EP2512771A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines faserverstärkten kunststoffspritzgussteils - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines faserverstärkten kunststoffspritzgussteils

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Publication number
EP2512771A1
EP2512771A1 EP09801206A EP09801206A EP2512771A1 EP 2512771 A1 EP2512771 A1 EP 2512771A1 EP 09801206 A EP09801206 A EP 09801206A EP 09801206 A EP09801206 A EP 09801206A EP 2512771 A1 EP2512771 A1 EP 2512771A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
cavity
mold
reinforcing material
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09801206A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Just
Jürgen KERN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Tec Industries Holding GmbH
Original Assignee
GM Tec Industries Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Tec Industries Holding GmbH filed Critical GM Tec Industries Holding GmbH
Publication of EP2512771A1 publication Critical patent/EP2512771A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1671—Making multilayered or multicoloured articles with an insert
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14065—Positioning or centering articles in the mould
    • B29C2045/14147—Positioning or centering articles in the mould using pins or needles penetrating through the insert
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
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    • B29C45/14073—Positioning or centering articles in the mould using means being retractable during injection
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C45/1635—Making multilayered or multicoloured articles using displaceable mould parts, e.g. retractable partition between adjacent mould cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C45/1675—Making multilayered or multicoloured articles using exchangeable mould halves
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0809—Fabrics
    • B29K2105/0818—Fleece

Definitions

  • the present invention relates to a method for
  • a first layer of plastic material is first applied to a positive or negative mold, then the sheet-like reinforcing material is placed on the plastic sheet and laminated together by applying at least one further layer of plastic material.
  • the sheet-like reinforcing material is placed on the plastic sheet and laminated together by applying at least one further layer of plastic material.
  • simply flat plastic parts can be produced, as used for example in boat use.
  • fiberglass mats are used as a flat reinforcing material, wherein the fiberglass mats can be present as a fabric or as a nonwoven.
  • Fiber reinforced plastic is also in the range of
  • Reinforcing material would move during injection of the plastic material into the respective injection mold with the flow of the liquid plastic material.
  • Method is the high time required to produce the fiber-reinforced semi-finished product, which is then laminated in a second step to the fiber-reinforced composite part.
  • the method shown is not an injection molding process.
  • Plastic injection-molded part comprises the steps of holding a sheet-like reinforcing material, in particular a fabric or a non-woven mat, in a cavity of a
  • Injection molding tool adjacent to a tool wall, providing a first mold cavity on one side of the reinforcing material and the subsequent injection of a plastic material in the first mold cavity.
  • the planar reinforcing material can therefore also be provided with a shape or contour in the direction of its surface normal ⁇ depth ⁇ .
  • Plastic injection molded part does not exclude that the
  • any wall thickness or structure of plastic material can also be constructed on this side of the sheet-like reinforcing material. Accordingly, by means of the specified
  • Pages of the obtained plastic injection molded part can be improved, since the respective outer sides of the obtained
  • Plastic injection molded part are formed by corresponding structurable or contourable tool surfaces.
  • the present method is significantly faster, since the present method can be carried out in principle with the cycle of an injection molding machine. This makes the application possible even for larger quantities.
  • the method is on a
  • Plastic material be present, as on the outside.
  • a plastic material with a different color can also be used.
  • the sheet-like reinforcing material is applied to the wall of the injection molding tool by means of at least one
  • Holding mechanism in particular at least one retaining pin, held in position until the plastic material in the
  • Reinforcing material was injected. It is preferred after injecting the plastic material in the
  • Retaining pins caused openings, preserved in the resulting plastic injection molded part. These impressions or openings can later for example for
  • Tool cavity on the second side of the Reinforcement material be provided by the fact that the plastic injection molded part after the injection of the
  • this movement of the plastic injection-molded part is achieved by a displacement of a first tool half relative to a second tool half, in particular by a rotation of the two tool halves against each other. In this way, the procedure can be efficient and with a short
  • the plastic injection-molded part when the implementation of the plastic injection molded part is carried out in that one tool half is displaced, in particular rotated, relative to the other tool half, the plastic injection-molded part must be made of the first
  • Injection process can not be removed from the first mold half, but remains in the first mold half, which is then rotated relative to the second mold half such that the plastic injection molded part from the first injection into a second mold cavity
  • the provision of the second mold cavity may also be accomplished by reacting the in the first mold cavity
  • Tool cavity can be achieved.
  • Plastic injection molded part implemented in another injection molding tool and in the second provided there
  • the plastic injection molded part is held in the second tool cavity by the same holding mechanism as in the preforming tool.
  • Plastic injection molded part are in particular by the
  • the first mold cavity and the second mold cavity in the same injection mold
  • the first tool cavity is preferred by positioning a first tool half with respect to a second tool cavity
  • Mold cavity is provided in a second position of the first mold half with respect to the second mold half to achieve efficient positioning and process flow.
  • Reinforcing material is preferably in the form of a flat fabric part and / or in the form of a flat non-woven mat, which has a flexibility perpendicular to the surface normal, provided.
  • Reinforcement material can be used, so that the
  • Plastic injection molded part can also be adjusted by the choice of materials of the reinforcing material.
  • Plastic material between the reinforcing layers can by the appropriate dimensioning of the respective
  • Tool cavities are set.
  • the shape of the respective reinforcing layers can be predetermined by the corresponding contouring of the tool wall against which the respective reinforcing lugs abut. Accordingly, an individual profile can be formed for each reinforcement layer of the layered structure.
  • the present description further also relates to a plastic injection molded part, which by means of
  • Reinforcing material in particular a nonwoven mat or a fabric, is enclosed on a first side of a plastic material and on a second side of a further plastic material is enclosed, wherein the plastic material at least on one side of the
  • Reinforcing material has a three-dimensional structure. In this way, the known
  • planar In a further embodiment, the planar
  • Plastic injection molded part can be provided. Such a selective reinforcement of the plastic injection-molded part results in new design possibilities, in particular also with regard to special lightweight construction.
  • Reinforcing material can then take over the strength functions of three-dimensional injection molding contours.
  • a second planar reinforcing material may be positioned, in particular spaced in the direction of the surface normal of the first
  • Reinforcing material There may also be more than two layers of the reinforcing material layered, which may be arranged in particular at different distances from one another and at least two reinforcing layers may have a mutually different contour.
  • the present description also relates to an apparatus for producing a Plastic injection molded part.
  • the device comprises an injection molding tool with a first mold half and a second mold half, wherein a tool cavity is so
  • a reinforcing material is held by means of a holding mechanism in the mold cavity in such a manner against a wall of the cavity that on one side of the reinforcing material, a first mold cavity
  • the first mold half has at least one
  • Mold cavity may be provided, and the second mold half has at least two tool cavities, wherein the first mold cavity of the second mold half is formed so that by means of the holding mechanism
  • Reinforcing material can be kept adjacent to one wall of the mold cavity, and the second
  • Tool cavity of the second mold half is designed such that the second mold cavity can be provided, wherein the istkavtician the first mold half both with respect to the first mold cavity of the second mold cavity
  • Tool half as well as with respect to the second cavity of the second horrendus e can be positioned.
  • Figure 1 shows schematically an injection molding tool, wherein by means of core retraction technique, a mandrel can be withdrawn, wherein the mandrel is shown in Figure 1 in a first, advanced position and a first mold cavity is formed in the injection mold;
  • FIG. 2 shows the injection molding tool of FIG. 1 in one
  • a state in which the mold core is retracted to a second position to form a second mold cavity shows a second variant of a
  • Tool half and a second tool half can be moved relative to each other and in particular can be rotated against each other to form a corresponding first and a second mold cavity can; shows a preforming tool for performing the method according to another
  • Embodiment wherein in the preform a first mold cavity is formed; shows an injection molding tool with a second mold cavity, in which a molded with the preforming tool according to Figure 4 plastic injection molded part is inserted; and shows a fiber reinforced
  • FIGS. 1 and 2 show a first injection molding tool 1 which comprises a first tool half 10, a second tool half 12 and a mold core 14.
  • the mold core 14 is movable relative to the first mold half 10 and the second mold half 12 and can thus produce a second mold cavity.
  • FIG. 1 shows a configuration of the injection molding tool 1, according to which the mold core 14 in a first
  • a first runner 16 is provided in the first mold half 10, which communicates with the first mold cavity 20.
  • FIG 2 the injection molding tool 1 shown in Figure 1 is shown in a second configuration, according to which a second mold cavity 22 is formed by retracting the mold core 14 relative to the state shown in Figure 1.
  • a second runner 18 is in the second
  • Tool half 12 is provided, wherein the second runner 18 communicates with the second mold cavity 22 and for injecting the plastic melt in the second
  • Tool cavity 22 is used. To a plastic injection molded part according to the present
  • a flat reinforcing material in the form of a fabric mat 30 is first introduced into the first mold cavity 20.
  • the fabric mat 30 is introduced so that it rests flat against the mold cavity 20 the final wall of the mold core 14.
  • the fabric mat 30 is held by a plurality of retaining pins 40.
  • the retaining pins 40 protrude into the first mold cavity 20 and the
  • Fabric mat 30 can be fixed to these retaining pins 40 in their position such that the fabric mat 30 is held adjacent to the wall of the mandrel 14.
