NL1023365C2 - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van voertuigonderdelen. - Google Patents

Description

• v P64604NL00

Titel: Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van voertuigonderdelen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in een matrijs vervaardigen van voertuigonderdelen uit kunststof.

Kunststof voertuigonderdelen worden veelal vervaardigd door spuitgieten. Omdat deze onderdelen veelal relatief groot zijn in verhouding 5 tot hun wanddikte vergt dit grote, zware spuitgietmachines, hetgeen kostbaar is in aanschaf en gebruik. Vergroting van de wanddikten, waardoor vloeiing gemakkelijker wordt, leidt tot verlenging van de spuitgietcyclus, verhoging van materiaal gebruik, verhoging van het gewicht en kan tot ongewenste spanningen leiden. Dit is daarom een ongewenste 10 oplossing.

Voorgesteld is reeds gebruik te maken van cascade spuitgiet technieken, waarbij een door de matrijs bewegend vloeifront wordt verkregen. Dit vergt evenwel bijzondere spuitgietmachines en randapparatuur daarvoor en maakt plaatsing van inserts zoals labels en 15 dergelijke, bevestigingselementen en verstevigingselementen moeilijk toepasbaar.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het vervaardigen van voertuigelementen waarbij ten minste een aantal van de nadelen bekend van de stand van de techniek wordt verhinderd. Daartoe wordt een 20 werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 1.

Bij een werkwijze volgens de uitvinding is verrassenderwijs gebleken dat daardoor de kunststof bij relatief lage druk in de matrijsholte kan worden gebracht, waarna de kunststof door beweging van ten minste 25 een wanddeel van de matrijsholte in zijn uiteindelijk gewenste vorm wordt gebracht. Daarvoor is relatief weinig kracht en daarmee relatief weinig druk nodig. Zonder aan enige theorie gebonden te willen worden lijkt dit ten 1 1 2 minste het gevolg te zijn van het feit dat door tijdelijk kunnen vergroten van de matrijsholte de kunststof met minder tegendruk de matrijsholte kan instromen, terwijl de voor het onderdeel benodigde kunststof zich bovendien over een kleiner oppervlak hoeft te verspreiden. Daarbij wordt bij voorkeur 5 de matrijsholte zodanig snel verkleind dat in de kunststof adiabatische warmteontwikkeling optreedt, waardoor het vloeigedrag van de kunststof nog wordt verbeterd. Bij reduceren van het volume van de matrijsholte wordt de kunststof in de richting van de einden van de matrijsholte gedwongen, waarbij steeds de optimale verhouding tussen de melt flow 10 index en de incidentele vloeiweg kan worden verkregen. De matrijs kan daardoor met bijzonder lage sluitkracht worden dichtgehouden in vergelijking tot de sluitkrachten die noodzakelijk zijn bij conventionele spuitgiet techniek voor vervaardiging van een vergelijkbaar product.

Een bijkomend voordeel van een werkwijze volgens de uitvinding is 15 dat daarmee plaatselijk wanddikten kunnen worden gereduceerd, zelfs tot onder de dikte die met conventionele spuitgiettechniek in een product van vergelijkbare afmetingen kan worden bereikt. Zonder dat ongewenste spanningsconcentraties optreden.

Met een werkwijze volgens de uitvinding kunnen voorts inserts 20 worden ingelegd in de matrijsholte, voor bevestiging in of aan de kunststof. Aangezien lage drukken en vloeisnelheden worden bereikt zullen deze niet beschadigen, althans minder snel dan bij conventionele techniek. Zo kunnen bijvoorbeeld labels, in het bijzonder in mould labels worden geplaatst voor het verkrijgen van een gewenste afwerking. Bijvoorbeeld kunnen 25 decoratieve labels worden gebruikt voor kleuring of patronen, zoals bijvoorbeeld houtafwerking. Ook kunnen natuurlijke materialen worden gebruikt, bijvoorbeeld hout. Verder kunnen inserts worden gebruikt op basis van textiel, zoals woven of non-woven textiel. Hiermee kunnen eendelig, in een productiegang bekledingspanelen worden vervaardigd, waarbij I « * 3 bovendien bijzonder snel en eenvoudig van materiaal voor de bekleding kan worden gewisseld.

