet, aber die Herstellung ist kompliziert. Insbesondere müssen, um den Schaumstoff am Umfang der Unterseite des Kerns aufzubringen, die Einhakelemente, die sich dort befinden, zusammengedrückt werden.
Diesem Nachteil ist abgeholfen worden, indem eine Seele bzw. ein Kern vorgesehen wurde, von dessen beiden gegenüberliegenden Seiten Schrägflächen nach oben abgehen und sich voneinander entfernen. Der Kern wird in dem Hohlraum gehalten, indem der gesamte Kern einschließlich der Schrägflächen in den Hohlraum eingeführt wird, wobei eine geringfügige Verformung der Schrägflächen bzw. Rampen ermöglicht, dass sie an den vertikalen Innenflächen von den den Hohlraum am Boden der Form begrenzenden Rillen eingeklickt werden können. Die Verformung durch Einklicken der Rampen gewährleistet die Dichtheit, der Einklickvorgang ist jedoch ein Vorgang, der viel Zeit benötigt.
US-A 5 061 540 beschreibt ein zu umspritzendes Teil, das aus einem Band besteht, welches an seiner Unterseite Haken aufweist und an seiner anderen Seite ein magnetisiertes Material.
Das magnetisierte Material dient zur Positionierung dieses zu umspritzenden Teils am Boden einer Gießform, um den Schaumstoff darüber zu gießen, um beispielsweise ein Kraftfahrzeugpolster herzustellen, das den männlichen Teil eines Selbstverschlusses bildende Haken umfasst, welche die Befestigung einer Hülle bzw. eines Überzugs am Polster, beispielsweise einer die weiblichen Teile des Selbstverschlusses aufweisenden Haube gestattet.
Am Boden der Gießform befinden sich zwei vertikale Wände, zwischen denen die Haken angeordnet sind, um sie vor dem gegossenen Schaumstoff zu schützen.
Ein Magnet ist am Boden der Gießform zwischen den Wänden angeordnet, um das zu umspritzende Teil richtig zu positionieren, bevor der Schaumstoff gegossen wird.
Das Band besteht aus einem elastischen Material, das sich insbesondere unter der Wirkung der magnetischen Kraft zwischen der magnetisierten Materialschicht und dem Magneten am Boden der Gießform auf Höhe der oberen Ränder der Wände verformt.
Um die Haken vor dem Schaumstoff zu schützen, wenn dieser gegossen wird, sind Rillen bzw. Nuten aus Elastomer auf beiden Seiten der Haken vorgesehen. Diese Hüllen bzw. Nuten sind beim Gießvorgang schwer herzustellen und begrenzen den für die Haken reservierten Platz. Außerdem muss ihre Steifigkeit sehr fein eingestellt werden, damit sie einerseits nicht unter dem Druck des Schaumstoffs nachgeben, was die Haken beeinträchtigen würde, und trotzdem ausreichend elastisch sein, um die Haken zu schützen, indem sie hinreichend für die Dichtheit der Kammer sorgen, in der sich die Haken befinden.
Der fertiggestellte gegossene Gegenstand (d. h. beispielsweise das Kraftfahrzeugpolster mit den Haken) weist Haken auf, zu denen der Zugang wegen dieser Rillen schwierig ist, wobei insbesondere der weibliche Teil nicht horizontal herangeführt werden kann.
US-A-4 563 380 beschreibt ein zu umspritzendes Teil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Um die Haken hinreichend zu schützen, wenn der flüssige Schaumstoff darübergegossen wird, um einen gegossenen Gegenstand zu bilden (beispielsweise ein Kraftfahrzeugpolster), wird eine Kunststoffschicht vorgesehen, die nachher abgetragen werden muss.
US-A-3 829 355 beschreibt ein zu umspritzendes Teil mit geneigten Rampen in bezug auf den Kern bzw. die Seele. Es handelt sich um ein dekoratives Teil, das keine Haken aufweist, und bei dem nicht vorgesehen ist, den flüssigen Schaumstoff mit der damit verbundenen Notwendigkeit, die Haken zu schützen, zu gießen.