  • the injection mold 1 is closed by pressing the first mold half 10 hydraulically and / or electrically onto the second mold half 12. Subsequently, a first plastic melt can be injected into the first mold cavity 20 via the sprue 16.
  • the first shot of the injection process is injected with a dependent of the injected plastic material and the geometry of the tool pressure, for example, at a pressure of about 200 bar.
  • Geometry of the tool dependent reprinting for example, from about 600 bar, close.
  • the second mold cavity 22 is formed in a region between the fabric mat 30 and the wall of the core 14.
  • a further plastic material is then introduced into this second mold cavity 22 via the second runner 18 in a further shot of the injection process.
  • the injection-molded part 3 which carries the reinforcing material 30 and on one side of the reinforcing material 30 the plastic layer 32 injected in the first step, receives in accordance with the second injection process also on the other side of the reinforcing material 30 a
  • Plastic layer can, as customary in injection molded parts, be arbitrarily structured.
  • Reinforcing material constructed plastic structures can virtually any wall thickness perpendicular to the
  • Gutter channel 18 different plastic materials
  • Injection molded part may be required, for example, if the mechanical and / or chemical properties of the
  • planar reinforcing material 30 not only in one
  • planar reinforcing material 30 it is also possible for the planar reinforcing material 30 to be arranged in a three-dimensional alignment within the plastic injection molding part
  • plastic injection molded part In particular, it is possible, for example, by a corresponding configuration of the wall of the mold core 14, the flat
  • Reinforcing material 30 in a wavy, concave, convex or any other form form.
  • the shape of the wall against which the sheet-like reinforcing material 30 abuts is then assumed by the sheet-like reinforcing material 30 and subsequently in the resulting
  • the proposed method has the further advantage that for the first time a planar reinforcing material 30, which has a high flexibility due to its material properties as non-woven mat or as a fabric, in one
  • the core retraction method used in the method shown in Figs. 1 and 2 has the advantage that the second die cavity 22 can be made by simply retracting the mandrel 14, and thus a particularly high clock frequency can be achieved ,
  • a second device 1 'for carrying out the method is shown, which has a first tool half 100 and a second tool half 120.
  • the first tool half 100 has a first tool half 100 and a second tool half 120.
  • Tool half 100 is rotatable relative to the second tool half 120 about a rotation axis 110 such that two
  • Tool half 120 can be made.
  • the first tool half 100 has at least one tool cavity 200 and the second tool half 120 has a first tool cavity 220 and a second tool cavity 222 which are symmetrical to the axis of rotation 110 and complementary to the tool cavity 200 of the first
  • Tool half 100 are arranged.
  • Tool half 120 have different inner contours.
  • the plastic injection-molded part produced in the first tool cavity can in another
  • the first tool half 100 has two mutually identical tool cavities 200, the are arranged symmetrically to the rotation axis 110 and each complementary to the horrkavxtaten 220 and 222 of the second mold half 120.
  • the first tool cavity 220 of the second tool half 120 is formed with a holding mechanism in the form of the retaining pins 40 to hold the sheet reinforcing material 30 in the tool cavity 220 so as to abut against the corresponding wall of the second tool half 120.
  • the retaining mechanism in the form of the retaining pins 40 is released by retracting the retaining pins 40.
  • the wall of the first tool cavity 220 is shown in plan in FIG. 3, this wall may also be contoured in a desired manner to accommodate the
  • the process for producing the plastic injection molded part with the device 1 'then comprises the steps of inserting the reinforcing material 30 into the tool cavity 220 of the second tool half 120, wherein the reinforcing material 30 by means of the retaining pins 40 adjacent to the corresponding wall of the tool cavity 220 in the second tool half 120th is held.
  • the first tool half 100 has a tool cavity 200 in such a way that the first
  • Tool cavity 20 is formed on one side of the reinforcing material 30. Via a runner 16 in the first mold half 100, the plastic material is then injected into the mold cavity 20 such that the
  • Plastic injection molded part which originate from the retaining pins 40, closed by the still flowable plastic material and in particular the application of the emphasis.
  • the first mold half 100 together with the injection molded part 3 therein, which is the planar one
  • Tool half 120 matches. In particular, this is the first tool half 100 relative to the second
  • Tool half 120 is rotated about the axis of rotation 110, or it is implemented in a variant, the plastic injection molded part in another mold cavity.
  • the first tool half 100 In order to achieve a transfer or displacement of the first tool half 100 relative to the second tool half 120, the first tool half 100, if in her the
  • Plastic injection molded part 3 already exists, axially in
  • Plastic injection molded part 3 protrudes beyond the horrinibi 200 of the first mold half 100.
  • Tool half 100 only one type of cavities provided.
  • a first tool cavity 220 is for the first injection process and a second tool cavity 222 for the second injection process
  • planar reinforcing material 30 over its entire surface on the inner wall of the corresponding
  • Tool cavity 220 is applied to achieve an accurate orientation and positioning of the reinforcing material 30. In the second injection, however, in the first
  • Reinforcing material 30 are provided with an arbitrary contour. Accordingly, on the first page of the
  • Plastic injection molded part 3 other surface features, and in particular a different outer contour, are produced than on the second side of the reinforcing material 30th
  • Injection molding tool with two mutually displaceable or mutually rotatable tool halves 100, 120 can be performed here, a plastic injection molded part can be made efficiently and flexibly.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment in which a preform tool 3 'is produced in a preform tool 1 ", wherein a first tool half 100 and a second tool half 120 of the preform tool 1" are in turn provided with a holding mechanism in the form of holding pins 40 which is a flat reinforcing material 30 adjacent to a cavity inner wall of the second tool half 120, hold.
  • first tool half 100 By means of the first tool half 100 is a first
  • Mold cavity 20 is provided in which over the first runner 16 plastic material can be injected on one side of the planar Verstarkungsraaterials 30, wherein after the injection process, the retaining pins 14th
  • the preform thus produced is then in a
  • Preform can in turn be held in position in the injection molding tool 1 '' 'by means of retaining pins 40.
  • the preform may also be used for positioning
  • Mold cavity 22 is formed. Via the second sprue channel 18 can then in the second mold half 120 provided by the second mold cavity 22nd
  • Plastic material is already slightly hardened so that generated by the retaining pins 14 in the preform
  • Openings remain. These openings can then serve for the exact subsequent positioning of the preform in the injection molding tool 1 ''', wherein the retaining pins 40 of the injection molding tool 1''' can be passed through the corresponding openings.
  • a planar reinforcing material is inserted into the tool cavity, but at least two. It can
  • Kunststoffrnaterials repeated as often as desired in the corresponding mold cavity, so that different layers of reinforcing material and plastic material can be stacked on top of each other.
  • Design of the tool wall, on which it is held adjacent to be provided with an individual contour.
  • FIG. 6 shows a plastic injection-molded part 3 which has a planar reinforcing material 30 and a one-sided arrangement of the reinforcing material
  • Injection molded plastic structure 34 includes.
  • Plastic injection molded part which is produced by means of the described method that the reinforcing material 30 over its entire surface from both sides of the respective
  • Plastic structures 32, 34 is encircled. Furthermore, any desired wall thicknesses of the sprayed-on plastic material can be produced both on the inside of the reinforcing material 30 and on the other side of the reinforcing material 30, and in particular on both sides of the planar one Reinforcing material can be constructed any injection molding structures.
  • planar In a further embodiment, the planar
  • Reinforcement material 30 may be provided only in a portion of the resulting plastic injection molded part.
  • Reinforcing material may be provided, wherein the layers of the reinforcing material may be spaced apart from each other and the individual reinforcing layers may have different contours.
  • Reinforcing material are also only partially introduced s that it is present in the resulting plastic injection molded part only i a certain area. Such a partial provision of the reinforcing material is particularly advantageous in the area around inserted screws or pins for reinforcement. It should be noted that just a reinforcing material with a smaller

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem flächigen Verstärkungsmaterial verstärkten, insbesondere gewebeverstärkten oder vliesverstärkten, Kunststoffspritzgussteils (3, 3'), wobei das Verfahren die Schritte des Haltens eines Verstärkungsmaterials (30), insbesondere eines Gewebes oder einer Vliesmatte, in einem Spritzgusswerkzeug anliegend an einer Werkzeugwand, des Bereitstellens eines ersten Werkzeughohlraums (20) auf einer Seite des Verstärkungsmaterials, des Einspritzens eines Kunststoffmaterials in den ersten Werkzeughohlraum, des darauf folgenden Bereitstellens eines zweiten Werkzeughohlraums (22) auf der zweiten Seite des Verstärkungsmaterials, und des Einspritzens eines Kunststoffmaterials in den zweiten Werkzeughohlraum umfasst.

Description

Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten
Kunststoffspritzgussteils
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines faserverstärkten, insbesondere
gewebeverstärkten, Kunststoffspritzgussteils , eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, sowie ein mit dem Verfahren hergestelltes Kunststoffspritzgussteil .
