NL1021439C2

NL1021439C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een uit kunststof vervaardigd lichaam.

Info

Publication number: NL1021439C2
Application number: NL1021439A
Authority: NL
Inventors: Dirk Vens
Original assignee: Curana Bvba
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-03-16
Also published as: ATE435732T1; EP1398133B1; DE60328249D1; EP1398133A1

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van een uit kunststof vervaardigd lichaam 5

De uitvinding betreft enerzijds een werkwijze voor het vervaardigen van een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam, waarin minstens één verstijvingselement voorzien is.

10

Anderzijds betreft deze uitvinding ook een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam dat een verstijvingselement omvat.

, I

j 15 Het is reeds gekend om versterkingselementen aan te 1 brengen in een uit kunststof vervaardigd lichaam om zo de stijfheid te vergroten. Zo is het uit US 4788088 gekend een langwerpig versterkingselement via extrusie te omhullen met een kunststof om zo een éénvormige structuur 20 te bekomen.

Er wordt meestal gebruik gemaakt van metalen versterkingselementen, bijvoorbeeld staaldraad. Door dergelijke versterkingselementen te gebruiken wordt het vervaardigd lichaam aanzienlijk zwaarder.

25

Uit EP 048747 is het gekend om eerst een kunststoflaag op het versterkingselement aan te brengen om zo tot een betere verbinding te komen tussen het versterkingselement en het omhullende kunststoflichaam.

30 1021439 2

Het nadeel van de hierboven genoemde werkwijzen is dat er lichamen uit kunststof geproduceerd worden met een hoger gewicht.

5 Uit de internationale octrooiaanvrage WO 01/28381 is het gekend om een voornamelijk uit kunststof bestaande koffer te vervaardigen die langs beide zijden voorzien is van een stoffen bekleding. Deze koffer haalt zijn stevigheid en stijfheid voornamelijk uit de geschuimde kunststof 10 kern, de gelamineerde stoffen bekleding heeft enkel tot doel het geheel aantrekkelijker te maken.

Een andere toepassing van een verstijvingselement staat beschreven in de Duitse octrooipublicatie DE 3805314. 15 Hieruit is het gekend om een kleerhanger met een harde kern te vervaardigen die voorzien is van twee buitenste lagen om het geheel aantrekkelijker te maken. Doordat de twee buitenste lagen niet met de kern verbonden zijn haalt de beschreven kleerhanger zijn stevigheid en 20 stijfheid enkel uit het feit dat een harde kern is voorzien.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van lichamen die 25 hoofdzakelijk uit kunststof bestaan, op een zodanige wijze dat een licht en stabiel geheel wordt bekomen.

De hoger genoemde doelstelling wordt bereikt door te voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een 30 hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam, waarin minstens één verstijvingselement (4) voorzien is, waarbij 1021439 3 in het lichaam een verstijvingselement (4) opgenomen wordt dat twee stijve buitenlagen (5) , (6) omvat waartussen een hoofdzakelijk uit een niet - metaal bestaande tussenlaag (7) voorzien is, waarbij de' 5 tussenlaag (7) en de buitenlagen (5) , (6) over het grootste gedeelte van hun contactoppervlakken met elkaar verbonden worden zodat ze samen één stijf geheel vormen met een sandwichstructuur, en met het kenmerk dat het lichaam gevormd wordt door toepassing van een 10 extrusieprocédé of een spuitgietprocédé.

In een bijzondere voorkeurswerkwijze van het voornamelijk uit kunststof vervaardigd lichaam volgens de uitvinding zijn de buitenlagen uit metaal of kunststof vervaardigd.

