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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von kaschierten
Paneelen mit Hilfe des Niederdruckspritzens.
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Insbesondere betrifft die Erfindung
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von kaschierten
Paneelen, bei dem eine Schicht aus Kaschiermaterial in eine Form
eingeführt
und gleichzeitig mit dem Thermoplastmaterial geformt wird, das im Fluidzustand
eingespritzt wird und den Paneelträger bildet.
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Paneele dieser Art finden sowohl
im Kraftfahrzeugbereich Anwendung, um Innentürverkleidungen, Sonnenabschirmungen,
Pfostenverkleidungen, hintere und vordere Ablagen und dergleichen
zu erhalten, als auch im Möbelbereich,
um Möbel,
Stühle,
ergänzende
Gegenstände
und dergleichen zu verkleiden.
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Verfahren und Prozesse, bei denen
beabsichtigt ist, eine aus einem verformbaren Material hergestellte,
flache Kaschierschicht durch direktes Einführen derselben in die Form,
in die nachfolgend ein Thermoplastmaterial eingespritzt wird, zu
formen, sind gegenwärtig
bereits bekannt.
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Insbesondere die durch den gleichen
Anmelder angemeldete Patentanmeldung Nr. MI 91A000257, die dem EP-A-0
497 335 entspricht, betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kaschierten Paneelen,
das das Positionieren einer aus einem verformbaren Material hergestellten
Kaschierung in einer Form, das Verschließen der Form und das nachfolgende
Einspritzen eines Thermoplastmaterials in die Form selbst vorsieht,
das die Kaschierung formt und sich daran anpaßt, um das fertiggestellte
Paneel zu bilden. Das Einspritzen wird vorzugsweise an mehreren
Punkten der Form und bei hohem Druck durchgeführt, um eine schnellere und
homogenere Verteilung des Materials zu erlauben, was darüber hinaus
das vorzeitige Abkühlen
des mit den Oberflächen
der Form und der Kaschierung in Berührung kommenden Thermoplastmaterials
vermeidet.
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Die von der BMW AG und der Dynamit
Nobel AG angemeldete europäische
Anmeldung Nr.
EP 320 925 betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von kaschierten Paneelen, das das
Positionieren einer aus verformbaren Material hergestellten Kaschierung,
die vorgeformt ist oder eine flache Form besitzt, in einer Form
vorsieht. Die Form wird dann in solch einer Art und Weise dicht
verschlossen, daß das
nachfolgende Einspritzen von Thermoplastmaterial und Inertgas an einem
einzigen Punkt der Form selbst das Formgeben der Kaschierung und
das Bilden eines innen hohlen Produktes erlaubt.
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Es sind eine Reihe von Absaugkanälen vorgesehen,
die das Erzeugen von Unterdruck in dem Raum erlauben, der zwischen
der Außenfläche der Kaschierung
und der dieser gegenüberliegenden
Innenfläche
der Form enthalten ist, um die Haftung der Kaschierschicht an der
Formoberfläche
zu verbessern. Durch eine Reihe von innerhalb der Form vorgesehenen
Kanälen
wird ein Kühlfluid
zirkuliert, um das schnelle Abkühlen
des injizierten Thermoplastmaterials und deshalb die Verbesserung
der Fertigungsstückzahl
zu erlauben. Der Druck des Einspritzens liegt vorzugsweise im Bereich
zwischen 50 und 100 bar, es ist jedoch auch möglich, in dem Druckbereich
zu arbeiten, der im allgemeinen durch die meisten der gegenwärtig bekannten
Pressen zur Verfügung
gestellt wird, nämlich
zwischen 10 und 130 bar.
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In jedem Fall hängt die Auswahl des Einspritzdruckes
von mehrfachen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Art des verwendeten
Thermoplastmaterials, der Einspritztemperatur als auch den Eigenschaften
des Kaschiermaterials.
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Die Qualität des fertigen Produktes wird
ihrerseits durch den Einspritzdruck des Thermoplastmaterials beeinflußt, das
die Kaschierung formt. Ein übermäßiger Druck
kann ungewünschte
Verformungen an der Kaschierung hervorrufen und somit das ästhetische
Aussehen des Paneels gefährden.