Hintergrund der Erfindung
Bekannt ist es, faserverstärkte Kunststoffteile durch
Laminieren mindestens einer Lage flächigen
Verstärkungsmaterials mit einem Kunststoffmaterial
herzustellen. Dabei wird typischer Weise zunächst eine erste Lage Kunststoffmaterial auf eine Positiv- oder Negativform aufgebracht, dann das flächige Verstärkungsmaterial auf die Kunststoffläge gelegt und durch Aufbringen mindestens einer weiteren Lage Kunststoffmaterial zusammenlaminiert. Auf diese Weise können einfach flächige Kunststoffteile hergestellt werden, so wie sie beispielsweise im Bootsbau Verwendung finden. Typischer Weise werden hier GFK Matten als flächiges Verstärkungsmaterial verwendet, wobei die GFK Matten als Gewebe oder als Vlies vorliegen können.
Faserverstärkter Kunststoff ist auch im Bereich des
Spritzgießens bekannt, hier werden die jeweiligen
Fasermaterialien jedoch als kurze oder lange Einzelfasern zusammen mit der Kunststoffschmelze in das jeweilige
Spritzgusswerkzeug eingespritzt. Entsprechend orientieren sich die Einzelfasern weitgehend zufällig im resultierenden Kunststoffspritzgussteil , abhängig vom jeweiligen
Fließverhalten der Kunststoffschmelze . Im Bereich des Spritzgießens wurden bisher jedoch keine flächigen Verstärkungsmaterialien in die
Kunststoffspritzgussteile eingebracht, insbesondere auch deshalb nicht, weil angenommen wurde, dass eine exakte
Positionierung diese Verstärkungsmaterialien im
Spritzgusswerkzeug nicht möglich ist und sich das
Verstärkungsmaterial beim Einspritzen des Kunststoffmaterials in das jeweilige Spritzgusswerkzeug mit der Strömung des flüssigen Kunststoffmaterials verschieben würde.
Aus der DE 10 2008 055 477 AI ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein vorfabriziertes Halbprodukt, welches mindestens eine Vliesmatte und mindestens eine Einlage umfasst, mit einem Kunststoff laminiert wird. Nachteilig an diesem
Verfahren ist der hohe Zeitaufwand zur Herstellung des faserverstärkten Halbprodukts, welches dann in einem zweiten Schritt zu dem faserverstärkten Verbundteil laminiert wird. Es handelt sich bei dem gezeigten Verfahren nicht um ein Spritzgussverfahren.
Aus der US 2009/0050263 AI ist ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform mittels eines Laminierprozesses , und eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung dieser Vorform. Nachteilig an diesem Verfahren ist der hohe Zeitaufwand, der sich für eine effiziente Massenherstellung nicht eignet.
Beschreibung
Ausgehend von den bekannten Verfahren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem flächigen Verstärkungsmaterial verstärkten, insbesondere gewebeverstärkten oder vliesverstärkten,
Runststoffspritzgussteil bereitzustellen.
Ein solches Verfahren zur Herstellung eines mit einem
flächigen Verstärkungsmaterial verstärkten, insbesondere gewebeverstärkten oder vliesverstärkten, Kunststoffspritzgussteils umfasst die Schritte des Haltens eines flächigen Verstärkungsmaterials, insbesondere eines Gewebes oder einer Vliesmatte, in einer Kavität eines
Spritzgusswerkzeugs anliegend an einer Werkzeugwand, das Bereitstellen eines ersten Werkzeughohlraumes auf einer Seite des Verstärkungsmaterials und des anschließenden Einspritzens eines Kunststoffmaterials in den ersten Werkzeughohlraum.
Danach wird ein zweiter Werkzeughohlraum auf der zweiten Seite des flächigen Verstärkungsmaterials bereitgestellt und ein Kunststoffmaterial wird in diesen zweiten
Werkzeughohlräum eingespritzt.
Dadurch, dass das flächige Verstärkungsmaterial im ersten Spritzgussschritt auf einer Seite an der Werkzeugwand anliegt und dabei gehalten wird, kann vermieden werden, dass sich das Verstärkungsmaterial beim Einspritzen der Kunststoffschmelze unkontrolliert im Werkzeughohlraum verschiebt oder zusammen mit dem Fluss der Kunststoffschmelze „davon schwimmt". Es wird vielmehr durch die Anordnung des Verstärkungsmaterials an der Werkzeugwand erreicht, dass in einer definierten
Orientierung in dem Werkzeughohlraum gehalten wird. Durch die direkte Anlage des flächigen Verstärkungsmaterials an der Werkzeugwand ist es insbesondere möglich, dass das flächige Verstärkungsmaterial nicht nur bezüglich seiner beiden
Flächendimensionen (Höhe und Breite) in einer definierten Orientierung gehalten wird, sondern es kann durch eine
Konturierung der entsprechenden Werkzeugwand auch eine dreidimensionale Orientierung des Verstärkungsmaterials erreicht werden. Das flächige Verstärkungsmaterial kann also auch in der Richtung seiner Flächennormalen {Tiefe} mit einer Form bzw. Kontur versehen werden.
Durch geeignete Wahl der Position des Anspritzkanals relativ zu dem gehaltenen Verstärkungsmaterial kann auch erreicht werden, dass das Verstärkungsmaterial kontrolliert in eine bestimmte Kontur an der jeweiligen Werkzeugwand hineinfließt. Auf diese Weise ist es möglich, das flächige
Verstärkungsmaterial in einem Kunststoffspritzgussteil in geeigneter Weise dreidimensional zu positionieren.
Weiterhin ist es durch die aufeinander folgenden Schritte des Spritzgießens auf beiden Seiten des Verstärkungsmaterials möglich, auf beiden Seiten des Verstärkungsmaterials
beliebige Strukturen aufzubauen. Diese Strukturen sind die typischen Merkmale eines Spritzgussteils. Mit dem
vorliegenden Verfahren wird es nun möglich, die bekannten Spritzgussstrukturen mit einem an beliebiger Stelle und in beliebiger Orientierung in dem resultierenden Spritzgussteil positionierten flächigen Verstärkungsmaterial weiter zu verstärken .
Das Einbringen des Verstärkungsmaterials in das
Kunststoffspritzgussteil schließt nicht aus, dass die
Kunststoffschmelze weiterhin mit kurzen oder langen
Einzelfasern verstärkt ist.
Durch das Bereitstellen des ersten Werkzeughohlraums auf der einen Seite des Verstärkungsmaterials wird auf diese Weise ein Spritzgussteil hergestellt, welches auf dieser Seite des flächigen Verstärkungsmaterials den Aufbau einer beliebigen Wandstärke und/oder beliebiger Spritzgussstrukturen,
ausgehend von dem Verstärkungsmaterial, zulässt. Durch das darauffolgende Bereitstellen eines zweiten Werkzeughohlraums auf der anderen Seite des flächigen Verstärkungsmaterials, also auf der gegenüberliegenden Seite, kann auch auf dieser Seite des flächigen Verstärkungsmaterials eine beliebige Wandstärke bzw. Struktur aus Kunststoffmaterial aufgebaut werden. Entsprechend kann so mittels des angegebenen
Verfahrens ein mit einem flächigen Verstärkungsmaterial, insbesondere einer Gewebematte oder einer Vliesmatte, verstärktes Kunststoffspritzgussteil erhalten werden, bei welchem sich auf beiden Seiten des Verstärkungsmaterials eine beliebige Wandstärke aufbauen lässt. Weiterhin kann die Oberflächenbeschaf enheit auf beiden
Seiten des erhaltenen Kunststoffspritzgussteils verbessert werden, da die jeweiligen Außenseiten des erhaltenen
Kunststoffspritzgussteils von entsprechend strukturierbaren bzw. konturierbaren Werkzeugflächen ausgebildet werden.
Durch das beschriebene Verfahren werden nicht nur die
Oberflachenanmutung und eine beliebige Dickenstrukturierung des Kunststoffspritzgussteils erreicht, sondern es ist weiterhin möglich, das Kunststoffspritzgussteil ohne den zusätzlichen Schritt des Herstellens eines Halbprodukts oder Vorformlings durchzuführen, so dass hier kurze
Herstellungszeiten bzw. Taktzeiten realisiert werden können.
Zur Durchführung des Verfahrens kann das Verstärkungsmaterial an einem Formkern angelegt werden und der Formkern zur
Bereitstellung des zweiten Werkzeughohlraums entsprechend zurückgezogen werden. Auf diese Weise kann das Verfahren mittels Kernrückzugtechnik effizient und zeitsparend
durchgeführt werden.
Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren des Laminierens ist das vorliegende Verfahren deutlich schneller, da das vorliegende Verfahren im Prinzip mit dem Takt einer Spritzgussmaschine durchgeführt werden kann. Hierdurch wird die Anwendung auch für höhere Stückzahlen möglich.
Bevorzugt wird das Verfahren auf einer
Zweikomponentenspritzgießmaschine verwendet, wobei auf der einen Seite des Verstärkungsmaterials ein erstes
Kunststoffmaterial auf der zweiten Seite des
Verstärkungsmaterials ein zweites Kunststoffmaterial
verwendet werden kann. Entsprechend kann auf der Innenseite eines Kunststoffspritzgussteils ein anderes
Kunststoffmaterial vorhanden sein, als auf dessen Außenseite. Insbesondere kann auch ein Kunststoffmaterial mit einer anderen Farbe verwendet werden.