15

Door gebruik van een sandwichstruktuur als verstijvingselement wordt een maximale stijfheid gecreëerd met een minimum aan gewicht. Een sandwichelement kan immers een relatief grote dikte 20 hebben, maar kan bijvoorbeeld uit twee dunne metaallagen en een dikkere tussenliggende kunststoflaag bestaan zodat het gewicht en de kostprijs ervan beperkt blijven. De stijfheid (ook torsiestijfheid) van de sandwichstructuur wordt immers hoofdzakelijk door de structuur bekomen en 25 minder door de intrinsieke materiaaleigenschappen. Met een dergelijk sandwichelement kan een zeer licht lichaam vervaardigd worden dat voldoende stijfheid (en torsiestijheid) heeft.

30 Dergelijke lichamen kunnen tevens door middel van een eenvoudig uitvoerbaar procédé, zoals bijvoorbeeld een 1021439 4 extrusieprocédé als één geheel geproduceerd worden tegen relatief lage grondstof- en productiekosten.

De sandwichstructuur van het verstijvingselement kan uit 5 elke mogelijke combinatie van materialen bekomen worden. Zo kan deze sandwichstructuur in een voorkeursuitvoering bijvoorbeeld samengesteld zijn uit verschillende kunststoflagen, waarbij bijvoorbeeld twee buitenlagen uit een eerste kunststof, zoals een composiet-materiaal of 10 een glasvezelversterkte kunststof, en een tussenlaag uit een tweede kunststof (bv. polypropyleen) voorzien worden. De eerste kunststof is bij voorkeur harder dan de tweede kunststof. De tweede kunststof kan ook een geschuimde kunststof zijn.

15

Een spuitgietprocédé biedt het voordeel dat diverse bijkomende onderdelen eendelig aan een hoofdzakelijk uit kunststof bestaand lichaam gevormd kunnen worden. Hierdoor wordt het aantal nodige onderdelen gereduceerd 20 en worden tijdrovende montage-werkzaamheden vermeden.

Het verstijvingselement wordt bij voorkeur minstens gedeeltelijk door het materiaal van het uit kunststof vervaardigd lichaam omhuld.

25

In een voorkeurswerkwijze wordt het genoemde lichaam gevormd door toepassing van een twee- of meercomponentenspuitgietprocédé.

30 Bij een spuitgietprocédé kan men twee verschillende kunststoffen in de spuitgietmatrijs brengen volgens een , j·. 4 j 5 gekend twee-componenten-spuitgietproces. Ook bij een extrusieprocédé bestaat de mogelijkheid om twee verschillende kunststoffen samen te extruderen. Zo kan men een sandwichstructuur uit twee verschillende 5 kunststoffen vormen in de loop van het productieproces en is het niet nodig een separaat verstijvingselement te voorzien. Dit brengt een verdere vereenvoudiging van het productieproces met zich mee.

10 In een voorkeurswerkwijze volgens de uitvinding is de genoemde tussenlaag hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd.

I Volgens een meer bijzondere voorkeurdragende werkwijze ' i ! 15 volgens deze uitvinding wordt het genoemde lichaam i gevormd uit een kunststof die zich bij opwarming kan verbinden met de kunststof van de tussenlaag, en wordt het lichaam opgewarmd tot een temperatuur waarbij de genoemde kunststoffen zich met elkaar verbinden.

20

Bij een andere voorkeurswerkwijze volgens de uitvinding wordt vooraleer het lichaam zich verbindt met de kunststof van de tussenlaag een deel van de buitenlaag weggehaald. Hierdoor wordt een groter contactoppervlak 25 tussen de tussenlaag en het omringende lichaam bekomen.

In een bijzonder voordelige voorkeurswerkwijze volgens de uitvinding omvat het verstijvingselement een tussenlaag die hoofdzakelijk uit dezelfde kunststof bestaat als de 30 kunststof waaruit het genoemde lichaam vervaardigd is. Hierdoor kan men door opwarming en binding een 1 02 1 4 39 6 versmelting bekomen tussen de kunststof van het verstijvingselement en de kunststof van het omringende lichaam die dit verstijvingselement omhult.