Zo kan bijvoorbeeld een binnenbekledingspaneel voor een deur, stoel, wandafwerking, dakhemel of dergelijke worden vervaardigd waarbij 5 een zijde is bekleed met een bij het interieur van het voertuig passende "stoffen" bekleding. Stof of textiel dient daarbij te worden begrepen als ten minste omvattende natuurlijke of synthetische woven of non-woven materialen. Het verdient daarbij de voorkeur dat de textiel, althans de stof is voorzien van een kunststof rug en/of kunststof draden of draden die met 10 kunststof zijn bekleed, bijvoorbeeld als schering en/of inslag, waardoor een goede verbinding kan worden verkregen met de kunststof waaruit het onderdeel wordt vervaardigd.

Ook kunnen plaatdelen worden vervaardigd voor bijvoorbeeld de buitenzijde van een voertuig, zoals carrosseriedelen voor een auto of boot of 15 bekledingspanelen voor vliegtuigen en schepen. Daarbij kan met behulp van labels of dergelijke direct een gewenste profilering of andere oppervlakte afwerking worden verkregen, bijvoorbeeld druppel of ribbelstructuren voor luchtweerstand beïnvloeding, stromingsbeïnvloeding, vuilafstotendheid en dergelijke.

20 In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt in een matrijs een onderdeel opgebouwd door verschillende lagen tegen elkaar te spuitgieten, zoals beschreven in conclusie 8.

Bij een dergelijke werkwijze wordt steeds het volume van de I matrijsholte na een spuitgietgang vergroot, waarna in de aldus gecreëerde I 25 ruimte een nieuwe laag kunststof wordt ingebracht. Zo kan bijvoorbeeld in I een lichtunit eerst een glimmende binnenlaag voor een reflector worden I gespuitgiet, waarna tegen de "buitenzijde" daarvan een drager wordt I gevormd uit een geschikte kunststof of vice versa. Ook kunnen hiermee I sandwich constructies worden vervaardigd. Hiermee kunnen de I 30 vervaardigingskosten aanmerkelijk worden verlaagd en de nauwkeurigheid worden vergroot, terwijl de mechanische eigenschappen aanmerkelijk H kunnen worden verbeterd.

Bij voorkeur wordt bij injecteren van kunststof via een injectiepunt zoals een hotrunner het volume van de matrijsholte vergroot en daarna 5 verkleind tot de vorm van het gewenste product. Alternatief kan het beweegbare wanddeel ook door de geïnjecteerde kunststof worden weggedrukt, waardoor een constante tegendruk wordt behouden en steeds een geschikte vloeiweg melt flow index verhouding behouden. Een dergelijke werkwijze is bijzonder geschikt voor bijvoorbeeld PET.

10 Een werkwijze en matrijs volgens de uitvinding kunnen bijzonder

geschikt worden gebruikt voor allerlei bekledingselementen zoals TRIM

I delen en dergelijke, beplatingen, carrosserie delen en dergelijke.

De snelheid van bewegen van het of elk beweegbaar wanddeel I wordt bij voorkeur hoger gekozen dan de snelheid waarmee de matrijs wordt 15 geopend en/of gesloten. De sluitdruk kan relatief laag worden gehouden, I bijvoorbeeld lager dan de injectiedruk voor de kunststof, althans dan dergelijke injectiedruk voor conventioneel spuitgieten van een vergelijkbaar I product.

I De uitvinding heeft voorts betrekking op een voertuig onderdeel 20 volgens conclusie 15 en op een textiel voor gebruik volgens conclusie 19, I alsmede op een matrijs volgens conclusie 20.

I In de verdere conclusies zijn voordelige uitvoeringsvormen getoond en beschreven van de uitvinding.