Bevorzugt wird das flächige Verstärkungsmaterial an der Wand des Spritzgusswerkzeugs mittels mindestens eines
Haltemechanismus, insbesondere mindestens eines Haltestifts, in Position gehalten bis das Kunststoffmaterial in das
Spritzgusswerkzeug auf der ersten Seite des
Verstärkungsmaterials eingespritzt wurde. Bevorzugt wird nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in das
Spritzgusswerkzeug auf der ersten Seite des
Verstärkungsmaterials der Haltemechanismus gelöst, solange der Kunststoff noch fließfähig ist. Auf diese Weise wird es möglich, dass die möglicherweise durch den Haltemechanismus entstehenden Fehlstellen in dem Kunststoffspritzgussteil geschlossen werden können, insbesondere durch den
aufgebrachten Nachdruck beim Spritzvorgang.
In einer Variante wird vor dem Lösen des Haltemechanismus ein zumindest teilweises Aushärten des eingespritzten
Kunststoffmaterials abgewartet, so dass die durch den
Haltemechanismus in dem Kunststoffspritzgussteil
eingebrachten Abdrücke, und insbesondere die durch
Haltestifte hervorgerufenen Öffnungen, im resultierenden Kunststoffspritzgussteil erhalten bleiben. Diese Abdrücke bzw. Öffnungen können später beispielsweise zur
Positionierung des Kunststoffspritzgussteils dienen.
Ein alternativer oder zusätzlicher Haltemechanismus wird durch Einklemmen des Verstärkungsmaterials zwischen zwei Werkzeughälften erreicht. Dabei muss das Verstärkungsmaterial entsprechend dimensioniert sein, um zwischen den
entsprechenden Werkzeughälften angeordnet und eingeklemmt werden zu können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der zweite
Werkzeughohlraum auf der zweiten Seite des Verstärkungsmaterials dadurch bereitgestellt werden, dass das Kunststoffspritzgussteil nach dem Einspritzen des
Kunststoffmaterials in das Spritzgusswerkzeug auf einer ersten Seite des Verstärkungsmaterials in eine zweite
Werkzeugkavität umgesetzt wird, in welcher der zweite
Werkzeughohlraum entsprechend bereitgestellt ist. Bevorzugt wird dieses Umsetzen des Kunststoffspritzgussteils durch eine Verschiebung einer ersten Werkzeughälfte gegenüber einer zweiten Werkzeughälfte erreicht, insbesondere durch eine Rotation der beiden Werkzeughälften gegeneinander. Auf diese Weise kann das Verfahren effizient und mit einer kurzen
Taktzeit durchgeführt werden.
Insbesondere wenn das Umsetzen des Kunststoffspritzgussteils dadurch durchgeführt wird, dass eine Werkzeughälfte gegenüber der anderen Werkzeughälfte verschoben, insbesondere rotiert wird, muss das Kunststoffspritzgussteil aus dem ersten
Einspritzvorgang nicht aus der ersten Werkzeughälfte entfernt werden, sondern verbleibt in der ersten Werkzeughälfte, welche gegenüber der zweiten Werkzeughälfte dann derart rotiert wird, dass das Kunststoffspritzgussteil aus dem ersten Spritzvorgang in eine zweite Werkzeugkavität
eingebracht wird.
Das Bereitstellen des zweiten Werkzeughohlraums kann auch durch Umsetzen des in dem ersten Werkzeughohlräum
hergestellten Kunststoffspritzgussteils in eine andere
Werkzeugkavität erreicht werden.
In einer weiteren Variante des Verfahrens wird das
Verstärkungsmaterial zunächst in ein Preformwerkzeug
anliegend an eine Wand eingelegt und Kunststoffmaterial wird in dieses Preformwerkzeug auf einer ersten Seite des
Verstärkungsmaterials eingespritzt. Dann wird das
Kunststoffspritzgussteil in ein anderes Spritzgusswerkzeug umgesetzt und in den dort bereitgestellten zweiten
Werkzeughohlraum ein Kunststoffmaterial eingespritzt. Bevorzugt wird das Kunststoffspritzgussteil in der zweiten Werkzeugkavität durch den gleichen Haltemechanismus wie in dem Preformwerkzeug gehalten.
Insbesondere in dieser Variante des Verfahrens ist es vorteilhaft, die von dem Haltemechanismus hervorgerufenen Abdrücke bzw. Öffnungen in dem im Preformwerkzeug
hergestellten Kunststoffspritzgussteil zu erhalten, um anhand dieser definierten Positionen das Kunststoff pritzgussteil in dem Spritzgusswerkzeug definiert halten zu können.
Um Fehlstellen in dem resultierenden Kunststoff pritzgussteil zu verringern, wird bevorzugt der Haltemechanismus gelöst, solange das in den ersten Werkzeughohlraum eingespritzte Kunststoffmaterial noch fließfähig ist und die durch den Haltemechanismus hinterlassenen Fehlstellen im
Kunststoffspritzgussteil werden insbesondere durch das
Aufbringen eines Nachdrucks im Wesentlichen geschlossen.
Bevorzugt wird der erste Werkzeughohlraum und der zweite Werkzeughohlraum im gleichen Spritzgusswerkzeug
bereitgestellt, um auf diese Weise einen effizienten
Prozessablauf des Spritzgießens zu erreichen und eine genaue Maßhaltigkeit zu erreichen.
Der erste Werkzeughohlraum wird bevorzugt durch Positionieren einer ersten Werkzeughälfte bezüglich einer zweiten
Werkzeughälfte bereitgestellt, und der zweite
Werkzeughohlraum wird in einer zweiten Position der ersten Werkzeughälfte bezüglich der zweiten Werkzeughälfte bereit gestellt, um auf diese Weise eine effiziente Positionierung und einen effizienten Verfahrensablauf zu erreichen.
Das im beschriebenen Verfahren verwendete flächige
Verstärkungsmaterial wird bevorzugt in Form eines flächigen Gewebeteils und/oder in Form einer flächigen Vliesmatte, welche eine Flexibilität senkrecht zu der Flächennormalen aufweist, bereit gestellt.
In dem beschriebenen Verfahren können auch mindestens zwei flächige Verstärkungsmaterialien verwendet werden, so dass hieraus ein Kunststoffspritzgussteil mit an unterschiedlichen Stellen angeordnetem Verstärkungsmaterial, oder mit zwei oder mehreren Lagen von übereinander angeordnetem
Verstärkungsmaterial resultiert. Es können auch
unterschiedliche Materialien als das flächige
Verstärkungsmaterial verwendet werden, so dass die
Materialeigenschaften des resultieren
Kunststoffspritzgussteils auch durch die Wahl der Materialien des Verstärkungsmaterials eingestellt werden können.
Bevorzugt wird in dem Verfahren auch im zweiten
Werkzeughohlraum ein zweites flächiges Verstärkungsmaterial in der Werkzeugkavität an der Werkzeugwand anliegend gehalten und nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den zweite Werkzeughohlraum wird ein dritter Werkzeughohlraum auf der zweiten Seite des zweiten flächigen Verstärkungsmaterials vorgesehen, in welchen ein weiteres Kunststoffmaterial eingespritzt wird. Auf diese Weise lässt sich auch das zweite flächige Verstärkungsmaterial im resultierenden
Kunststo fspritzgussteil beliebig positionieren und mit einer dreidimensionalen Kontur versehen. Dieser Ver ahrensschritt lässt sich beliebig oft wiederholen um eine entsprechende Schichtung von Lagen von Verstärkungsmaterial und Lagen von Kunststoffmaterial zu erreichen. Die Dicke des
Kunststoffmaterials zwischen den Verstärkungslagen kann durch die entsprechende Dimensionierung der jeweiligen
Werkzeughohlräume eingestellt werden. Die Form der jeweiligen Verstärkungslagen kann durch die entsprechende Konturierung der Werkzeugwand, an der die jeweilige Verstärkungsläge anliegt, vorgegeben werden. Entsprechend lässt sich für jede Verstärkungslage der geschichteten Struktur ein individuelles Profil ausbilden. Die vorliegende Beschreibung bezieht sich weiterhin auch auf ein Kunststoffspritzgussteil , welches mittels des
beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde. Insbesondere bezieht sich die Beschreibung auch auf ein solches
Kunststoffspritzgussteil , bei welchem ein flächiges
Verstärkungsmaterial, insbesondere eine Vliesmatte oder ein Gewebe, auf einer ersten Seite von einem Kunststoffmaterial umschlossen ist und auf einer zweiten Seite von einem weiteren Kunststoffmaterial umschlossen ist, wobei das Kunststoffmaterial mindestens auf einer Seite des
Verstärkungsmaterials eine dreidimensionale Struktur aufweist. Auf diese Weise lassen sich die bekannten
Spritzgussstrukturen mit den Vorteilen des Einbringens eines flächigen Verstärkungsmaterials verbinden.