5 De tussenlaag van het verstijvingselement bestaat bij voorkeur uit polypropyleen of uit polyethyleen. De buiten lagen zijn bij voorkeur uit aluminium vervaardigd.

Het verstijvingselement dat wordt voorzien omvat bij 10 voorkeur minstens twee metaal-lagen waartussen een tussenlaag voorzien is dewelke hoofdzakelijk uit een niet-metaal vervaardigd is.

De metaallagen kunnen relatief dun zijn, bijvoorbeeld 0,2 15 mm. , terwijl de tussenlaag dikker kan zijn en bijvoorbeeld 0,8 mm. dik kan zijn. Het materiaal van de tussenlaag heeft bij voorkeur een merkelijk lager soortelijk gewicht dan het metaal waaruit de metaallagen vervaardigd zijn. Een dergelijk verstijvingselement kan 20 hierdoor een bijzonder laag gewicht hebben en toch, mede door zijn relatief grote dikte, voor een bijzonder grote stijfheid van een lichaam zorgen. Een bijkomend voordeel van het gebruik van metaallagen is dat deze in sommige voorkeursuitvoeringen als geïntegreerde stroomgeleider 25 kunnen gebruikt worden waardoor afzonderlijke elektrische geleiders overbodig gemaakt.

In een meest bijzondere werkwijze volgens de uitvinding wordt het genoemde lichaam door spuitgieten in een 30 matrijs gevormd waarbij het verstijvingselement koud gevormd wordt vooraleer het in de matrijs wordt - Λ " · Ά Ί 7 ingebracht. Het genoemde verstijvingselement wordt bij voorkeur vooraf in de matrijs geplaatst zodat het minstens gedeeltelijk omhuld wordt door de in de matrijs ingebrachte kunststof.

5

In een andere voorkeurswerkwijze omvat het verstijvingselement een bindmiddel waarmee een binding gerealiseerd wordt tussen de metaallagen en de kunststof-tussenlaag.

10

Bij sommige materialen kan de hechting tussen het materiaal van de buitehlagen en het materiaal van de tussenlaag verbeterd worden door gebruik van een bindmiddel. Een goede hechting tussen de verschillende 15 materialen van de sandwichstructuur is van groot belang voor de stijfheid van de structuur.

Bij het toepassen van de werkwijze volgens deze uitvinding wordt het verstijvingselement bij voorkeur 20 koud gevormd vooraleer het in de spuitgietmatrijs wordt ingebracht. Men bekomt zeer goede resultaten als men gebruik maakt van een plaatvormig metaal-kunststof laminaat volgens het Europees octrooi nr. EP 0 598 428.

2 5 Een ander voorwerp van deze uitvinding is een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam waarin minstens één verstijvingselement voorzien is, waarbij het verstijvingselement twee stijve buitenlagen omvat waartussen een hoofdzakelijk uit een niet - metaal 30 bestaande tussenlaag voorzien is, dat de tussenlaag en de buitenlagen over het grootste gedeelte van hun 1021439 8 contactoppervlakken met elkaar verbonden zijn zodat ze samen één stijf geheel vormen met een sandwichstructuur, en dat het lichaam gevormd wordt door toepassing van een extrusieprocédé of een spuitgietprocédé.

5

Dit lichaam wordt bij voorkeur vervaardigd volgens één van de hierboven beschreven werkwijzen volgens deze uitvinding.

10 Om de eigenschappen van deze uitvinding verder te verduidelijken en om bijkomende voordelen en bijzonderheden ervan aan te duiden volgt nu een meer gedetailleerde beschrijving van de toegepaste werkwijze en van een mogelijke uitvoeringsvorm van een volgens deze 15 uitvinding vervaardigde bagagedrager. Het weze duidelijk duidelijk dat niets in de hierna volgende beschrijving kan geïnterpreteerd worden als een beperking van de draagwijdte van de in de conclusies opgeëiste bescherming voor deze uitvinding of van het toepassingsgebied ervan.

