DE69527746T2

DE69527746T2 - Verfahren zur Einbettung eines Dekors, insbesondere Textil, in einem Kunststoffteil

Info

Publication number: DE69527746T2
Application number: DE69527746T
Authority: DE
Inventors: Daniel Noirot; Olivier Vitrant
Original assignee: CT D ETUDE ET RECH POUR L AUTO; Centre dEtude et de Recherche pour lAutomobile CERA
Current assignee: CT D ETUDE ET RECH POUR L AUTO; Centre dEtude et de Recherche pour lAutomobile CERA
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2015-05-24
Also published as: CA2150292A1; EP0684120B1; US6054087A; FR2720320A1; FR2720320B1; ES2181756T3; EP0684120A1; ATE222166T1; DE69527746D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbettung einer Dekorfolie, insbesondere aus Textil, in Form eines Einschlusses an der Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff, sowie ein Spritzwerkzeug für die Umsetzung dieses Verfahrens und ein nach diesem Verfahren erhaltenes Werkstück.
Selbstverständlich können mehrere Einschlüsse gemäß diesem Verfahren entweder gleichzeitig oder nacheinander in das gleiche Werkstück eingebettet werden, das aus einem oder mehreren Teilen bestehen kann.
Derartige Werkstücke sind beispielsweise aus dem Bereich der Automobilindustrie bekannt. So weisen bestimmte Türverkleidungen sichtbar, d. h. innerhalb des Fahrzeugs, das Aussehen eines Kunststoff-Werkstücks auf, das an seiner Oberfläche einen Einsatz bzw. einen Einschluss in Form einer Dekorfolie, beispielsweise aus Stoff, auf der Armlehne umfasst. Kunststoff dient ebenfalls als Träger für die Dekorfolie, d. h. bildet das Volumen der eigentlichen Armlehne, und ist demnach nicht direkt sichtbar. Ein anderer Einsatz kann das Unterteil der Tür bilden.
Im Allgemeinen werden der periphere Teil aus Kunststoff, ohne anderes Dekor als sein eigener Oberflächenzustand, und der Einschluss, bestehend aus der Dekorfolie und seinem Trägerkunststoff, getrennt hergestellt und dann entweder direkt oder verzögert beispielsweise mit Klammern zusammengesetzt. Der Einschluss selbst wird durch Abformen des Dekors mit seinem Trägerkunststoff erhalten.
Derartige Verfahren umfassen zahlreiche Arbeitsgänge sowie zahlreiche Arbeiten zwischen den verschiedenen Arbeitsgängen, was eine bestimmte Anzahl von Nachteilen aufweist.
In der Unterlage GB-A-2271956 wurde ebenfalls ein Verfahren zur Einbettung einer Dekorfolie, insbesondere aus Textil, in Form eines Einschlusses an der Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff vorgeschlagen, mit den Schritten:
- Verwendung eines mindestens zweiteiligen Spritzwerkzeugs, wobei mindestens ein Werkzeugteil aus mindestens zwei Elementen besteht, wobei mindestens ein Element dem Einschluss und mindestens ein anderes Element der Werkstückaußenkontur um den Einschluss herum entspricht;
- Aufbringen der Dekorfolie auf das dem Einschluss entsprechende Element und Schließen des Spritzwerkzeugs;
- Abtrennen des unter der Dekorfolie befindlichen Hohlraums vom umlaufenden Hohlraum im Werkzeuginnenraum unter Einsatz eines Spritzwerkzeugs, bei dem der mit den besagten Elementen versehene Werkzeugteil mindestens ein drittes ringförmiges Element enthält, welches das dem Einschluss entsprechende Element umgibt, und welches gegen den anderen Werkzeugteil gedrückt werden kann;
- aufeinander folgendes Einspritzen von Kunststoff in die so abgetrennten Hohlräume; und
- Auswerfen des hergestellten Werkstücks.
Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass die verschiedenen Teile des Werkstücks einfach nebeneinander angeordnet werden, wobei das Dekor nur auf eins dieser Teile geklebt wird. Demzufolge ist einerseits die Verbindung zwischen diesen Teilen kaum beständig, und andererseits ist das Dekor nicht sehr solide auf dem Werkstück befestigt.
Die vorliegende Erfindung soll diese Nachteile beseitigen. Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, Mittel zur Verfügung zu stellen, die es in wenigen Arbeitsgängen gestatten, an der Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff eine oder mehrere Dekorfolien, beispielsweise aus Textil, einzubetten, die vorgeformt sind oder nicht, wobei die einzelnen Teile des Werkstücks fest miteinander verbunden sind wie auch das Dekor solide auf dem Werkstück befestigt ist.
Hierfür ist ein erstes Ziel der Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
So durchquert der Rand der Dekorfolie das fertige Werkstück von einer Seite zur anderen, an der Verbindungsstelle zwischen dem Kunststoff des Einschlusses und demjenigen der Peripherie. Sie gewährleistet demnach eine Haftverbindung zwischen dem Teil des Werkstücks, auf dem sie verlegt ist, und dem peripheren Teil. Sie wird ferner aufgrund ihres Einklemmens festgehalten.