I Ter verduidelijking van de uitvinding zullen I 25 uitvoeringsvoorbeelden van een werkwijze en inrichting volgens de I uitvinding, alsmede van daarmee verkregen producten worden beschreven I aan de hand van de tekening. Daarin toont: I Figuur 1 schematisch in doorgesneden zijaanzicht een matrijs voor I het vervaardigen van een voertuigonderdeel volgens de uitvinding, in een I 30 eerste fase van vervaardiging; » * 5 figuur 2 de matrijs volgens figuur 1 tijden een tweede fase van vervaardiging; figuur 3A-C een alternatieve uitvoeringsvorm van een matrijs volgens de uitvinding; 5 figuur 4 in doorgesneden zijaanzicht schematisch een voertuigonderdeel vervaardigd met een matrijs volgens figuur 3; figuur 5 in doorgesneden zijaanzicht een bekledingspaneel volgens de uitvinding; figuur 6 in uitvergroting een gedeelte van een paneel volgens 10 figuur 5; en figuur 7 in doorgesneden zijaanzicht een gedeelte van een alternatieve uitvoeringsvorm van een bekledingspaneel volgens de uitvinding.

In deze beschrijving hebben gelijke of corresponderende delen 15 gelijke of corresponderende verwijzingscijfers.

De in de tekening getoonde uitvoeringsvoorbeelden zijn slechts ter illustratie getoond en dienen geenszins beperkend te worden uitgelegd.

In figuur 1 is een matrijs 50 getoond, omvattende een eerste deel 51 en een tweede deel 52, waarbij in het tweede deel 52 een beweegbaar 20 wanddeel 53 is voorzien, vanaf buiten de matrijs 50 bedienbaar door armen 54, schematisch weergegeven in figuur 1 en 2. Binnen de matrijs 50 is een matrijsholte 55 uitgespaard waarvan het beweegbare wanddeel 53 een gedeelte bepaalt, in welke matrijsholte 55 een voertuigonderdeel 1, zoals een bekledingselement kan worden gevormd. Bij aanvang van spuitgieten wordt 25 kunststof in de matrijsholte 55 gebracht met in een eerste stand teruggetrokken beweegbaar wandgedeelte 53, dat wil zeggen dat de ruimte van de matrijsholte 55 relatief groot is. Vervolgens wordt wanneer de matrijsholte 55 nagenoeg geheel is gevuld met kunststof, bijvoorbeeld meer dan 80%, het beweegbare wanddeel 53 in de richting van het eerste deel 51 30 bewogen naar een tweede stand, waardoor het volume van de matrijsholte Λ Λ ftQ R ^ alheemt tot het gewenste eind volume, waarbij of waarna op gebruikelijke I wijze nadruk wordt aangebracht voor het volledig vullen van de matrijsholte en het verkrijgen van een in hoofdzaak spanningsvrij product. In de in figuur 2 getoonde stand is een voertuigonderdeel 1 geheel maatvast H 5 gevormd. Duidelijk is dat tijdens het spuitgieten de matrijs 50 gesloten wordt gehouden, schematisch weergegeven door sluitelementen 56. Met een H dergelijke werkwijze kan op bijzonder eenvoudige wijze een onderdeel 1 I worden vervaardigd dat relatief maatvast is, bij gebruik van relatief lichte gereedschappen, waarbij bovendien een grote mate van vrijheid in keuze I 10 van kunststof wordt verkregen. Immers, als gevolg van het beweegbare wanddeel worden tijdens het grootste deel van het vullen van de matrijs ruime vloeiwegen verkregen, zodat zowel kunststoffen met hoge als met hele I lage melt kunnen worden toegepast.

I In figuur 3 is schematisch in doorgesneden zijaanzicht een I 15 alternatieve uitvoeringsvorm van een matrijs 50 volgens de uitvinding I getoond, wederom met twee matrijsdelen 51, 52 en een matrijsholte 55. De I matrijsholte 55 wordt in deze uitvoeringsvorm aan één zijde begrensd door I een beweegbaar wanddeel 53, gestuurd beweegbaar met behulp van aandrijfmiddelen 60, zoals zuigerstangen 61 beweegbaar door zuigers 62.