In einer weiteren Ausführungsform kann das flächige
Verstärkungsmaterial nur in einem Bereich des
Kunststoffspritzgussteils vorgesehen sein. Durch eine solche selektive Verstärkung des Kunststoffspritzgussteils ergeben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten, insbesondere auch im Hinblick auf besonderen Leichtbau. Das flächige
Verstärkungsmaterial kann dann die Festigkeitsfunktionen von dreidimensionalen Spritzgusskonturen übernehmen.
In dem Kunststoffspritzgussteil kann ein zweites flächiges Verstärkungsmaterial positioniert sein, insbesondere beabstandet in Richtung der Flächennormalen des ersten
Verstärkungsmaterials. Es können auch mehr als zwei Lagen des Verstärkungsmaterials geschichtet vorliegen, wobei diese insbesondere mit unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sein können und mindestens zwei Verstärkungslagen eine sich voneinander unterscheidende Kontur aufweisen können .
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich weiterhin auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffspritzgussteils . Die Vorrichtung umfasst dabei ein Spritzgusswerkzeug mit einer ersten Werkzeughälfte und einer zweiten Werkzeughälfte, wobei eine Werkzeugkavität so
ausgebildet ist, dass ein Verstärkungsmaterial mittels eines Haltemechanismus in der Werkzeugkavität derart an einer Wand der Kavität anliegend gehalten wird, dass auf einer Seite des Verstärkungsmaterials ein erster Werkzeughohlraum
bereitgestellt wird. Weiterhin ist ein Mechanismus zur
Bereitstellung eines zweiten Werkzeughohlraums auf der anderen Seite des Verstärkungsmaterials vorgesehen, nachdem ein Kunststoffmaterial in den ersten Werkzeughohlraum
eingespritzt wurde.
Bevorzugt weist die erste Werkzeughälfte zumindest eine
Werkzeugkavität auf, mittels welcher der erste
Werkzeughohlraum bereitgestellt werden kann, und die zweite Werkzeughälfte weist mindestens zwei Werkzeugkavitäten auf, wobei die erste Werkzeugkavität der zweiten Werkzeughälfte so ausgebildet ist, dass mittels des Haltemechanismus das
Verstärkungsmaterial an einer Wand der Werkzeugkavität anliegend gehalten werden kann, und die zweite
Werkzeugkavität der zweiten Werkzeughälfte derart ausgebildet ist, dass der zweite Werkzeughohlraum bereitgestellt werden kann, wobei die Werkzeugkavität der ersten Werkzeughälfte sowohl gegenüber der ersten Werkzeugkavität der zweiten
Werkzeughälfte, als auch gegenüber der zweiten Kavität der zweiten Werkzeughälf e positioniert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen exemplarisch Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, das Verfahren selbst, sowie mit dem Verfahren hergestellte Kunststoffspritzgussteile beschrieben.
Dabei zeigen: Figur 1 schematisch ein Spritzgusswerkzeug, bei welchem mittels Kernrückzugstechnik ein Formkern zurückgezogen werden kann, wobei der Formkern in Figur 1 in einer ersten, vorgeschobenen Position dargestellt ist und ein erster Werkzeughohlraum im Spritzgusswerkzeug ausgebildet ist;
Figur 2 zeigt das Spritzgusswerkzeug der Figur 1 in einem
Zustand, in welchem der Formkern zur Ausbildung eines zweiten Werkzeughohlraums in eine zweite Position zurückgezogen ist; zeigt eine zweite Variante eines
Spritzgusswerkzeugs, bei welchem eine erste
Werkzeughälfte und eine zweite Werkzeughälfte relativ zueinander bewegt werden können und insbesondere gegeneinander rotiert werden können, um entsprechend einen ersten und einen zweiten Werkzeughohlräum ausbilden zu können; zeigt ein Preformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel, wobei im Preformwerkzeug ein erster Werkzeughohlraum ausgebildet wird; zeigt ein Spritzgusswerkzeug mit einem zweiten Werkzeughohlraum, in welchen ein mit dem Preformwerkzeug gemäß Figur 4 erzeugtes Kunststoffspritzgussteil eingelegt ist; und zeigt ein faserverstärktes
Kunststoffspritzgussteil, welches in dem
Spritzgusswerkzeug gemäß Figur 3 hergestellt wurde
Detaillierte Beschreibung Im Folgenden wird eine Vorrichtung bzw. ein System zur
Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines mit einem flächigen Verstärkungsmaterial verstärkten, insbesondere gewebeverstärkten oder vliesverstärkten,
Kunststoffspritzgussteils beschrieben werden. Dabei
bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. ähnliche
Elemente oder Bauteile in den jeweiligen Figuren und eine wiederholte Beschreibung kann fortgelassen werden, um
Wiederholungen zu vermeiden.
In Figuren 1 und 2 ist ein erstes Spritzgusswerkzeug 1 gezeigt, welches eine erste Werkzeughälfte 10, eine zweite Werkzeughälfte 12 und einen Formkern 14 umfasst. Der Formkern 14 ist relativ zu der ersten Werkzeughälfte 10 und der zweiten Werkzeughälfte 12 bewegbar und kann auf diese Weise einen zweiten Werkzeughohlraum erzeugen.
In Figur 1 ist eine Konfiguration des Spritzgusswerkzeugs 1 gezeigt, gemäß welcher der Formkern 14 in einer ersten
Position vorliegt und in dem Spritzgusswerkzeug 1 ein erster Werkzeughohlraum 20 ausgebildet ist. Um die
Kunststoffschmelze in den ersten Werkzeughohlraum 20
einspritzen zu können, ist in der ersten Werkzeughälfte 10 ein erster Angusskanal 16 vorgesehen, welcher mit dem ersten Werkzeughohlraum 20 kommuniziert.
In Figur 2 ist das in Figur 1 gezeigte Spritzgusswerkzeug 1 in einer zweiten Konfiguration gezeigt, gemäß welcher ein zweiter Werkzeughohlraum 22 durch Zurückziehen des Formkerns 14 relativ zu dem in Figur 1 gezeigten Zustand ausgebildet ist. Ein zweiter Angusskanal 18 ist in der zweiten
Werkzeughälfte 12 vorgesehen, wobei der zweite Angusskanal 18 mit dem zweiten Werkzeughohlraum 22 kommuniziert und zum Einspritzen der Kunststoffschmelze in den zweiten
Werkzeughohlraum 22 dient. Um ein Kunststoffspritzgussteil gemäß dem vorliegend
beschriebenen Verfahren herzustellen, wird zunächst ein flächiges Verstärkungsmaterial in Form einer Gewebematte 30 in den ersten Werkzeughohlraum 20 eingebracht. Dabei wird die Gewebematte 30 so eingebracht, dass sie flächig an der den Werkzeughohlraum 20 abschließenden Wand des Formkerns 14 anliegt .
Um eine Fixierung der Gewebematte 30 in dem Werkzeughohlraum an der Wand des Formkerns 14 unabhängig von der tatsächlichen Lage des Werkzeugs zu erreichen, wird die Gewebematte 30 von mehreren Haltestiften 40 gehalten. Die Haltestifte 40 ragen dazu in den ersten Werkzeughohlraum 20 herein und die
Gewebematte 30 kann an diesen Haltestiften 40 in ihrer Lage derart fixiert werden, dass die Gewebematte 30 anliegend an der Wand des Formkerns 14 gehalten wird.
Obwohl die Wand des Formkerns 14 in der Figur 1 plan
eingezeichnet ist, kann diese Wand auch in einer gewünschten Weise konturiert sein, um das Verstärkungsmaterial 30 in einer entsprechenden dreidimensionalen Form in dem
resultierenden Kunststoffspritzgussteil zu orientieren.
Dann wird das Spritzgusswerkzeug 1 dadurch geschlossen, dass die erste Werkzeughälfte 10 hydraulisch und/oder elektrisch auf die zweite Werkzeughälfte 12 gepresst wird. Nachfolgend kann über den Angusskanal 16 eine erste Kunststoffschmelze in den ersten Werkzeughohlraum 20 eingespritzt werden. Der erste Schuss des Spritzvorgangs wird dabei mit einem von dem einzuspritzenden Kunststoffmaterial und der Geometrie des Werkzeugs abhängigen Druck eingespritzt, beispielsweise bei einem Druck von ca. 200 bar.
In einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens wird direkt nach dem Einbringen des ersten Schusses der
Haltemechanismus in Form der Haltestifte 40 gelöst bzw. die Haltestifte 40 werden zurückgezogen, so dass sich die durch die Haltestifte 40 in dem Spritzgussteil gebildeten Abdrücke aufgrund des noch etwas fließfähigen Kunststoffs und aufgrund des von dem eingespritzten Kunststoffmaterial und der
Geometrie des Werkzeugs abhängigen Nachdrucks, beispielsweise von ca. 600 bar, schließen.
Dann wird zur Herstellung eines zweiten Werkzeughohlraums 22 der Kern 14 relativ zu der zweiten Werkzeughälfte 12
zurückgezogen, um den zweiten Werkzeughohlraum 22 zu
definieren. Der zweite Werkzeughohlraum 22 wird dabei in einem Bereich zwischen der Gewebematte 30 und der Wand des Kerns 14 ausgebildet.