Wenn es bei dieser Beschreibung um festen oder mobilen Teil geht, sind diese Begriffe selbstverständlich relativ und das eine oder andere Teil kann als fest und das andere als mobil betrachtet werden.
Bei einer besonderen Umsetzungsform wird der Kunststoff zuerst in den unter der Dekorfolie liegenden Hohlraum eingespritzt.
Das ist in der Praxis die bevorzugte Lösung bei einer Dekorfolie aus Textil oder im Allgemeinen aus einem Material, das für den eingespritzten Kunststoff nicht undurchlässig ist. Dabei kann ein höherer Einspritzdruck in den peripheren Hohlraum als in den mittleren, dem Einschluss entsprechenden Hohlraum zur Anwendung gelangen, wodurch man eine zufrieden stellende Anhaftung des Kunststoffs an der Dekorfolie erzielt, ohne letztere zu durchdringen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Spritzwerkzeug gemäß Anspruch 3.
Auch hier gilt selbstverständlich das gleiche wie zuvor, was den relativen Charakter der festen und mobilen Teile des Spritzwerkzeugs anbetrifft.
Bei einer besonderen Ausführungsform weist der erste Werkzeugteil mindestens ein drittes ringförmiges Element auf, welches das dem Einschluss entsprechende Element umgibt, und welches gegen den zweiten Werkzeugteil gedrückt werden kann, um den ersten Einspritzhohlraum vom zweiten Einspritzhohlraum abzugrenzen.
Insbesondere kann das dritte Element verschiebbar zwischen dem dem Einschluss entsprechenden Element und dem der Außenkontur entsprechenden Element des Spritzwerkzeugs angeordnet sein.
Dieses dritte Element, das also eine periphere Brille für den Einschluss bildet, ermöglicht das Abgrenzen und Abtrennen für das Einspritzen des dem letzteren entsprechenden Hohlraums vom peripheren Hohlraum. Wenn es verschiebbar ist, kann die Außenfläche des Werkstücks glatt sein; im gegenteiligen Fall bildet diese Fläche eine Rille um den Einschluss herum.
Um das Anhaften des Einschlusses an der Außenkontur des Werkstücks aus Kunststoff zu optimieren, umfasst das Spritzwerkzeug vorteilhaft beabstandete Einkerbungen, welche in demjenigen Bereich, in dem sich die zwei Einspritzhohlräume beidseitig der Dekorfolie gegenüberliegen, ausgebildet sind.
Typischerweise ist der Abstand zwischen den Einkerbungen bei einer Kunststoffdekorfolie kleiner als etwa 1 mm, bei einer Textildekorfolie mit dichter Struktur, beispielsweise aus Maschen, etwa zwischen 1 und 3 mm, und bei einer Dekorfolie mit lockerer Struktur, beispielsweise aus Kette und Schuss, etwa zwischen 3 und 5 mm.
Die Tiefe der Einkerbungen kann zwischen 1 und 5 mm betragen und beispielsweise der Größenordnung des Abstands zwischen den Einkerbungen entsprechen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Werkstück aus Kunststoff gemäß Anspruch 8 oder 9.
Die Einheit des Werkstücks wird demnach entweder durch oder über die Dekorfolie hergestellt. Im ersten Fall kann diese Folie von dem eingespritzten Kunststoff durchdrungen werden, beispielsweise wenn sie aus Textil besteht. Im zweiten Fall ist die Dekorfolie für den eingespritzten Kunststoff undurchlässig, wobei die Einheit dann durch beidseitiges Anhaften des eingespritzten Stoffs an dieser Folie hergestellt wird.
Nachfolgend wird als nicht begrenzendes Beispiel eine besondere Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, auf denen:
Fig. 1 bis 7 Draufsichten im Schnitt eines erfindungsgemäßen Spritzwerkzeugs sind, die die verschiedenen Etappen seiner Verwendung im Rahmen der Herstellung einer Türplatte eines Kraftfahrzeugs darstellen;
Fig. 8 eine Ansicht in größerem Maßstab eines Details von Fig. 3 ist; und
Fig. 9 eine ähnliche Ansicht als Fig. 8 einer anderen Ausführungsform zeigt Das in den Figuren dargestellte Spritzwerkzeug umfasst eine feste Bodenplatte 1 des Spritzwerkzeugs mit insbesondere den Verschlusszylindern.
Hier wird dem Spritzwerkzeug ein bekanntes Mehrpunkt-Kaskaden- Einspritzsystem zugeordnet. Bei einem derartigen System vermehrt man die Einspritzpunkte und steuert ihr jeweiliges Öffnen und Schließen in geeigneter Weise. Der Kunststoff wird über eine Reihe von Warmkanälen verteilt, die von einer auf der Bodenplatte 1 des Spritzwerkzeugs montierten Tragplatte 2 getragen werden.
Die Tragplatte 2 erhält ebenfalls eine feste Einschlussmatrize 3, die die Rückseite des Trägerkunststoffs der Dekorfolie ausbilden soll.
Der mobile Teil der Spritzwerkzeugs umfasst zunächst eine mobile Bodenplatte 4 des Spritzwerkzeugs, die die mobile Einschlussmatrize 5 sowie den peripheren Matrizenteil 6 trägt, der die Vorderseite des peripheren Teils der Platte ausbilden soll.