I 20 Dit kunnen uiteraard ook andere bedieningsmiddelen zijn, bijvoorbeeld I schroefmiddelen, elektrisch bedienbare middelen, pneumatische middelen en dergelijke. Hiermee kan het beweegbare wanddeel 53 in een eerst stand worden gebracht, getoond in figuur 3A, in een tweede stand, waarbij het volume van de matrijsholte 55 is gereduceerd, zoals getoond in figuur 3B of I 25 naar een derde stand, zoals getoond in figuur 3C, waarbij het volume nog I verder is vergroot.

I Met een dergelijke matrijs 50 kan bijvoorbeeld een product worden I vervaardigd als getoond in figuur 4. Hierbij is een label 63 ingelegd, I bijvoorbeeld op het wanddeel 53 of juist op het tegenovergelegen deel 51.

I 30 Vervolgens is daarin een eerste laag kunststof 64 gespoten, tegen het label I » 7 63. Vervólgens is het beweegbaar wanddeel 53 teruggetrokken tot in de derde stand als getoond in figuur 3C, waarna een tweede laag kunststof 65 daartegenaan is gespuitgiet. Hiermee is een sandwichconstructie verkregen. Het label 63 en/of de eerste laag 64 kan bijvoorbeeld reflecterend zijn en 5 bestand tegen bijvoorbeeld verwarming door lampen, terwijl de tweede laag kunststof 65 als drager kan functioneren.

Het zal duidelijk zijn dat met een vergelijkbare matrijs ook meerdere lagen kunnen worden voorzien en dat ook andersvormige producten kunnen worden vervaardigd, bijvoorbeeld sandwichpanelen en 10 dergelijke.

In figuur 5 is in doorgesneden zijaanzicht schematisch een bekledingspaneel voor bijvoorbeeld een deur, stoel, wand of dergelijke voertuigonderdelen getoond. Dit voertuigonderdeel omvat een plaatvormige drager 2, welke met meegespuitgiete of als inserts voorziene 15 bevestigingsnokken 3 in een voertuig kan worden bevestigd, bijvoorbeeld in een deur. Aan de tegenovergelegen zijde is een bekleding 4 voorzien, in de getoonde uitvoeringsvorm in hoofdzaak vervaardigd uit textiel. Dit kan een woven of non-woven textiel zijn, bij voorkeur passend bij een voertuiginterieur. De textiel kan zijn vervaardigd uit synthetische en uit 20 natuurlijke materialen. Deze bekleding 4 is aangebracht door deze in een matrijsholte 55 in te leggen, vergelijkbaar met in-mould-label-techniek, waarna het paneel 2 daartegenaan is gevormd met een werkwijze als eerder beschreven. Als gevolg van de relatief lage drukken die optreden in de matrijsholte en relatief lage temperaturen, althans aan de zijde van de 25 textiel kan hiermee eendelig een bekledingspaneel worden verkregen.

In figuur 6 is in uitvergroting een gedeelte van een paneel 1 volgens figuur 5 getoond, omvattende het paneel 2 en de bekleding 4. Hierin is getoond dat de bekleding 4 is voorzien van een drager 5 vervaardigd uit een kunststof compatibel met de kunststof van het paneel 2, zodanig dat 30 deze door versmelting en/of chemische bonding zijn verbonden. Als gevolg I daarvan is een goede verbinding verkregen. Bovendien wordt de textiel van de bekleding 4 beschermd door de laag 5. Alternatief kan een woven textiel worden gebruikt, waarbij ten minste een gedeelte van schering en/of inslag is voorzien van een kunststof bekleding of is uitgevoerd in kunststof, op een 5 vergelijkbare wijze compatibel met de kunststof van het paneel 2. Ook daarmee kan een goede verbinding worden verkregen.