Die Erfindung versucht diese Nachteile für ein zu umspritzendes Teil zu beseitigen, welches nicht erfordert, dass die Haken an seinem Umfang zusammengedrückt werden, noch die Aufbringung von Schaumstoffschichten und Klebstoff noch das Einklicken von Rampen bzw. Schrägflächen in den behelfsmäßigen Hohlraum am Boden der Gießform für die Anbringung, was die Montage in der Gießform vereinfacht und sie viel schneller macht, ohne wie vorher die Herstellung des zu umspritzenden Teils selbst komplizierter zu gestalten. Außerdem gestattet es die Erfindung, das Gießen des Kerns zu vereinfachen und besser dafür zu sorgen, dass der Körper des gegossenen Gegenstands am Kern festgehalten wird.
Das zu umspritzende Teil umfasst eine Seele bzw. einen Kern. Einhakelemente stehen von der Unterseite des Kerns hervor. Zwei Schrägflächen bzw. Rampen gehen nach oben ab, indem sie sich auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Kerns voneinander entfernen. Gemäß der Erfindung ist Masse, die von einem Magnet angezogen werden kann, an der Oberseite des Kerns befestigt.
Um den gegossenen Gegenstand herzustellen, werden die Rampen des zu umspritzenden Teils auf die Ränder von zwei vom Boden einer Gießform ausgehenden Rippen aufgebracht, zwischen denen ein Magnet am Boden der Gießform derart befestigt wird, dass die von einem Magnet anziehbare Masse von dem am Boden der Gießform befestigten Magneten angezogen wird und das zu umspritzende Teil gut auf den Rampen gehalten wird, was eine gute Dichtheit gewährleistet. Anschließend wird die Gießform mit einem flüssigen Kunststoff gefüllt, die flüssige Kunststoffmasse wird verfestigt und der gegossene Gegenstand aus der Gießform entnommen.
Auf diese Weise wird jegliches Einklicken vermieden, wobei eine gute Dichtheit wegen der magnetischen Anziehung erreicht wird, ohne aber eine zusätzliche Schaumstoffschicht und eine Klebstoffschicht zwischen den Rippen und dem Rand eines zu umspritzenden Teils aufbringen zu müssen, noch die Einhakelemente, die sich an den Rändern des Kerns befinden, zusammendrücken zu müssen.
Der Kern besteht für gewöhnlich aus einem Kunststoff, beispielsweise vom thermoplastischen Typ, insbesondere aus Polypropylen, Polyamid etc.
Als von einem Magneten anziehbare Masse kann Stahlpulver, das in Polymerharze gemischt wird, insbesondere in einer Proportion, die von 40/60 Gew.-% bis 70/30 Gew.-% variiert, verwendet werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weisen die freien Ränder der Rampen eine nach außen gerichtete Randleiste auf. Diese Randleisten kommen somit auf einer höheren Ebene zu liegen als die oberen Ränder der Rippen, so dass beim Gießen des gegossenen Gegenstandes die flüssige Masse nicht nur auf die Oberseite dieser Randleisten aufgebracht wird, sondern auch auf einen Teil ihrer Unterseite, was bewirkt, dass ein Teil des Körpers sich in Kontakt mit der Unterseite der Rampen befindet und so gut am Kern festgehalten wird, ohne dass es nötig wäre, besondere Verankerungselemente vorzusehen, und ohne die Fähigkeit zu beeinträchtigen, den Kern einfach ohne Aushebeschräge bzw. Formschräge gießen zu können, da diese Randleisten eine Formschräge bilden können. Es ist jedoch auch möglich, von der Oberseite des Kerns abstehende Verankerungselemente vorzusehen und ebenso dafür zu sorgen, dass die freien Ränder der Rampen auch eine Randleiste aufweisen, die nach innen gerichtet ist und zu dem selben Zweck dient.