Nach der Ausbildung des zweiten Werkzeughohlraums 22 wird dann über den zweiten Angusskanal 18 in einem weiteren Schuss des Spritzvorganges ein weiteres Kunststoffmaterial in diesen zweiten Werkzeughohlraum 22 eingebracht.
Das Spritzgussteil 3, welches das Verstärkungsmaterial 30 und auf einer Seite des Verstärkungsmaterials 30 die im ersten Schritt eingespritzte Kunststoffschicht 32 trägt, erhält entsprechend durch den zweiten Einspritzvorgang auch auf der anderen Seite des Verstärkungsmaterials 30 eine
Kunststoffschicht . Sowohl die erste als auch die zweite
Kunststoffschicht können dabei, wie bei Spritzgussteilen üblich, beliebig strukturiert werden. Insbesondere ist es mit dem beschriebenen Verfahren entsprechend möglich, das flächige Verstärkungsmaterial 30 an einer beliebigen Position innerhalb des resultierenden Spritzgussteils zu
positionieren. Die auf beiden Seiten des flächigen
Verstärkungsmaterials aufgebauten Kunststoffstrukturen können dabei quasi eine beliebige Wanddicke senkrecht zu dem
Verstärkungsmaterial annehmen.
Abhängig von dem gewünschten Kunststoffspritzgussteil können bei dem Verfahren mit dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Spritzgusswerkzeug beim Einspritzen über den ersten Angusskanal 16 und beim Einspritzen über den zweiten
Angusskanal 18 unterschiedliche Kunststoffraaterialien
verwendet werden. Insbesondere kann auf der einen Seite des flächigen Verstärkungsmaterials 30 ein hartes
Kunststoffmaterial verwendet werden und auf der anderen Seite ein weiches, beispielsweise ein gummiähnliches Material oder ein Kunststoffmaterial anderer Farbe. Ein solches
Spritzgussteil kann beispielsweise gefordert sein, wenn die mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften des
resultierenden Kunststoffspritzgussteils auf der Innenseite und der Außenseite unterschiedlich sein sollen.
Weiterhin ist es bei dem offenbarten Verfahren möglich, das flächige Verstärkungsmaterial 30 nicht nur in einer
beliebigen flächenbezogenen Orientierung in dem erzeugten Kunststoffspritzgussteil anzuordnen, es wird vielmehr auch möglich, das flächige Verstärkungsmaterial 30 auch in einer dreidimensionalen Ausrichtung innerhalb des
Kunststoffspritzgussteils anzuordnen. Insbesondere ist es beispielsweise durch eine entsprechende Ausgestaltung der Wand des Formkerns 14 möglich, das flächige
Verstärkungsmaterial 30 in einer wellenförmigen, konkaven, konvexen oder jeglicher anderer Form auszubilden. Die Form der Wand, an der das flächige Verstärkungsmaterial 30 anliegt, wird dann durch das flächige Verstärkungsmaterial 30 angenommen und nachfolgend im resultierenden
Kunststoffspritzgussteil beibehalten. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Gewebematte in dem Kunststoffspritzgussteil in einer zickzackförmigen, konkaven, konvexen oder
wellenförmigen Anordnung vorliegen.
Das vorgeschlagene Verfahren hat den weiteren Vorteil, dass zum ersten Mal ein flächiges Verstärkungsmaterial 30, welches aufgrund seiner Materialeigenschaften als Vliesmatte oder als Gewebe eine hohe Flexibilität aufweist, in einem
Spritzgussverfahren in einer definierten Orientierung zur Verstärkung eines Kunststoffspritzgussteils verwendet werden zu können.
Das Kernrückzugsverfahren, welches in dem Verfahren, welches in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, verwendet wird, hat den Vorteil, dass der zweite Werkzeughohlraum 22 durch einfaches Zurückziehen des Formkerns 14 hergestellt werden kann und auf diese Weise eine besonders hohe Taktfrequenz erreicht werden kann .
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches in Figur 3 gezeigt ist, wird eine zweite Vorrichtung 1' zur Durchführung des Verfahrens gezeigt, welche eine erste Werkzeughälfte 100 und eine zweite Werkzeughälfte 120 aufweist. Die erste
Werkzeughälfte 100 ist gegenüber der zweiten Werkzeughälfte 120 um eine Drehachse 110 derart rotierbar, dass zwei
unterschiedliche Werkzeughohlräume mittels des Rotierens der ersten Werkzeughälfte 100 gegenüber der zweiten
Werkzeughälfte 120 hergestellt werden können.
Insbesondere weist die erste Werkzeughälfte 100 mindestens eine Werkzeugkavität 200 auf und die zweite Werkzeughälfte 120 weist eine erste Werkzeugkavität 220 und eine zweite Werkzeugkavität 222 auf, die symmetrisch zu der Drehachse 110 und komplemetär zu der Werkzeugkavität 200 der ersten
Werkzeughälfte 100 angeordnet sind. Die erste Werkzeugkavität 220 und die zweite Werkzeugkavität 222 der zweiten
Werkzeughälfte 120 weisen unterschiedliche Innenkonturen auf.
In einer Variante kann das in dem ersten Werkzeughohlräum erzeugte Kunststoffspritzgussteil in eine weitere
Werkzeugkavität umgesetzt, um auf diese Weise den zweiten Werkzeughohlraum auszubilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die eine kürzere
Taktzeit ermöglicht, weist die erste Werkzeughälfte 100 zwei zueinander identische Werkzeugkavitäten 200 auf, die symmetrisch zu der Drehachse 110 und jeweils komplementär zu den Werkzeugkavxtaten 220 und 222 der zweiten Werkzeughälfte 120 angeordnet sind.
Die erste Werkzeugkavität 220 der zweiten Werkzeughälfte 120 ist mit einem Haltemechanismus in Form der Haltestifte 40 ausgebildet, um das flächige Verstärkungsmaterial 30 in der Werkzeugkavität 220 derart zu halten, dass das es an der entsprechenden Wand der zweiten Werkzeughälfte 120 anliegt. Der Haltemechanismus in Form der Haltestifte 40 wird durch Zurückziehen der Haltestifte 40 gelöst.
Obwohl die Wand der ersten Werkzeugkavität 220 in der Figur 3 plan eingezeichnet ist, kann diese Wand auch in einer gewünschten Weise konturiert sein, um das
Verstärkungsmaterial 30 in einer entsprechenden
dreidimensionalen Form in dem resultierenden
Kunststoffspritzgussteil zu orientieren.
Der Vorgang zum Herstellen des Kunststoffspritzgussteils mit der Vorrichtung 1' umfasst dann die Schritte des Einlegens des Verstärkungsmaterials 30 in die Werkzeugkavität 220 der zweiten Werkzeughälfte 120, wobei das Verstärkungsmaterial 30 mittels der Haltestifte 40 anliegend an der entsprechenden Wand der Werkzeugkavität 220 in der zweiten Werkzeughälfte 120 gehalten wird.
Dann wird das Spritzgießwerkzeug durch Aufpressen der ersten Werkzeughälfte 100 auf die zweite Werkzeughälfte 120
geschlossen. Die erste Werkzeughälfte 100 weist dabei eine Werkzeugkavität 200 derart auf, dass der erste
Werkzeughohlraum 20 auf einer Seite des Verstärkungsmaterials 30 ausgebildet wird. Über einen Angusskanal 16 in der ersten Werkzeughälfte 100 wird dann das Kunststoffmaterial derart in den Werkzeughohlraum 20 eingespritzt, dass das
Kunststoffmaterial zumindest auf einer Seite des
Verstärkungsmaterials 30 aufgebracht wird. Nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den ersten Werkzeughohlraum 20 wird der Haltemechanismus in Form der Haltestifte 40 entfernt, also insbesondere die Haltestifte 40 zurückgezogen. Auf diese Weise werden eventuell vorhandene Fehlstellen, insbesondere Löcher, in dem
Kunststoffspritzgussteil , welche von den Haltestiften 40 herrühren, durch das noch fließfähige Kunststoffmaterial und insbesondere das Aufbringen des Nachdrucks geschlossen.
Um den zweiten Werkzeughohlraum 22 bereit zu stellen, wird nun die erste Werkzeughälfte 100 zusammen mit dem sich darin befindlichen Spritzgussteil 3, welches das flächige
Verstärkungsmaterial 30 sowie das in dem ersten Spritzvorgang aufgebrachte Kunststoffmaterial 32 umfasst, derart umgesetzt, dass es mit der zweiten Werkzeugkavität 222 der zweiten
Werkzeughälfte 120 übereinstimmt. Insbesondere wird hierzu die erste Werkzeughälfte 100 gegenüber der zweiten
Werkzeughälfte 120 um die Drehachse 110 gedreht, oder es wird in einer Variante das Kunststoffspritzgussteil in eine andere Werkzeugkavität umgesetzt.