Insbesondere ist es nicht möglich,
das Hochdruckeinspritzen bei Kaschiermaterialien effektiv auszuführen, die
bereits mit dekorativen Mustern auf ihrer Außenfläche versehen sind, da die daraus
resultierenden Verformungen so ausgebildet sind, daß sie das gewünschte ästhetische
Aussehen beeinträchtigen. Ähnliche
Probleme entstehen beim Verwenden von Mehrschichtkaschierungen,
wie zum Beispiel Kaschierungen, die mit einer Unterschicht aus weichem Material
versehen sind, das beim Berühren
eine besondere Weichheit gibt.
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Außerdem kann es auch in dem
Fall, in dem es notwendig ist, ein bestimmtes Dehnen der Kaschierung
auszuführen,
d. h., den sogenannten "Ledereffekt" zu erzeugen, notwendig
sein, das Thermoplastmaterial mit hohem Druck zu spritzen, dieses garantiert
jedoch nicht das Ergebnis eines ästhetisch begründeten Produkts.
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Wenn das Einspritzen des Thermoplastmaterials
im Gegensatz dazu bei niedrigem Druck entsprechend den bekannten
Verfahren durchgeführt wird,
kann vorzeitiges Abkühlen
in bestimmten Bereichen entfernt von den Einspritzpunkten auftreten, womit
die Homogenität
der Verteilung des Paneelträgermaterials
aufs Spiel gesetzt wird.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Verfahren zur Massenproduktion von kaschierten
Paneelen zur Verfügung
zu stellen, das ein perfektes Formgeben der Deckschicht mit einer
Reduzierung oder Eliminierung von Verformungen, denen es unterworfen
ist, erlaubt.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Massenproduktion von kaschierten Paneelen
zu erlauben, bei der die Kaschierung bereits dekorative Muster auf
ihrer Außenfläche aufweist,
ohne die Verformung der Kaschierung selbst während des Einspritzens des
thermoplastischen Trägermaterials
zu bewirken.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht darin, die Herstellung von kaschierten Paneelen
mit verbesserter Homogenität
der Verteilung des Trägermaterials
zu erlauben.
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Diese Ziele werden mit Hilfe der
vorliegenden Erfindung erreicht, die ein Verfahren zur Herstellung
von kaschierten Paneelen von der Art betrifft, die das gleichzeitige
Verbinden und Spritzgießen
des Trägers
des Paneels mit der entsprechenden Kaschierung umfaßt, gekennzeichnet
dadurch, daß es die
Schritte umfaßt:
Positionieren
einer Kaschierung aus formbarem Material in Band- oder Bahnenform
zwischen zwei Halbformen mit zueinander passendem Profil;
Annähern der
Halbformen bis auf einen vorgegebenen, im Bereich zwischen 70% und 80%
der Kaschiermaterialdicke liegenden Abstand;
Einspritzen eines
Thermoplastmaterials im plastischen Zustand bei einem Druck unter
50 bar an mehreren Punkten der Form mit Hilfe eines in Bezug auf die
Temperatur und die Durchflußgeschwindigkeit unabhängig geregelten
Injektors, wobei das Abdichten zwischen den Halbformen durch die
Bahn oder das Band des Kaschiermaterials gewährleistet wird; und
Schneiden
des so gebildeten Paneels entsprechend seinem Rand vor seinem Entfernen
aus der Form.
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Entsprechend einem bevorzugten Merkmal der
Erfindung wird das Einspritzen des Thermoplastmaterials mit einem
Druck von ungefähr
20 bar ausgeführt.
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Das Niederdruckeinspritzen des Thermoplastmaterials
verhindert die Kaschierungsverformung und erlaubt das Erreichen
einer ausreichenden Dichtung zwischen den zwei Halbformen dank des Kaschiermaterials
allein.