Die Rampen bzw. Schrägflächen können auch uneben sein. Vorzugsweise bilden sie untereinander einen zwischen 90° und 170° liegenden Winkel.
Auf diese Weise wird ein gegossener Gegenstand erhalten, der einen Körper aus Kunststoff umfasst, mit dem durch einen Gießvorgang ein zu umspritzendes Teil gemäß der Erfindung verbunden ist.
Der Körper kann aus einem Kunststoff sein, der mit demjenigen des Kerns kompatibel ist, d. h. der beidem Gießvorgang in der Gießform eine Haftung zwischen dem Körper und dem Kern herstellt, wobei jedoch die Möglichkeit besteht, dass aufgrund der Tatsache, dass ein Teil des Körpers sich in Kontakt mit der Unterseite der Rampen befindet und so für einen Rückhalt sorgt, die Palette der Kunststoffe, die für das zu umspritzende Teil und für den Körper gewählt werden können, zu erweitern. Als Masse für den Körper ist Polyurethan anzuführen. Meistens besteht der Körper aus einer Masse von unterschiedlicher Natur zu der des Kerns, um jedem von ihnen die ihnen eigenen, angebrachten Eigenschaften zu verleihen, beispielsweise die Elastizität für den Schaumstoff zum Füllen eines Polsters und die Steifigkeit für das Einhakteil.
Ein umspritztes Teil kann durch Extrusion hergestellt werden, beispielsweise gemäß dem gleichen Verfahren wie dem im Europäischen Patent Nr. 0 657 118 im Namen von Kuraray Co., Ltd. beschriebenen.
Die einzige Figur der beigefügten Zeichnung veranschaulicht die Erfindung.
Die Figur stellt den Boden bzw. die Unterseite einer Gießform im Querschnitt dar. Daraus stehen zwei parallele, vertikale Rippen 1, 2 hervor. In dem Abschnitt des Bodens bzw. Unterteils, der zwischen den beiden Rippen 1 und 2 liegt, ist ein Permanentmagnet 3 befestigt. Die zwei Rippen 1, 2 begrenzen einen Hohlraum 4 in Form einer Rinne bzw. eines Grabens.
Ein zu umspritzendes Teil umfasst eine Seele bzw. einen Kern 5, aus dem Einhakelemente 6 hervorstehen, und von dessen bzw. deren gegenüberliegenden Seiten zwei Schrägflächen bzw. Rampen 7, 8 nach oben abgehen und sich voneinander entfernen. Die freien Ränder der Rampen weisen eine Randleiste 9 auf, die nach außen gerichtet ist, sowie eine nach innen gerichtete Randleiste 10. Diese Randleisten sind im wesentlichen horizontal. An der Oberseite des Kerns 5 sind Kontaktklötze 11 aus einem Material aufgebracht, das von einem Magneten angezogen werden kann, insbesondere Stahlpulver, das in einem Polymerharz in einer Proportion von 50/50 Gew.-% gemischt ist. Von der Oberseite des Kerns 5 gehen Verankerungselemente 12 in Pilz- oder Hakenform ab.
Um einen Gegenstand zu gießen, werden die Rampen 7, 8 auf die Ränder der Rippen 1, 2 gelegt, so dass ein Teil der Rampe zwischen dem oberen Ende der Rippen 1, 2 und den Randleisten 9 bestehen bleibt. Die Einhakelemente 6 sind auf diese Weise in dem Hohlraum 4 eingeschlossen, der durch die Tatsache dicht gestaltet wird, dass das Zusammenwirken des Magneten 3 und der Kontaktstücke 11 einen guten Kontakt zwischen den Rampen 7, 8 und den inneren Säumen der oberen Ränder der Rippen 1, 2 herstellt. Anschließend wird die Gießform mit einem flüssigen Kunststoff, insbesondere Polyurethan, gefüllt. Diese Masse füllt die ganze Gießform mit Ausnahme des Hohlraums 4, in den sie nicht eindringen kann, wogegen sie insbesondere in den zwischen den Randleisten 9 und den Rippen 1 und 2 befindlichen Raum eindringt. Die flüssige Masse wird zu einem Körper 13 verfestigt und der Gegenstand aus der Form genommen.