In figuur 7 is schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm van een paneel 1 volgens de uitvinding getoond, wederom omvattende een drager 2 met een bekleding 4, welke bekleding in deze uitvoeringsvorm is 10 aangebracht als label, bijvoorbeeld voor decoratieve doeleinden. Het label 4 kan een profilering hebben, bijvoorbeeld ribbels, druppels of dergelijke, waardoor stromingsbeïnvloeding kan optreden, weerstand kan worden veranderd, het uiterlijk kan worden aangepast en dergelijke.

Met een werkwijze volgens onderhavige uitvinding kunnen 15 voertuigonderdelen worden vervaardigd voor bijvoorbeeld auto's, vliegtuigen en schepen, in het bijzonder trimelementen, zoals binnenbekleding, dashboards, dakhemels, deurbekledingselementen of buitenbekledingselement, zoals beplatingsdelen, bumpers, motorbekledings-en afdekkingsdelen, delen van stoelen en banken, carrosseriedelen en 20 dergelijke. Ook kunnen hiermee bijvoorbeeld gehele deuren, motorkappen, kofferdeksels en dergelijke worden vervaardigd, alsmede schuifdaken en dergelijke.

In een alternatieve uitvoerinsgvorm wordt het beweegbare wanddeel 53 in een vooruit geschoven tweede stand gehouden tijdens 25 injecteren van de kunststof, zodanig dat dit naar de eerste stand wordt weggedrukt door de kunststof. Dit is met name voordelig voor bijvoorbeeld lage melt kunststoffen of kunststoffen als PET, met name indien deze doorzichtig dienen te zijn.

9

De uitvinding is geenszins beperkt tot de uitvoeringsvormen als getoond en beschreven. Vele variaties daarop zijn mogelijk binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding.

Zo kunnen ook andere onderdelen worden vervaardigd met een 5 werkwijze volgens de uitvinding, in het bijzonder volgens conclusie acht. Ook kunnen meerdere beweegbare wanddelen in een matrijsholte worden gecombineerd, welke tegelijkertijd of sequentieel kunnen worden bewogen. De beweegbare wanddelen kunnen zowel rechtlijnig als langs curven bewegen, bijvoorbeeld voor het gestuurd verplaatsen van kunststof. De 10 kunststof kan in gesmolten toestand worden ingevoerd doch kan ook als granulaat of dergelijke direct in de matrijsholte worden gebracht.

Onderdelen vervaardigd met een werkwijze volgens de uitvinding kunnen aan een of meer zijden zijn voorzien van een afwerking of bekleding zoals textiel of label, bijvoorbeeld uit kunststof.