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Die optimale Verteilung des Trägermaterials wird
durch Einspritzen desselben im plastischen Zustand an mehreren Punkten
der Form mit Hilfe von Injektoren erreicht, die in Bezug auf Temperatur
und Durchflußgeschwindigkeit
unabhängig
geregelt werden.
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Diese und andere Vorteile werden
aus der nachfolgenden, zur Erläuterung
und ohne Zwecke der Beschränkung
ausgeführten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich,
in denen:
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1 eine
Schnittansicht einer Form vor ihrem Verschließen ist;
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2 eine
Ansicht der Form aus 1 nach ihrem
Verschließen
ist;
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3 eine
Schnittansicht der geschlossenen Form nach dem Einspritzen des Thermoplastmaterials
ist;
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht
einer Einzelheit der geschlossenen Form vor dem Einspritzen des
Thermoplastmaterials ist; und
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5 eine
vergrößerte Schnittansicht
der Einzelheit der 3 nach
dem Einspritzen des Thermoplastmaterials ist.
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1 zeigt
den ersten Schritt des Verfahrens, der das Positionieren einer Bahn
oder eines Bandes 1 des formbaren Kaschiermaterials zwischen Halbformen 2 und 3 einschließt.
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Die Halbform 2 ist vorzugsweise
mit Abstandhaltern 4 versehen, die ein solches Schließen der
Form erlauben, das die Halbformen 2 und 3 in einem
zwischen 70% und 80% der Dicke des Kaschiermaterials 1 liegenden
Abstand hält.
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Die Abstandhalter 4 ruhen
direkt auf der Oberfläche
der gegenüberliegenden
Halbform, in diesem Fall der Halbform 3, in solch einer
Art und Weise, daß sie
sich nicht mit der Kaschierung 1 überlagern und das Zuführen während des
Einspritzschrittes erlauben.
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2 stellt
die Form in den nachfolgenden Verfahrensschritten dar; in denen
die beiden Halbformen 2 und 3 soweit angenähert sind,
daß ein
durch die Abstandhalter 4 bestimmter Abstand dazwischen gehalten
wird, um das Einspritzen des Thermoplastmaterials und die Bildung
des Paneels zu erlauben.
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Wie in 3 dargestellt
ist, erlaubt das Einspritzen des Thermoplastmaterials 8 die
Formgebung der Kaschierung 1, die gegen die Innenfläche des
in der Halbform 2 vorgesehenen Hohlraumes gedrückt wird.
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Entsprechend einem vorteilhaften
Merkmal der Erfindung wird das Thermoplastmaterial 8 an mehreren
Punkten der Form bei einem niedrigen Druck unter Verwendung einer
Verteilereinheit 5 eingespritzt, die die Temperaturregelung
des Materials 8 erlaubt, das durch die Presse 6 zugeführt und
auf die Injektoren 7 verteilt wird, wobei die letzteren
im Hinblick auf die Temperatur und die Durchflußgeschwindigkeit unabhängig geregelt
werden.
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Die 4 und 5 zeigen eine vergrößerte Ansicht
einer Einzelheit der Form jeweils vor und nach dem Schritt des Einspritzens
des Thermoplastmaterials.
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4 stellt
die Halbformen 2 und 3 dar, zwischen denen die
noch nicht geformte Kaschierung 1 angeordnet ist.
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Der zwischen den Halbformen 2 und 3 gehaltene
Abstand erlaubt es, der Form die Kaschierung 1 während des
Einspritzens des Thermoplastmaterials örtlich zuzuführen, und
vermeidet auf diese Weise unerwünschte
Verformungen der Kaschierung 1 selbst. Es ist somit möglich, überzogene
Paneele zu erzeugen, bei denen die Kaschierung bereits mit dekorativem
Muster auf ihrer Außenfläche versehen
ist.
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5 stellt
die gleiche Ansicht der 3 in dem
dem Einspritzen des Thermoplastmaterials und der Bildung der Trägerschicht 8 unmittelbar
folgenden Schritt dar.
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Entsprechend einem vorteilhaften
Merkmal des Verfahrens wird das Thermoplastmaterial bei niedrigem
Druck eingespritzt, insbesondere bei Drücken unter 50 bar und vorzugsweise
bei einem Druck von ungefähr
20 bar.