Die Dimension in der Longitudinalrichtung (senkrecht zur Figur) des zu umspritzenden Teils ist allgemein zwischen 100 und 500 mm gelegen.
Die Breite des Kerns S liegt zwischen 8 mm und 20 mm, vorzugsweise 10 bis 15 mm, beispielsweise 12 mm.
Die Kontaktstücke 11 weisen die Form zweier longitudinaler Bänder von etwa 3,5 mm Breite und 0,5 mm Dicke auf. Die beiden Bänder kleben an der Oberseite des Kerns 5 aufgrund des Vorhandenseins des Harzes in dem Stahl-/Harzgemisch, welches die Masse bildet, aus der die Bänder oder die Kontaktstücke hergestellt sind.
Die die Kontaktstücke 11 bildenden Bänder werden nach der Formung des zu umspritzenden Teils durch Extrusion auf den Kern 5 aufgebracht.

Claims

Zu umspritzendes Teil, das dazu vorgesehen ist, am Boden einer Gießform angebracht zu werden, um eine flüssige Masse darüber zu gießen, mit einer Seele bzw. einem Kern (5), von deren/dessen Unterseite Einhakelemente (6) aus der Masse (11) vorstehen, welche von einem an der Oberseite des Kerns (5) befestigten Magneten angezogen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden entgegengesetzten Seiten des Kerns nach oben verlaufen, indem zwei Schrägflächen (7, 8) sich voneinander entfernen, und das zu umspritzende Teil aus einem genügend starren Material ist, damit der zwischen jeder Schrägfläche und dem Kern gebildete Winkel im wesentlichen konstant bleibt, wenn das zu umspritzende Teil an den oberen Rändern zweier am Boden einer Gießform angeordneter vertikaler Wände angeordnet ist, die Einhakelemente zwischen den beiden Wänden angeordnet sind und die Schrägflächen jeweils auf einem der oberen Ränder ruhen, wobei das zu umspritzende Teil einer Kraft ausgesetzt ist, die es zum Boden der Gießform hin zieht, wobei die Kraft der magnetischen Anziehung der Masse entspricht, die von einem Magneten zwischen den Wänden zum Boden der Gießform gezogen werden kann, so dass beim Gießen der flüssigen Masse auf das zu umspritzende Teil die Haken, die sich zwischen den beiden Wänden am Boden der Gießform befinden, vor der flüssigen Masse geschützt sind.
Teil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele bzw. der Kern (5) aus Kunststoff ist.
Teil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff vom thermoplastischen Typ ist.
Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der Schrägflächen (7, 8) eine nach außen gerichtete Randleiste (9) aufweisen.
Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein von der Oberseite des Kerns vorstehendes Verankerungslement (12).
Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schrägfläche mit dem Kern einen zwischen 100° und 160° liegenden Winkel bildet.
Gegossener Gegenstand mit einem Körper (13) aus Kunststoff, der mit dem des Kerns kompatibel ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu umspritzendes Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit diesem über seine Oberseite verbunden ist, wobei ein Abschnitt des Körpers mit der Unterseite der Schrägflächen in Kontakt steht und die freien Enden der Einhakelemente vom Körper nach außen über das zu umspritzende Teil hinaus vorstehen.
Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Gegenstands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, die Schrägflächen eines zu umspritzenden Teils nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf die Ränder zweier Rippen, die vom Boden einer Gießform vorstehen und zwischen denen ein Magnet am Boden der Gießform befestigt ist, aufzubringen, den Kunststoff sich verfestigen zu lassen und den gegossenen Gegenstand aus der Gießform zu entnehmen.