DE69215614T2 - Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtig geformten Gegenstandes - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtig geformten GegenstandesInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtig geformten Gegenstandes, der einen Körper aus einem thermoplastischen Harz und ein Haut- oder Überzugmaterial aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtig geformten Gegenstandes, bei welchem Ränder des Überzugmaterials auf eine Rückseite des aus dem thermoplastischen Harz geformten Gegenstandes zurückgefaltet werden.
- Der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte Formgegenstand kann beispielsweise als ein Automobilteil verwendet werden, welches durch Zurückfalten der Ränder des Überzugmaterials auf die Rückseite des Gegenstandes eingebaut wird.
- Bisher wird die vorstehend beschriebene Art von Formgegenständen durch Zuschneiden des Überzugmaterials und dann durch Falten der Ränder des Überzugmaterials von Hand hergestellt. Ein solches Faltverfahren ist jedoch mühsam, und es ist schwierig einige Überzugmaterialien scharf zu falten.
- Die Japanische Patent-Kokai-Offenlegung Nr. 137714/1986 und die entsprechende US Patentanmeldung Nr. 07/458401 offenbaren ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Formgegenstandes mit einem Überzugmaterial, welches den Harzkörper bis zu dessen Kanten überdeckt, mittels einer Formmaschine mit einem Rahmen zum Fixieren des Überzugmaterials, welches beweglich entweder auf einer Positiv- oder Negativform mit einer Ausdehnungseinrichtung angeordnet ist, in welcher die Positivform eine Gleitebene um den gesamten Umfang der Positivform herum aufweist, und der Rahmen zum Fixieren des Überzugmaterials und die Negativform einen Mechanismus zum Schneiden des Überzugmaterials und ein Überzugmaterial haltendes Teil dazwischen bilden. Das offenbarte Verfahren führt jedoch kein Zurückfalten der Ränder des Überzugmaterials über die Rückseite den Harzkörper aus.
- Die JP-A-61-41517 betrifft die Herstellung eines Formteils mit einem Überzug. In dem Verfahren ist ein Überzug in der Form angeordnet und ein Ziehelement mit einer Öffnung, die kleiner als der Umfang der Öffnung einer Formvertiefung ist mit einer Platte auf der Seite einer beweglichen Form anordnet. Dann wird die bewegliche Form in die Schließstellung gebracht, und wenn ein geschmolzenes Polypropylenharz eingepritzt wird, wird der Überzug durch den Einspritzdruck gedehnt, so daß es gegen Formoberfläche der Formvertiefung gedrückt wird. Demzufolge wird der Überzug mit einer Basis einstückig verbunden, wobei der Überzug auf die Unterseite der Basis bei einem Hohlraumrand aufgebracht wird. Dann wird die bewegliche Form in die offene Stellung gebracht, ein Mittensäulen-Innenmaterial mit dem auf die Unterseite der Basis aufgebrachten Überzug wird entfernt und der nicht benötigte Teil des Überzuges an einem gewendeten Abschnitt des Überzuges auf der Unterseite der Basis unter Verwendung einer Zuschneideeinrichtung weggeschnitten.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen eines mehrschichtig geformten Gegenstandes mit Überzugmaterialrändern, welche auf eine Rückseite des Harzkörpers des Formgegenstandes zurückgefaltet werden.
- Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtig geformten Gegenstandes mit einem Körper aus thermoplastischem Harz und einem den Harzkörper überdeckenden Überzugmaterial bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Zuführen eines Überzugmaterials zwischen ein Formenpaar 1 und 7; Halten des Überzugmaterials zwischen einem Überzugmaterial-Halterahmen 3, welcher in einer Richtung senkrecht zu einer Formschließbewegung bewegt wird, und einem Überzugmaterial-Auflagerahmen 9, welcher in der Formschließrichtung bewegt wird; Zuführen einer Masse einer thermoplastischen Harzschmelze, und Schließen der Formen, um einen mehrschichtigen geformten Gegenstand zu formen; wobei mindestens ein bewegliches Teil 11, welches sich in der Formschließrichtung vorwärts oder rückwärts bewegt, um eine Formfläche 8 herum vorgesehen ist und in der Formschließrichtung nach der Zuführung der Harzschmelze zurückgezogen wird; mindestens ein Ejektor 5, welcher auf dem Überzugmaterial-Halterahmen 3 vorgesehen ist, ausgefahren wird, um einen Rand 19 des Überzugmaterials zu einer Mitte bzw. einem Mittelpunkt der Form hin zu falten; und das bewegliche Element 11 bis zu der Formfläche 8 nach vorgeschoben wird, um so den Rand des Überzugmaterials auf die Rückseite des Harzkörpers zu falten.
- Fig. 1 bis 6 stellen in schematischer Form Querschnitte einer Formvorrichtung in verschiedenen Schritten einer Ausführungsform des Formverfahrens der vorliegenden Erfindung dar,
- Fig. 7 und 8 stellen in schematischer Form Querschnitte einer in einer anderen Ausführungsform des Formverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendeten Formvorrichtung dar, und
- Fig. 9 stellt in schematischer Form einen Querschnitt einer in einer weiteren Ausführungsform des Formverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendeten Formvorrichtung dar.
- Spezifische Beispiele für das Überzugmaterial sind gewebte und nicht gewebte Textilien, Netze aus Fasern oder thermoplastischen Harzen, Papier, Metallfolien, und eine Schicht oder Film eines thermoplastischen Harzes oder eines thermoplastischen Elastomers. Der Überzug kann mit unebenen Mustern, wie Narbungsmustern, durch Bedrucken und Einfärben verschönert sein. Zusätzlich kann das Überzugmaterial aus geschäumten Material thermoplastischer Harze, wärmehärtenden Harzen und aus Gummis bestehen. Auch ein Laminat, welches mindestens zwei Lagen aufweist, die aus demselben oder unterschiedlichen Materialien bestehen, welche miteinander über Kleber verbunden sind, können als Überzugmaterial verwendet werden.
- Als das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu formende thermoplastische Harz kann jedes der üblicherweise beim Formpressen, Spritzgießen und Extrusionsformen benutzte Harz verwendet werden. Die gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Harze weisen schäumbare oder nicht-schäumbare Harze wie thermoplastische Harze (z.B. Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, Acrylnitril-Styrol-Butadien-Blockkopolymere, Polyamide usw.) und thermoplastische Elastomere (z.B. Ethylen-Propylen-Blockkopolymere, Styrol-Butadien-Blockkopolymere usw.) auf. Das Harz kann mindestens ein Additiv wie beispielsweise Füller (z.B. anorganische Füller und Glasfasern), Pigmente, Schmiermittel, Antistatikmittel und dergleichen enthalten.
- Nun wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
- Fig. 1 bis 6 stellen in schematischer Form Querschnitte einer Formvorrichtung in verschiedenen Schritten des Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar.
- Gemäß Darstellung in Fig. 1 ist an einer Umfangsfläche einer Formfläche 2 einer oberen Form 1 ein Überzugmaterial- Halterahmen 3 vorgesehen, welcher in einer Richtung senkrecht zu der Formschließrichtung durch Ausdehnungselemente 4 bewegt wird. Auf einer Außenumfangsfläche einer Formfläche 8 einer unteren Form 7 ist ein Überzugmaterial-Auflagerahmen 9 vorgesehen, welcher durch Ausdehnungselemente 10 in der Formschließrichtung bewegt wird. Ein Überzugmaterial 15 wird zwischen die oberen und untere Form 1, 7 eingebracht und die Formen geschlossen, um das Überzugmaterial 15 zwischen dem Überzugmaterial-Halterahmen 3 und dem Überzugmaterial-Auflagerahmen 9 zu haltern. Dann wird gemäß Darstellung in Fig. 2 eine Masse aus thermoplastischem Harz über einen Harzzuführungskanal 13 zugeführt. Da eine Zugspannung auf das Überzugmaterial ausgeübt wird, gleiten die Ränder des Überzugmaterials gemäß Darstellung Fig. 3 leicht nach innen. Danach wird die Form gekühlt, um den Formvorgang abzuschließen.