Da die zweiten Werkzeugkavität 222 der zweiten Werkzeughälfte 120 eine andere Innenform aufweist als die erste
Werkzeugkavität 220 der zweiten Werkzeughälfte 120, wird zwischen dem Verstärkungsmaterial 30 und der Wand der zweiten Werkzeugkavität 222 der zweite Werkzeughohlraum 22
ausgebildet. In den zweiten Werkzeughohlraum 22 wird nun über den zweiten Angusskanal 18 ein Kunststoffmaterial auf der anderen Seite des Verstärkungsmaterials 30 angespritzt und damit das Kunststoffspritzgussteil entsprechend fertig gestellt .
Um ein Umsetzen bzw. Verschieben der ersten Werkzeughälfte 100 gegenüber der zweiten Werkzeughälfte 120 zu erreichen, muss die erste Werkzeughälfte 100, wenn in ihr das
Kunststoffspritzgussteil 3 bereits vorliegt, axial in
Richtung der Drehachse 110 relativ zu der zweiten Werkzeughälfte 120 zurückbewegt werden, um hinreichend viel Platz für eine solche Drehung zu schaffen, da das
Kunststoffspritzgussteil 3 über die Werkzeugkavität 200 der ersten Werkzeughälfte 100 herausragt.
Aus Figur 3 ist gut zu erkennen, dass die entsprechenden Kavitäten 200 der ersten Werkzeughälfte 100 zueinander identisch sind, mit anderen Worten ist in der ersten
Werkzeughälfte 100 nur ein Typ von Kavitäten vorgesehen. In der zweiten Werkzeughälfte 120 jedoch ist für den ersten Spritzvorgang eine erste Werkzeugkavität 220 und für den zweiten Spritzvorgang eine zweite Werkzeugkavität 222
vorgesehen. Dies liegt unter anderem darin begründet, dass im ersten Spritzvorgang das flächige Verstärkungsmaterial 30 vollflächig an der Innenwand der entsprechenden
Werkzeugkavität 220 anliegt, um eine genaue Orientierung und Positionierung des Verstärkungsmaterials 30 zu erreichen. Beim zweiten Spritzvorgang jedoch kann die im ersten
Spritzvorgang noch nicht umspritzte Seite des
Verstärkungsmaterials 30 mit einer beliebigen Kontur versehen werden. Entsprechend können auf der ersten Seite des
Kunststoffspritzgussteils 3 andere Oberflächenmerkmale , und insbesondere eine andere Außenkontur, hergestellt werden als auf der zweiten Seite des Verstärkungsmaterials 30.
Dadurch dass das Verfahren in einem einzigen
Spritzgusswerkzeug mit zwei gegeneinander verschiebbaren bzw. gegeneinander drehbaren Werkzeughälften 100, 120 durchgeführt werden kann, kann hier ein Kunststoffspritzgussteil effizient und flexibel hergestellt werden.
In Figuren 4 und 5 ist eine weitere Ausfuhrungsform gezeigt, bei der in einem Preformwerkzeug 1' ' ein Vorspritzling 3' hergestellt wird, wobei eine erste Werkzeughälfte 100 und eine zweite Werkzeughälfte 120 des Preformwerkzeugs 1'' wiederum mit einem Haltemechanismus in Form von Haltestiften 40 versehen ist, welche ein flächiges Verstärkungsmaterial 30 anliegend an einer Kavitätsinnenwand der zweiten Werkzeughälfte 120, halten.
Mittels der ersten Werkzeughälfte 100 wird ein erster
Werkzeughohlraum 20 bereitgestellt, in welchen über den ersten Angusskanal 16 Kunststoffmaterial auf einer Seite des flächigen Verstarkungsraaterials 30 eingespritzt werden kann, wobei nach dem Einspritzvorgang die Haltestifte 14
zurückgezogen werden können und mittels des Nachdrucks das noch flüssige Kunststoffmaterial die durch die Haltestifte 40 erzeugten Fehlstellen bzw. Löcher schließt.
Der so erzeugte Vorformling wird dann in ein
Spritzgusswerkzeug 1' ' ' umgesetzt, welches ebenfalls eine erste Werkzeughälfte 100 und eine zweite Werkzeughälfte 120 umfasst. Der in dem Preformwerkzeug 1'' hergestellte
Vorformling kann in dem Spritzgusswerkzeug 1' ' ' wiederum mittels Haltestiften 40 in Position gehalten werden. In einer Variante kann der Vorformling zur Positionierung auch
zusätzlich oder ausschließlich im Werkzeug eingeklemmt werden. In dem Spritzgusswerkzeug wird ein zweiter
Werkzeughohlraum 22 ausgebildet. Über den zweiten Angusskanal 18 kann dann in den durch die zweite Werkzeughälfte 120 bereitgestellten zweiten Werkzeughohlraum 22
Kunststoffmaterial eingespritzt werden und entsprechend auf der anderen Seite der Gewebematte Kunststoffmaterial
aufgebracht werden.
In einer Variante werden die Haltestifte 14 in dem
Preformwerkzeug jedoch erst zurückgezogen, nachdem das
Kunststoffmaterial bereits etwas ausgehärtet ist, damit die durch die Haltestifte 14 in dem Vorformling erzeugten
Öffnungen bestehen bleiben. Diese Öffnungen können dann zur exakten nachfolgenden Positionierung des Vorformlings in dem Spritzgusswerkzeug 1' ' ' dienen, wobei die Haltestifte 40 des Spritzgusswerkzeugs 1' ' ' durch die entsprechenden Öffnungen hindurchgeführt werden können. In einer weiteren Variante des Verfahrens wird nicht nur ein flächiges Verstärkungsmaterial in die Werkzeugkavität eingelegt, sondern mindestens zwei. Dabei können
unterschiedliche Materialien verwendet werden.
In einer Variante werden die Schritte des Haltens eines Verstärkungsmaterials an einer Werkzeugwand, das
Bereitstellen eines Werkzeughohlraums auf der anderen Seite des Verstärkungsmaterials und des Einspritzens eines
Kunststoffrnaterials in den entsprechenden Werkzeughohlraum beliebig häufig wiederholt, so dass unterschiedliche Lagen von Verstärkungsmaterial und Kunststoffmaterial aufeinander geschichtet werden können. Insbesondere kann dabei der
Abstand zwischen den Verstärkungslagen durch entsprechende Ausbildung des jeweiligen Werkzeughohlraums erreicht werden und jede Verstärkungslage kann durch die entsprechende
Gestaltung der Werkzeugwand, an der sie anliegend gehalten wird, mit einer individuellen Kontur versehen werden.
In Figur 6 ist ein Kunststoffspritzgussteil 3 gezeigt, welches ein flächiges Verstärkungsmaterial 30 und eine auf der einen Seite des Verstärkungsmaterials angeordnete
Spritzgusskunststoffläge 32, und eine auf der anderen Seite des Verstärkungsmaterials vorgesehene
Spritzgusskunststoffstruktur 34 umfasst.
Wie in Figur 6 zu sehen ist, ist wesentlich an dem
Kunststoffspritzgussteil , welches mittels des beschriebenen Verfahrens hergestellt wird, dass das Verstärkungsmaterial 30 vollflächig von beiden Seiten von den jeweiligen
Kunststoffstrukturen 32, 34 umflossen ist. Weiterhin können sowohl auf der Innenseite des Verstärkungsmaterials 30, sowie auf der anderen Seite des Verstärkungsmaterials 30 beliebige Wanddicken des aufgespritzten Kunststoffrnaterials erzeugt werden und insbesondere auf beiden Seiten des flächigen Verstärkungsmaterials beliebige Spritzgussstrukturen aufgebaut werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann das flächige
Verstärkungsmaterial 30 nur in einem Teilbereich des resultierenden Kunststoffspritzgussteils vorgesehen sein.
Unterschiedliche Verstärkungsmaterialien können vorgesehen sein. Weiterhin können mindestens zwei Lagen von
Verstärkungsmaterial vorgesehen sein, wobei die Lagen des Verstärkungsmaterials unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein können und die einzelnen Verstärkungslagen unterschiedliche Konturen aufweisen können.
In sämtlichen oben beschriebenen Verfahren kann das
Verstärkungsmaterial auch nur partiell eingebracht werden, s dass es in dem resultierenden Kunststoffspritzgussteil nur i einem bestimmten Bereich vorliegt. Eine solches partielles Vorsehen des Verstärkungsmaterials ist insbesondere auch im Bereich um eingesetzte Schrauben oder Stifte herum zur Verstärkung vorteilhaft. Dabei ist zu beachten, dass gerade auch ein Verstärkungsmaterial mit einer kleineren
Flächenausdehnung als der entsprechenden Werkzeugwand beispielsweise durch das Vorsehen eines Haltemechanismus in einer definierten Lage im Werkzeughohlraum anliegend an die Werkzeugwand gehalten werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem flächigen Verstärkungsmaterial verstärkten, insbesondere
gewebeverstärkten oder vliesverstärkten,
Kunststoffspritzgussteils (3, 3'}, umfassend die Schritte:
Halten eines flächigen Verstärkungsmaterials (30) , insbesondere eines Gewebes oder einer Vliesmatte, in einer Kavität eines Spritzgusswerkzeugs anliegend an einer
Werkzeugwand;
Bereitstellen eines ersten Werkzeughohlraums (20) auf einer Seite des flächigen Verstärkungsmaterials ,-
Einspritzen eines Kunststoffmaterials in den ersten Werkzeughohlraum;
dann Bereitstellen eines zweiten Werkzeughohlraums (22) auf der zweiten Seite des flächigen Verstärkungsmaterials; und
Einspritzen eines Kunststoffmaterials in den zweiten Werkzeughohlraum .