Demnach ist es dieser Teil 6 des Spritzwerkzeugs, der dem Kunststoffteil der Platte ihren endgültigen Aspekt verleiht.
Die Rückseite dieses Kunststoffteils wird anhand einer Zwischenmatrize 7 ausgebildet, bei der ein Teil in diesem Beispiel aus einem Kern 8 besteht. Die Zwischenmatrize 7 trägt die Auswurfvorrichtung 9, die die Auswerfer 10 betätigt. Der Kern 8 selbst bildet hier einen Auswerfer und wird demnach ebenfalls von der Vorrichtung 9 angetrieben.
Eine Einschlussbrille 11 besteht aus einem rohrförmigen Element, dessen gerader Abschnitt der Projektion des Umfangs des Einschlusses parallel zu den Erzeugenden des Rohrs entspricht. Die Brille ist vorgesehen, um zwischen den Matrizen 5 und 6 verschoben zu werden. Dafür sind Betätigungsmittel 12 vorgesehen, die es ermöglichen, die Brille aus einer beispielsweise in Fig. 1 dargestellten Ausgangsposition, wo ihr freier Rand die Matrizen 5 und 6 überschreitet, in eine eingefahrene, beispielsweise in Fig. 3 und 8 dargestellte Position zu versetzen.
Das Formen einer Türplatte erfolgt folgendermaßen.
Der Fachmann wird wissen, wie die verschiedenen Bestandteile des Spritzwerkzeugs auf die Einspritzpresse zu montieren sind, um die nachstehend beschriebenen Bewegungen zu erhalten.
Das Spritzwerkzeug wird zunächst in der Position von Fig. 1 geöffnet. Die Matrize 7 befindet sich in Zwischenposition zwischen dem festen Teil des Spritzwerkzeugs und dem mit der mobilen Platte 4 des Spritzwerkzeugsbodens verbundenen Teil des Spritzwerkzeugs. Die Auswerfer sind ausgefahren, nachdem sie am Ende des vorherigen Zyklus benutzt worden waren. Die Brille 11 befindet sich in eingefahrener Position. Die Dekorfolie 20 ist auf die Einschlussmatrize 3 gelegt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die Auswerfer 10 dann eingefahren, und die Hauptteilungsebene wird geschlossen, indem sie den Umfang der Matrize 7 bis zum Anschlag auf den Umfang der Matrize 6 mitnimmt.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Etappe wird die Nebenteilungsebene geschlossen, was das komplette Schließen des Spritzwerkzeugs bewirkt. Dies wird dadurch erzielt, dass alle mobilen Teile in Richtung auf den festen Teil verschoben werden, bis sie gegeneinander anliegen. Bei dieser Etappe wird die Dekorfolie 20 gebildet, falls dies noch nicht zuvor während einer unabhängigen Etappe geschehen ist.
In Fig. 4 wird die Brille 11 zunächst ausgefahren. Nach diesem Arbeitsgang grenzen die Anschlagumfänge der Matrizen 6 und 7, die sich gegenüberliegenden Flächen der Matrizen 6 und 7 mit dem Kern 8 der letzteren und die Brille 11 einen Einspritzhohlraum 21 ab, der dem peripheren Teil der Platte entspricht. Ein anderer Einspritzhohlraum 23 wird von den sich gegenüberliegenden Flächen der Folie 20 und der Matrize 3 und von der Brille 11 abgegrenzt.
Gleichzeitig wird die Kante 22 der Folie 20 zwischen der festen Einschlussmatrize 3 und dem freien Rand der Brille 11 eingeklemmt. Dann wird in den Hohlraum 23 Kunststoff eingespritzt.
In Fig. 5 wird die Brille erneut eingefahren und dann wird Kunststoff in den Hohlraum 21 eingespritzt. Dieser Kunststoff füllt also ebenfalls den von der Brille 11 freigelassenen Raum, so dass bei der fertigen Platte der Übergang ohne Niveauüberschreitung zwischen dem Kunststoff des peripheren Teils der Platte und der Dekorfolie 20 erfolgt.
Bei der Etappe von Fig. 6 wird die Nebenteilungsebene wieder geöffnet.
Und in Fig. 7 wird schließlich auch die Hauptteilungsebene 10 geöffnet, und die Auswerfer 10 werden betätigt, was das Ausformen der Platte bewirkt. Die Vorrichtung ist in ihre Ausgangsposition zurückgekehrt, wo eine neue Dekorfolie für die Herstellung der folgenden Platte eingesetzt werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 umfasst die Brille 11 beabstandete, entlang ihrer Kante gebildete Einkerbungen auf der zum Einschluss hin gerichteten Seite. Beim Einspritzen des Kunststoffs in den Hohlraum 23 (Fig. 4) wird die Dekorfolie 20 an den Stellen dieser Einkerbungen durchdrungen, oder sie platzt sogar unter der Einwirkung des Drucks auf, wenn sie diesem Kunststoff gegenüber dicht genug ist. Daraus ergibt sich, wenn der Hohlraum 21 gefüllt ist, ein besseres Anhaften des Einschlusses am peripheren Teil des Werkstücks.
Als Variante könnten die Einkerbungen an einer anderen Stelle des Bereichs ausgebildet sein, wo sich die Einspritzhohlräume 21 und 23 auf beiden Seiten der Dekorfolie 20 gegenüberliegen, beispielsweise im oberen Teil 31 des Teils 6 des Spritzwerkzeugs gegenüber dem Rand der Brille 11.