- Anschließend werden bewegliche Elemente 11, welche um die Formfläche 8 herum positioniert sind, in der Formschließrichtung unter Verwendung von Ausdehungselementen 12 zurückgezogen, und Ejektoren 5 werden mit Ausdehnungselemente 6 in Räume hinein ausgefahren, welche durch den Rückzug der beweglichen Elemente 11 erzeugt werden, wodurch gemäß Darstellung in Fig. 4 die Ränder 19 des Überzugmaterials 15 zu einer Mitte bzw. einem Mittelpunkt der Form hin gefaltet werden.
- Dann werden gemäß Darstellung in Fig. 5 die beweglichen Elemente 11 vorgeschoben, bis sie die Formfläche erreichen, so daß die Ränder des Überzugmaterials auf die Rückseite des Harzkörpers zurückgefaltet werden können. Danach werden gemäß Darstellung in Fig. 6 die Formen geöffnet, der Überzugmaterial-Halterahmen nach außen zurückgezogen und der mehrschichtige Formgegenstand aus der Form entfernt.
- Als Ausdehnungselemente 4, 6, 10 und 12 können Luftzylinder, Hydraulikzylinder und dergleichen verwendet werden.
- In einer weiteren in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform können Schneideklingen 16 und Ausdehnungselemente 17 an dem Überzugmaterial-Halterahmen 3 vorgesehen sein. Gemäß Darstellung in Fig. 8 werden nach der Zuführung des Harzes die Formen geschlossen, das Überzugmaterial zwischen dem Überzugmaterial-Halterahmen 3 und dem Überzugmaterial-Auflagerahmen 9 gehaltert, und die Schneideklingen ausgefahren, um Saumteile der Ränder des Überzugmaterial zu schneiden. In diesem Verfahren ist es nicht erforderlich, die Größe oder Länge des Überzugmaterials einzustellen, und die Ränder weisen ausreichenden Längen auf, um diese mit den Ejektoren zu falten.
- Als Ausdehnungselemente 17 können Luftzylinder, Hydraulikzylinder und dergleichen verwendet werden.
- In einer weiteren in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform, können Heizelemente 18 zum kurzzeitigen Beheizen der Ränder des Überzugmaterials an den Vorderenden des beweglichen Elementes 11 vorgesehen sein. Mit den Heizelementen werden Teile der Rückseite des geformten Harzes geschmolzen. Danach werden die beweglichen Elemente abgesenkt, die Ränder des Überzugmaterials auf die Mitte der Form hin gefaltet und die beweglichen Elemente angehoben, um die Ränder des Überzugmaterials mit den geschmolzenen Teilen des geformten Harzes zu verkleben.
- Gemäß Darstellung in Fig. 3 können an Teilen des Überzugmaterial-Halterahmens, die den gefalteten Teilen der Überzugmaterialränder entsprechen, Heizelemente 20 vorgesehen sein, um das Überzugmaterial kurzzeitig lokal zu erwärmen, so daß die Ränder des Überzugmaterials scharf auf die Rückseite des Harzkörpers umgefaltet werden können.
- Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele erläutert.
- Unter Verwendung der in Fig. 7 und 8 dargestellten Vorrichtungen und Verfahren wurde ein mehrschichtiger Gegenstand geformt.
- Als ein thermoplastisches Harz wurde Sumitomo Noblen (Handelsmarke) AX 568 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) mit einem Schmelz/Fließindex von 65 verwendet. Als Überzugmaterial wurde ein Laminat aus einer Polyvinylchlorid-Schicht mit einer Dicke von 0,7 mm, von der eine Oberfläche geprägt war, und eine geschäumte Polypropylenschicht (15-fache Aufschäumung) mit einer Dicke von 3,0 mm (hergestellt von Toray) verwendet.