20

In deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen waarbij: figuur 1 een perspectief voorstelling is van een 25 bagagedrager vervaardigd volgens de uitvinding; figuur 2 een perspectief voorstelling is van het bovenvlak van de bagagedrager voorgesteld in figuur 1; figuur 3 een bovenaanzicht is van het bovenvlak; figuur 4 een onderaanzicht is van het bovenvlak; 30 - figuur 5 een doorsnede is volgens lijn A-A voorgesteld in figuur 4; \ 0 " « & 9 figuur 6 een doorsnede is volgens lijn B-B voorgesteld in figuur 3; figuur 7 een voorstelling is van detail C; 5 Een bagagedrager (1) , vervaardigd volgens de uitvinding, en zoals voorgesteld op figuur 1 t/m 7, is opgebouwd uit een draagstructuur (het onderstel) (3) en een bovenvlak (2) . Het onderstel (3) is meestal een draad- of buisstructuur.

10

Het is in het bovenvlak (2) , dat een als sandwichtstructuur uitgevoerd verstijvingselement (4) is opgenomen. Deze sandwichstructuren, die in detail is voorgesteld in figuur 7, kunnen gevormd zijn door een 15 extrusieprocédé waarbij twee aluminiumfolies (5 en 6) boven elkaar voorzien worden en waarbij tussen deze aluminiumfolies een tussenlaag (7) geëxtrudeerd wordt uit dezelfd kunststof als de kunststof waaruit de bagagedrager (1) is opgebouwd.

20

In de spuitgietmatrijs wordt een vooraf gevormd verstijvingselement (4) met een sandwichstructuur in de matrijs geplaatst. Dit verstijvingselement (4) is plaatvormig uitgevoerd en bestaat uit een bovenste (5) en 25 een onderste (6) aluminiumfolie met een dikte van nagenoeg 0,2 mm, waartussen bijvoorbeeld een polypropyleenlaag met een dikte van nagenoeg 0,8 mm. voorzien is. Dit plaatvormig materiaal omvat voorts ook een bindmiddel om de aluminiumfolie vast te hechten aan 30 de tussenliggende polypropyleenlaag. Het gebruikte bindmiddel bevat een thermoplast-component zoals i02U39 10 bijvoorbeeld polypropyleen, en een thermohardend-component, zoals bv. een epoxy-hars. Dergelijk aluminium-polypropyleen-aluminium laminaat wordt beschreven in het Europees octrooi nr. EP 0 598 428 en wordt verkocht onder 5 de naam Hylite®.

In een eerste stap van de toegepaste werkwijze wordt uit een vlakke strook van het hoger beschreven plaatvormig laminaat een verstijvingselement (4) met de gewenste vorm 10 gevormd. Dit gebeurt door een koude vervorming van het materiaal, bijvoorbeeld door het materiaal te rollen of te persen.

In een volgende stap wordt het aldus gevormde 15 verstijvingselement (4) in de matrijs geplaatst, waarbij het tussen boven- en ondermatrijs wordt geklemd. Daarna wordt het spuitgietprocédé gestart, waarbij een polypropyleen in de matrijs wordt gebracht en het bovenvlak (2) gevormd wordt uit polypropyleen, terwijl 20 het versti jvingselement (4) door deze kunststof wordt omhuld.

Bij de werkwijze volgens deze uitvinding is de verbinding tussen het sandwichelement en de omringende kunststof 25 optimaal als een voldoende kontaktoppervlak aanwezig is. In het geval van de Hylite® is dit slechts 0,8 mm. polypropyleen. Om dit kontaktoppervlak te vergroten kan een deel van de aluminiumhuid weggehaald worden.

30 Men kan ervoor zorgen dat bepaalde delen van het verstijvingselement (4) niet bedekt worden door de

u ... £ J

11 kunststof en dus zichtbaar blijven om een esthetisch effect te bekomen. Zo kan men meerdere zones van het verstijvingselement (4) volgens een welbepaald patroon zichtbaar laten.