Claims

1. Verfahren zur Einbettung einer Dekorfolie, insbesondere aus Textil, in Form eines Einschlusses an der Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff, mit den Schritten:

- Verwendung eines mindestens zweiteiligen Spritzwerkzeugs, wobei mindestens ein Werkzeugteil aus mindestens zwei Elementen besteht, wobei mindestens ein Element (5) dem Einschluss und mindestens ein anderes Element (6) der Werkstückaußenkontur um den Einschluss herum entspricht;

- Aufbringen der Dekorfolie (20) auf das dem Einschluss entsprechende Element und Schließen des Spritzwerkzeugs;

- Abgrenzung des unter der Dekorfolie befindlichen Hohlraumes (23) vom umlaufenden Hohlraum (21) im Werkzeuginnenraum unter Einsatz eines Spritzwerkzeuges, bei dem der mit den Elementen versehende Werkzeugteil mindestens ein drittes ringförmiges Element (11) enthält, welches das dem Einschluss entsprechende Element umgibt, und welches gegen den anderen Werkzeugteil gedrückt werden kann;

- Einklemmen der Dekorfolienkante zwischen dem dritten Element und dem anderen Werkzeugteil beim Schließen des Werkzeugs;

- aufeinanderfolgendes Einspritzen von Kunststoff in den umlaufenden Hohlraum (21) und den unter der Dekorfolie liegenden Hohlraum (23), wobei der unter der Dekorfolie liegende Hohlraum durch die Dekorfolie (20) vom umlaufenden Hohlraum abgegrenzt ist;

- Auswerfen des hergestellten Werkstücks,

wobei das dritte Element (11) so angeordnet ist, dass beim Schließen des Spritzwerkzeuges der unter der Dekorfolie liegende Hohlraum (23) vom umlaufenden Hohlraum (21) getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kunststoff zuerst in den unter der Dekorfolie liegenden Hohlraum eingespritzt wird.