- Zwischen einer oberen auf 40ºC aufgeheizten Form und einer unteren auf 30ºC aufgeheizten Form wurde das Überzugmaterial eingebracht und zwischen dem Überzugmaterial-Halterahmen und dem Überzugmaterial-Auflagerahmen gehaltert. Dann wurde die auf 200ºC aufgeheizte thermoplastische Harzschmelze durch den Harzzuführungskanal zugeführt, die Form unter einem Formdruck von 50 kg/cm² geschlossen und die Ränder des Überzugmaterials durch Vorschieben der Schneideklingen geschnitten, welche auf dem Überzugmaterial-Halterahmen vorgesehen waren.
- Danach wurden die beweglichen Elemente 11 von der Formfläche zurückgezogen und die Ejektoren 5 ausgefahren, um die Ränder des Überzugmaterials 15 zur Mitte der Form hin zu falten. Die beweglichen Elemente 11 wurden angehoben, um die Ränder des Überzugmaterials auf die Rückseite des geformten Harzkörpers zu falten.
- In dem mehrschichtigen Formgegenstand waren die Ränder des Überzugmaterials präzise auf die Rückseite des Harzkörpers zurückgefaltet
- Unter Verwendung der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung und des Verfahrens wurde ein mehrschichtiger Gegenstand geformt. Die Heizelemente 18 waren an den Vorderenden der beweglichen Elemente 11 in konstanten Intervallen vorgesehen.
- Als ein thermoplastisches Harz wurde Sumitomo Noblen (Handelsmarke) BP 5077 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) mit 15 Gew.% Talk und mit einem Schmelz/Fließindex von 40 verwendet. Als Überzugmaterial wurde ein Laminat aus einer Polyvinylchlorid-Schicht mit einer Dicke von 0,7 mm, von der eine Oberfläche geprägt war und welche mit einem expandierbaren Gewebe beschichtet war, verwendet.
- Zwischen einer oberen auf 40ºC aufgeheizten Form und einer unteren auf 30ºC aufgeheizten Form wurde das Überzugmaterial eingebracht und zwischen dem Überzugmaterial-Halterahmen und dem Überzugmaterial-Auflagerahmen gehaltert. Dann wurde die auf 200ºC aufgeheizte thermoplastische Harzschmelze durch den Harzzuführungskanal zugeführt, die Form unter einem Formdruck von 50 kg/cm² geschlossen und die Ränder des Überzugmaterials durch Vorschieben der Schneideklingen geschnitten, welche auf dem Überzugmaterial-Halterahmen vorgesehen waren. Gleichzeitig wurden Teile der Rückseite des geformten Harzes mit den Heizelementen 18 geschmolzen.
- Danach wurden die beweglichen Elemente 11 von der Formfläche zurückgezogen und die Ejektoren 5 ausgefahren, um die Ränder des Überzugmaterials 15 zur Mitte der Form hin zu falten. Die beweglichen Elemente 11 wurden angehoben, um die Ränder des Überzugmaterials auf die Rückseite des geformten Harzkörpers zu falten, so daß die Ränder auf die geschmolzenen Teile des Harzkörpers bei den konstanten Intervallen geheftet bzw. geklebt wurden.
- In dem mehrschichtigen Formgegenstand waren die Ränder des Überzugmaterials präzise auf die Rückseite des Harzkörpers zurückgefaltet und geheftet bzw. verklebt.