5

Afsluitend dient nog opgemerkt te worden dat het met de hierboven beschreven werkwijze mogelijk is de meest uiteenlopende producten te vervaardigen, dus niet enkel fietsonderdelen, zoals bijvoorbeeld een jasbeschermer of 10 een kettingkast, maar ook andere producten zoals bijvoorbeeld een stoel, een aktentas of reiskoffer, een verlichtingsarmatuur of een computerbehuizing zijn mogelijk. Telkens wordt een product met een laag gewicht I en een hoge stabiliteit bekomen.

i

Ti ü: j t

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam, waarin minstens één verstijvingselement (4) voorzien is, met het kenmerk dat in het lichaam een verstijvingselement (4) opgenomen wordt dat twee stijve buitenlagen (5) , (6) 10 omvat waartussen een hoofdzakelijk uit een niet - metaal bestaande tussenlaag (7) voorzien is, waarbij de tussenlaag (7) en de buitenlagen (5) , (6) over het grootste gedeelte van hun contactoppervlakken met elkaar verbonden worden zodat ze samen één stijf 15 geheel vormen met een sandwichstructuur, en met het kenmerk dat het lichaam gevormd wordt door toepassing van een extrusieprocédé of een spuitgietprocédé.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de 20 buitenlagen (5) , (6) uit metaal of kunststof vervaardigd zijn.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het genoemde lichaam wordt gevormd door toepassing 25 van een twee- of meercomponentenspuitgietprocédé.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de genoemde tussenlaag (7) hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd is. 30 ••02 1 4 39

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam volgens conclusie 4, met het kenmerk dat het genoemde lichaam gevormd wordt uit een kunststof die zich bij· opwarming kan verbinden' 5 met de kunststof van de tussenlaag (7) , en dat het lichaam wordt opgewarmd tot een temperatuur waarbij de genoemde kunststoffen zich met elkaar verbinden.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat 10 vooraleer het lichaam zich verbindt met de kunststof van de tussenlaag (7) een deel van de buitenlaag wordt weggehaald.

7. Werkwijze volgens één van de conclusies 4 t/m 6, met 15 het kenmerk dat het verstijvingselement (4) een tussenlaag (7) omvat die hoofdzakelijk uit dezelfde kunststof bestaat als de kunststof waaruit het genoemde lichaam vervaardigd is. 2 0

8. Werkwijze volgens één van de conclusies 4 t/m 7, met het kenmerk dat het verstijvingselement (4) een tussenlaag (7) omvat die uit polypropyleen of uit polyethyleen vervaardigd is.

9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de buitenlagen (5),(6) vervaardigd zijn uit aluminium. 30 ί ^ - % é <J

10. Werkwijze voor het vervaardigen van een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het genoemde lichaam door spuitgieten in een matrijs wordt 5 gevormd waarbij het verstijvingselement (4) koud gevormd wordt vooraleer het in de matrijs wordt ingebracht.

11. Een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam, 10 waarin minstens één verstijvingselement (4) voorzien is met het kenmerk dat het verstij vingselement (4) twee stijve buitenlagen (5) , (6) omvat waartussen een hoofdzakelijk uit een niet - metaal bestaande tussenlaag (7) voorzien is, dat de tussenlaag (7) en 15 de buitenlagen (5) , (6) over het grootste gedeelte van hun contactoppervlakken met elkaar verbonden zijn zodat ze samen één stijf geheel vormen met een sandwichs truc tuur, en dat het lichaam gevormd wordt door toepassing van een extrusieprocédé of een 20 spuitgietprocédé.

12. Een hoofdzakelijk uit kunststof vervaardigd lichaam volgens conclusie 11, met het kenmerk dat het vervaardigd is volgens een werkwijze volgens één van 25 de conclusies 2 tot 10. 30 1021439