15

Claims (16)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij in de ten minste ene matrijsholte ten minste één insert, in het bijzonder een bekledingselement zoals een label wordt ingelegd of wordt gevormd dat in de matrijs met de I kunststof wordt verbonden.
2. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij genoemd I bekledingselement ten minste gedeeltelijk ie vervaardigd uit textiel.
3. 4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, waarbij genoemd bekledingselement ten minste gedeeltelijk is vervaardigd uit kunststof, in I het bijzonder een thermoplastische kunststof. I 25 5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij genoemde kunststof in I genoemd bekledingselement compatibel is met de kunststof die in de I matrijsholte wordt gebracht. ». *
4. 6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de ten minste ene matrijsholte in de tweede stand een volume heeft dat kleiner is dan in de eerste stand.
5. 7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, waarbij de ten minste 5 ene matrijsholte in de eerste stand een kleiner volume heeft dan in de tweede stand, waarbij bij voorkeur genoemd wanddeel wordt bewogen door ten minste de kunststof die in de betreffende matrijsholte wordt gebracht.
6. 8. Werkwijze voor het vervaardigen van producten in een matrijs, in het bijzonder volgens een der voorgaande conclusies, waarbij na inbrengen 10 van kunststof in de ten minste ene matrijsholte de matrijs, althans de ten minste ene matrijsholte in volume wordt vergroot, waarna in de aldus verkregen ruimte in de matrijsholte een tweede kunststof wordt ingebracht.
7. 9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij de ten minste ene matrijsholte in de eerste stand een eerste volume heeft, in de tweede stand 15 een tweede volume en waarbij het volume van genoemde ten minste ene matrijsholte na inbrengen van de genoemde kunststof wordt vergroot tot een derde volume, groter dan het eerste en tweede volume, waarna het volume van genoemde ten minste ene matrijsholte na inbrengen van de tweede kunststof wordt verkleind tot ongeveer genoemd tweede volume.
8. 10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij als voertuigonderdelen worden vervaardigd gekozen uit de groep van bekledingselementen, in het bijzonder TRIM elementen zoals binnenbekleding, dashboards, dakhemels, deurbekledingselementen, of buitenbekledingselementen zoals beplatingsdelen, bumpers, 25 motorbekledings· en -afdekkingsdelen, delen van stoelen en banken en dergelijke.
9. 11. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een matrijs wordt toegepast voorzien van ten minste een matrijsholte met ten minste een beweegbaar wanddeel, waarbij bedieningsmiddelen zijn voorzien 30 voor het gestuurd bewegen van genoemd wanddeel tussen ten minste een 1 023365 I I eerste en een tweede stand, waarbij de verplaatsing van genoemd wanddeel I zodanig kan worden gestuurd dat tijdens gebruik in kunststof in de matrijsholte door drukverandering in en/of verplaatsing van de kunststof adiabatiscbe warmteontwikkeling optreedt. I 5 12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de kunststof via ten minste een injectiepunt in de ten minste ene matrijsholte I wordt gebracht en waarbij in ten minste de stand waarin de kunststof wordt I ingevoerd in de ten minste ene matrijsholte vloeiwegen worden voorzien die passen bij de melt-flow index van de betreffende kunststof, ten minste nabij I 10 het of elk injectiepunt.
10. 13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de I snelheid waarmee het ten minste ene genoemde beweegbare wanddeel I bewogen wordt hoger is dan de snelheid waarmee de matrijs wordt gesloten I en/of geopend.
11. 14. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de I sluitdruk waarmee de matrijs gesloten wordt gehouden bij bewegen van het I ten minste ene beweegbare wanddeel kleiner is dan de injectiedruk voor een I vergelijkbaar product bij conventioneel spuitgieten.
12. 15. Voertuigonderdeel, vervaardigd met een werkwijze volgens een der 20 conclusies 1 - 14.
13. 16. Voertuigonderdeel volgens conclusie 15, waarbij het onderdeel aan I ten minste een gedeelte van een buitenoppervlak is voorzien van een bekleding, in het bijzonder een decoratieve afwerking die vast met het I onderdeel is verbonden tijdens vervaardiging van genoemd onderdeel. I 25 17. Voertuigonderdeel volgens conclusie 16, waarbij de bekleding I textiel omvat, bijvoorbeeld een woven of non-woven materiaal vervaardigd I uit natuurlijke en/of synthetische materialen.
14. 18. Voertuigonderdeel volgens een der conclusies 15 - 17, welk I onderdeel in hoofdzaak dunwandig is met een in hoofdzaak twee 30 dimensionale configuratie.
15. 19. Textiel voor gebruik voor de vervaardiging van een onderdeel volgens een der conclusies 15 - 18, waarbij dan wel een gedeeltelijk I kunststof rug is voorzien dan wel geheel of gedeeltelijk kunststof draden of I van een afwerklaag voorziene draden is voorzien als schering en/of inslag. I 5 20. Matrijs voor toepassing van een werkwijze volgens een der I conclusies 1 - 14 of voor de vervaardiging van een onderdeel volgens een der I conclusies 15 —18.
16. 21. Matrijs volgens conclusie 20, voorzien van ten minste één I matrijsholte met een beweegbaar wanddeel dat gestuurd beweegbaar is voor I 10 het in de matrijsholte samendrukken van kunststof bij gesloten matrijs, I onder vorming van adiabatische warmteontwikkeling in de kunststof.