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Durch das gemeinsame Anwenden der
Niederdruckeinspritzung und der Temperatur- und Durchflußgeschwindigkeitsregelung
wird die Dichtung zwischen den Halbformen 2 und 3 durch
die Kaschierung 1 gewährleistet,
da das Thermoplastmaterial in der Nähe der Innenkanten der Form
schnell abkühlt
und keinen ausreichenden Druck hat, um aus dem zwischen der Halbform 3 und
der Kaschierung 1 eingeschlossenen Zwischenraum zu entweichen.
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Der letzte Schritt des Verfahrens
umfaßt
das Beschneiden des Paneels durch sein Schneiden mit Hilfe von in
der Halbform 2 vorgesehenen, bewegbaren Messern 9.
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Die Erfindung betrifft auch eine
Vorrichtung zur Herstellung von kaschierten Paneelen durch Einspritzen
von Thermoplastmaterial auf ein Kaschiermaterial in Bahnen- oder
Bandform von der Art, die eine in zwei Halbformen mit zusammenpassendem Profil
geteilte Form, eine Verteilereinheit für das Thermoplastmaterial zu
der Form und eine Vielzahl von Injektoren für das Einspritzen des Thermoplastmaterials
umfaßt,
gekennzeichnet dadurch, daß sie
einstellbare Abstandhaltermittel umfaßt, um die Halb formen in einem
vorgegebenen Abstand zu halten; daß die Injektoren an unterschiedlichen
Punkten der Form angeordnet sind und in bezug auf die Durchflußgeschwindigkeit
unabhängig
geregelt werden; und daß die
Verteilereinheit und die Injektoren in bezug auf die Temperatur
unabhängig
geregelt werden.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Abstandhalter 4 zum Beispiel mit
Hilfe einer Schraube einstellbar, die sich mit einem in der Halbform 2 vorgesehenen
entsprechenden Innengewinde verbindet, um die Form für Kaschierungen
von unterschiedlicher Dicke geeignet zu machen.
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Alternativ können Abstandhalter 4 mit
eingemessenen Dicken zum Einführen
in geeignete Aufnahmen erhalten werden, die in einer der beiden Halbformen 2 oder 3 vorgesehen
sind.
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In der bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung sind die Abstandhalter 4 geeignet, um die Halbformen 2 und 3 in
einem minimalen Abstand zu halten, der im Bereich zwischen 70% und
80% der Dicke der Kaschierung 1 liegt.
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Unter nochmaliger Bezugnahme auf 1 ist die Verteilereinheit 5 des
Thermoplastmaterials zwischen der Andruckpresse 6 und den
Injektoren 7 angeordnet.
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Entsprechend einem vorteilhaften
Merkmal der Erfindung werden die Verteilereinheit 5 und
die Injektoren 7 in der Temperatur unabhängig geregelt, um
die Verteilung des Thermoplastmaterials in dem plastischen Zustand
an mehreren Punkten der Form sogar beim Einspritzen mit Niederdruck
zu erlauben. Somit werden mögliche
Abkühlungen
vermieden, die die homogene Verteilung des Materials selbst innerhalb
der Form gefährden
könnten.
Aus dem gleichen Grund werden außerdem die Injektoren 7 in
der Durchflußgeschwindigkeit
unabhängig
geregelt, so daß sie
die richtige Menge des Materials entsprechend jedem Einspritzpunkt
zuführen
können.
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In der bevorzugten Ausführungsform
ist eine Schaltung 10 für
die Temperaturanpassung der Form vorgesehen, nämlich eine Schaltung, in der
ein Wärmeaustauschfluid
zirkuliert wird, das das Kühlen
oder Erwärmen
der Form entsprechend den Erfordernissen erlaubt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
erlauben die Massenproduktion von Paneelen unter Verwendung verschiedener
Arten der Kaschierung, wie zum Beispiel PVC, Samt, gewebte Stoffe
oder nichtgewebte Stoffe, bestehend aus Polyester, Nylon oder Baumwollfasern.