3. Spritzwerkzeug zur Herstellung eines Werkstückes aus Kunststoff mit an seiner Oberfläche mindestens einem einschlußförmigen Dekorfolieneinsatz, insbesondere aus Textil, wobei das Spritzwerkzeug aus mindestens zwei Werkzeugteilen besteht, welche zusammen einen Einspritzraum begrenzen, wobei ein erster Werkzeugteil aus mindestens zwei Elementen gebildet wird, und wobei mindestens eines (5) dieser Elemente dem Einschluss und mindestens ein anderes Element (6) der Werkstückaußenkontur um den Einschluss herum entspricht, wobei das Spritzwerkzeug weiterhin Abdichtmittel (11) aufweist, welche in dem Einspritzraum einen dem dem Einschluss entsprechenden Element gegenüberliegenden ersten Einspritzhohlraum (23) von einem dem der Werkstückaußenkontur entsprechenden Element gegenüberliegenden zweiten Einspritzhohlraum (21) abgrenzt, wobei diese jeweils dem Einschluss und der Werkstückaußenkontur entsprechenden zwei Elemente fest miteinander verbunden sind, wobei der zweite Werkzeugteil eine dem dem Einschluss entsprechenden Element gegenüberliegende Einschlußmatrize (3) trägt, und wobei eine Außenkontumnatrize (7, 8) frei zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil angeordnet ist.

4. Spritzwerkzeug nach Anspruch 3, wobei der erste Werkzeugteil mindestens ein drittes ringförmiges Element (11) aufweist, welches das dem Einschluss entsprechende Element umgibt, und welches gegen den zweiten Werkzeugteil gedrückt werden kann, um den ersten Einspritzhohlraum vom zweiten Einspritzhohlraum abzugrenzen.

5. Spritzwerkzeug nach Anspruch 4, wobei das dritte Element verschiebbar zwischen dem dem Einschluss entsprechende Element und dem der Außenkontur entsprechenden Element des Spritzwerkzeuges angeordnet ist.

6. Spritzwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei mindestens eines der Werkzeugteile mehrere beabstandeten Einkerbungen aufweist, welche in dem jenigen Bereich, in dem sich die zwei Einspritzhohlräume beidseitig der Dekorfolie gegenüberliegen, ausgebildet werden.

7. Spritzwerkzeug nach Anspruch 6, wobei der Abstand zwischen den Einkerbungen bei einer Kunststoffdekorfolie weniger als etwa 1 mm beträgt, bei einer Textildekorfolie mit dichter Struktur etwa zwischen 1 mm und 3 mm beträgt, und bei einer Textildekorfolie mit lockerer Struktur etwa zwischen 3 mm und 5 mm beträgt.

8. Einteiliges Werkstück aus Kunststoff mit mindestens einer einschlußförmigen Dekorfolie (20), insbesondere aus Textil, die mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 eingebettet wird, wobei die Dekorfolie durch das Werkstück an der Einschlußkontur hindurchgeht, wobei ein Kunststoffteil allgemein unter den Einschluss und ein Kunststoffteil allgemein an der Einschlußkontur gegossen wird, wobei der allgemein unter den Einschluss gegossene Kunststoffteil durch die Dekorfolie von dem allgemein an der Werkstückaußenkontur gegossenen Kunststoffteil getrennt ist, und wobei das gesamte Werkstück unter Haftverschluß des beidseitig der Folie eingespritzten Materials hergestellt wird.

9. Einteiliges Werkstück aus Kunststoff mit einer einschlußförmigen Dekorfolie (20), insbesondere aus Textil, wobei die Dekorfolie durch das Werkstück an der Einschlußkontur hindurchgeht, wobei ein Kunststoffteil allgemein unter den Einschluss und ein Kunststoffteil allgemein an der Einschlußkontur gegossen wird, wobei als Einschlußkontur geformte Kunststoffteil und der als Dekorfolienträger geformte Kunststoffteil in der Dekorfoliendicke zusammenlaufen.

10. Werkstück aus Kunststoff nach Anspruch 9, wobei der als Werkstückaußenkontur geformte Kunststoffteil und der als Dekorfolienträger geformte Kunststoffteil wesentlich in der Mitte der Dekorfoliendicke zusammenlaufen.