Claims (8)
1. Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtig geformten
Gegenstandes mit einem Körper aus thermoplastischen Harz und
einem den Harzkörper überdeckenden Überzugmaterial, wobei
das Verfahren die Schritte aufweist. Zuführen eines
Überzugmaterials zwischen ein Formenpaar (1 und 7),
Halten des Überzugmaterials zwischen einem Überzugmaterial-
Halterahmen (3), welcher in einer Richtung senkrecht zu
einer Formschließrichtung bewegt wird, und einem
Überzugmaterial-Auflagerahmen (9), welcher in der
Formschließrichtung bewegt wird, Zuführen einer Masse einer
thermoplastischen Harzschmelze, und Schließen der Formen, um
einen mehrschichtigen geformten Gegenstand zu formen,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein bewegliches
Element (11), welches sich in der Formschließrichtung
vorwärts oder rückwärts bewegt, um eine Formfläche (8) herum
vorgesehen ist und in der Formschließrichtung nach dem
Zuführen der Harzschmelze zurückgezogen wird; mindestens ein
Ejektor (5), welcher auf dem Überzugmaterial-Halterahmen
(3) vorgesehen ist, ausgefahren wird, um einen Rand (19)
des Überzugmaterials zu einem Mittelpunkt der Form hin zu
falten; und das bewegliche Element (11) bis zu der
Formfläche (8) vorgeschoben wird, um so den Rand des
Überzugmaterials auf die Rückseite des Harzkörpers zu falten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens eine
Schneideklinge auf dem Überzugmaterial-Halterahmen(3) vorgesehen
ist, und ein Saumteil des Randes (21) des Überzugmaterials
mit der Schneideklinge geschnitten wird und dann das
bewegliche Element (11) von der Formfläche (8) zurückgezogen
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches ferner das
Schmelzen eines Teils der Rückseite des Harzkörpers mit
einem Heizelement (18), das an einem Vorderende des
beweglichen Elementes (11) vorgesehen ist, das Zurückziehen des
beweglichen Elementes (11) von der Formfläche (8), das
Ausfahren des Ejektors (5) zum Falten des Randes (19) des
Überzugmaterials zur Mitte der Form hin, und das
Vorschieben des beweglichen Elementes (11) zu der
Formfläche (8) aufweist, um den Rand des Überzugmaterials auf
die Rückseite des Harzkörpers zu falten und den Rand des
Überzugmaterials mit dem geschmolzenen Teil des Harzkörpers
zu verbinden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches ferner
das teilweise Aufheizen des Überzugmaterials mit einem
Heizelement (20), das an einem Teil des Überzugmaterial-
Halterahmens vorgesehen ist, der dem gefalteten Teil des
Überzugmaterials entspricht, und das Falten des Randes
(19) des Überzugmaterials zur Mitte der Form hin aufweist.
5. Form zum Herstellen eines mehrschichtigen geformten
Gegenstandes mit einem Formenpaar (1 und 7), einem
Überzugmaterial-Halterahmen (3), welcher in eine Richtung senkrecht
zu einer Formschließrichtung auf einer Umfangsfläche einer
Formseite (2) der Form (1) bewegt wird, und einem
Überzugmaterial-Auflagerahmen (9), welcher in der
Formschließrichtung auf einer Außenumfangsfläche einer Formseite (8)
der Form (7) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Form mindestens ein bewegliches Element (11) aufweist,
welches um die Formfläche (8) herum vorgesehen ist und in
der Formschließrichtung zurückgezogen und vorgeschoben
wird, und mindestens ein Ejektor (5) in dem
Überzugmaterial-Halterahmen (3) vorgesehen ist.
6. Form nach Anspruch 51 welche ferner ein auf dem
Überzugmaterial-Halterahmen (3) vorgesehene Schneideklinge (16)
aufweist.
7. Form nach Anspruch 5 oder 6, welche ferner ein am
Vorderende des beweglichen Elementes (11) vorgesehenes
Heizelement (18) aufweist.
8. Form nach Anspruch 5, 6 oder 7, welche ferner ein
Heizelement (20) an einem Teil des
Überzugmaterial-Halterahmens (3) aufweist, der einem Teil des zu faltenden
Überzugmaterials entspricht.
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