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das flächige
Verstärkungsmaterial an eine Wand eines Formkerns (14) des Spritzgusswerkzeugs angelegt wird und der Formkern nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den ersten
Werkzeughohlraum zur Ausbildung des zweiten Werkzeughohlraums zurückgezogen wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das
Verstärkungsmaterial an der Werkzeugwand mittels eines
Haltemechanismus (40) gehalten wird und der Haltemechanismus nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den ersten Werkzeughohlraum gelöst wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Haltemechanismus mindestens einen Haltestift (40) umfasst, welcher nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den ersten Werkzeughohlraum zurückgezogen wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der
Haltemechanismus gelöst wird solange das in den ersten
Werkzeughohlraum eingespritzte Kunststoffmaterial noch fließfähig ist und die durch den Haltemechanismus
hinterlassenen Fehlstellen im Kunststoffspritzgussteil insbesondere durch das Aufbringen eines Nachdrucks im
Wesentlichen geschlossen werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der
Haltemechanismus gelöst wird nachdem das in den ersten
Werkzeughohlraum eingespritzte Kunststoffmaterial zumindest teilweise ausgehärtet ist ,
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungsmaterial durch Einklemmen zwischen zwei Werkzeughälften gehalten wird.
S. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in den ersten Werkzeughohlräum ein anderes
Kunststoffmaterial , oder ein Kunststoffmaterial einer anderen Farbe eingespritzt wird als in den zweiten Werkzeughohlraum.
9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Werkzeughohlraum und der zweite Werkzeughohlraum im gleichen Spritzgusswerkzeug bereitgestellt werden,
insbesondere durch Zurückziehen eines Werkzeugkerns und/oder durch Zuordnen unterschiedlicher Werkzeugkavitäten
zueinander .
10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Werkzeughohlraum durch Positionieren einer ersten Werkzeughälfte (100) bezüglich einer zweiten Werkzeughälfte (120) bereitgestellt wird, und der zweite Werkzeughohlraum in einer zweiten Position der ersten Werkzeughälfte (100) bezüglich der zweiten Werkzeughälfte (120) bereit gestellt wi d .
11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Werkzeughohlraum durch Umsetzen des in dem ersten Werkzeughohlraum hergestellten Kunststoffspritzgussteils in eine andere Werkzeugkavität bereit gestellt wird.
12. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Werkzeughohlraum in einem Preformwerkzeug (1'') bereitgestellt wird und nach dem Einspritzen des
Kunststoffmaterials in den ersten Werkzeughohlraum das hierdurch entstandene Spritzgussteil (3') in ein zweites Spritzgusswerkzeug {!'''} zur Bereitstellung des zweiten Werkzeughohlraums umgesetzt wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das
Kunststoffspritzgussteil (3') aus dem Preformwerkzeug (1'') in dem Spritzgusswerkzeug (1''') mittels eines
Haltemechanismus, insbesondere mittels Haltestiften (40) , gehalten wird, und der Haltemechanismus nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den zweiten Werkzeughohlraum gelöst wird solange das Kunststoffmaterial noch fließfähig ist und insbesondere die Fehlstellen mittels eines Nachdrucks im Wesentlichen geschlossen werden.
14. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das flächige Verstärkungsmaterial in Form eines flächigen Gewebeteils und/oder in Form einer flächigen Vliesmatte, welche eine Flexibilität senkrecht zu der Flächennormalen aufweist, bereit gestellt wird.
15. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das flächige Verstärkungsmaterial an einer konturierten Wand des Werkzeugs gehalten wird, um eine konturierte Form des flächigen Verstärkungsmaterials in dem
Kunststoffspritzgussteil zu erhalten.
16. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in den ersten und/oder den zweiten Werkzeughohlraum eingespritzte Kunststoffmaterial mit Zusätzen versetzt ist, insbesondere mit kunststofffremden Zusätzen wie kurzen und/oder langen Einzelfasern, Glaskugeln, Spänen und/oder geeigneten Füllstoffen versetzt ist.
17. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das flächige Verstärkungsmaterial durch das Anlegen an die Werkzeugwand in Richtung seiner Flächennormalen konturiert wird.
18. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei flächige Verstärkungsmaterialien verwendet werden .
19. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auch im zweiten Werkzeughohlraum ein zweites flächiges
Verstärkungsmaterial in der Werkzeugkavität an der
Werkzeugwand anliegend gehalten wird und nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den zweite Werkzeughohlraum ein dritter Werkzeughohlraum auf der zweiten Seite des zweiten flächigen Verstärkungsmaterials vorgesehen wird, in den ein weiteres Kunststoffmaterial eingespritzt wird.
20. Kunststoffspritzgussteil, welches mittels eines
Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt wurde .
21. Kunststoffspritzgussteil gemäß Anspruch 20, wobei ein flächiges Verstärkungsmaterial (30) , insbesondere eine
Vliesmatte oder ein Gewebe, auf einer ersten Seite von einem Kunststoffmaterial (32) umschlossen ist und auf einer zweiten Seite von einem weiteren Kunststoffmaterial (34} umschlossen ist, wobei das Kunststoffmaterial mindestens auf einer Seite des Verstärkungsmaterials eine dreidimensionale Struktur auf eist .
22. Kunststoffspritzgussteil gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei das flächige Verstärkungsmaterial nur in einem Bereich des Kunststoffspritzgussteils vorgesehen ist.
23. Kunststoffspritzgussteil gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei mindestens zwei Lagen von Verstärkungsmaterial vorgesehen sind.
24. Kunststoffspritzgussteil gemäß Anspruch 23, wobei mindestens zwei Lagen von Verstärkungsmaterial eine
unterschiedliche Kontur aufweisen und insbesondere die Lagen unterschiedlich voneinander beabstandet sind.
25. Vorrichtung zur Herstellung eines
Kunststoffspritzgussteils (3), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Verfahrensansprüchen, wobei die Vorrichtung umfasst:
ein Spritzgusswerkzeug mit einer ersten Werkzeughälfte (10, 100) und einer zweiten Werkzeughälfte (12, 120), wobei eine Werkzeugkavität so ausgebildet ist, dass ein
Verstärkungsmaterial (30) mittels eines Haltemechanismus (40) in der Werkzeugkavität derart an einer Wand der Kavität anliegend gehalten wird, dass auf einer Seite des
Verstärkungsmaterials ein erster Werkzeughohlraum (20} bereitgestellt wird; und
einen Mechanismus zur Bereitstellung eines zweiten
Werkzeughohlraums (22) auf der anderen Seite des
Verstärkungsmaterials (30) , nachdem ein Kunststoffmaterial in den ersten Werkzeughohlraum eingespritzt wurde.
26. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei das
Spritzgusswerkzeug einen verschiebbaren Kern (14) umfasst, der zur Herstellung des zweiten Werkzeughohlraums
zurückgezogen werden kann.
27. Vorrichtung gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei die erste Werkzeughälfte (100) zumindest eine Werkzeugkavität (200) aufweist, mittels welcher der erste Werkzeughohlraum (20) bereitgestellt werden kann, und die zweite Werkzeughälfte (120} mindestens zwei Werkzeugkavitäten (220, 222)
bereitstellt, wobei die erste Werkzeugkavität (220) der zweiten Werkzeughälf e so ausgebildet ist, dass mittels des Haltemechanismus (40) das Verstärkungsmaterial (30) an einer Wand der Werkzeugkavität anliegend gehalten werden kann, und die zweite Werkzeugkavität der zweiten Werkzeughälfte derart ausgebildet ist, dass der zweite Werkzeughohlraum (22} bereitgestellt werden kann, wobei die Werkzeugkavität (200) der ersten Werkzeughälfte (100) sowohl gegenüber der ersten Werkzeugkavität (220) der zweiten Werkzeughälfte {120} als auch gegenüber der zweiten Kavität (222) der zweiten
Werkzeughälfte (120) positioniert werden kann.
28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, wobei die erste
Werkzeughälfte bezüglich der zweiten Werkzeughälfte derart drehbar ist, dass die sich in der ersten Werkzeughälfte befindliche Kavität (200) gegenüber der ersten Kavität (220) sowie der zweiten Kavität (222) der zweiten Werkzeughälfte (120) positionieren lässt.
29. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei nur die zweite Werkzeugkavität (222) der zweiten
Werkzeughälfte (120) einen Angusskanal (18} aufweist, welcher mit dem zweiten Werkzeughohlraum (22) kommuniziert.
30. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei ein erstes
Preformwerkzeug (1'') zum Bereitstellen des ersten
Werkzeughohlraums (20) und ein Spritzgusswerkzeug (1''') zur Herstellung des zweiten Werkzeughohlraums (22) vorgesehen sind, wobei sowohl das Preformwerkzeug als auch das
Spritzgusswerkzeug einen Haltemechanismus (40} zum Halten des Verstärkungsmaterials umfassen.
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