DE19640199A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffteilen mit teilkaschierter Oberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen mit teilkaschierter Oberfläche, bei dem ein in einem Blasformwerkzeug befindlicher Kunststoffschlauch unter Überdruck an die Innenwände des Blasformwerkzeugs gepreßt und auf der Oberfläche des Kunststoffteils ein Zuschnitt aus einem Kaschier­ mittel angebracht wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Herstellung von Hohlkörpern und ähnlichen Kunst­ stoffteilen wird bekanntlich ein extrudierter, noch heißer Kunststoffschlauch von einer Form umschlossen und mit Hilfe von Druckluft an die Innenflächen der Form gepreßt. Nach dem öffnen der Form steht ein auf verschiedene Weise weiterverarbeitbarer Hohlkörper zur Verfügung. Aus gestalterischen und anderen Gründen werden insbesondere bei großflächigen Bauteilen im Anschluß an den Formgebungsprozeß Teilbereiche der Oberfläche mit einer Kaschierung aus Textilien, Leder oder einem anderen dekorativen Material beschichtet.

Dieser Vorgang des nachträglichen, d. h. von dem ei­ gentlichen Formgebungsprozeß getrennten teilweisen Kaschierens der Oberfläche ist jedoch sehr zeit- und arbeitsaufwendig, da zunächst auf einem definierten Teilbereich der Oberfläche des Kunststoffbauteils ein Klebemittel aufgebracht werden muß und das Kaschie­ rungsmittel anschließend mit aufwendigen Vorrichtungen mit dem entsprechenden Bauteil verbunden werden muß. Es ist darüber hinaus bekannt, in ein Blasformwerkzeug einen Flächenzuschnitt aus dem gewünschten Beschich­ tungsmaterial in Form eines separaten Teils einzubrin­ gen und während des Blasformvorgangs mit der Oberfläche des Kunststofformteils zu verbinden. Jedoch bereitet das exakte Einlegen und Positionieren dieses separaten Teils und dessen verzerrungsfreies Aufbringen sowie die Erzielung eines optisch einwandfreien Abschlusses am Übergang zwischen dem Rand des Kaschierungsmaterials und dem Kunststoffteil Schwierigkeiten, so daß die Qualität der teilbeschichteten Kunststoffteile oftmals unzureichend ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Her­ stellung von Kunststoffteilen mit teilkaschierter Oberfläche so auszubilden, daß hinsichtlich der lage­ richtigen und verzerrungsfreien Anordnung des Kaschier­ mittels auf dem Kunststoffteil und der exakten Ausbil­ dung des Übergangs am Rand des Kaschiermittels mit geringem apparativen Aufwand sowie Zeitaufwand die Bereitstellung eines qualitativ hochwertigen Fertiger­ zeugnisses gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in der Weise gelöst, daß der Zuschnitt eines Kaschiermittels vor dem Extrudieren des Kunststoffschlauchs an der Wandung innerhalb des Blasformwerkzeugs positioniert und während der Blasformgebung unmittelbar mit dem noch heißen Kunststoffschlauch unter Druckeinwirkung und gleichzeitiger Bildung einer den Randbereich des Zu­ schnitts aufnehmenden, in das Kunststoffteil eingeform­ ten Ziernut verschmolzen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in die Wandung des Blasformwerkzeugs ein Haltemittel mit einem umlaufenden, über die Innen­ wand des Blasformwerkzeugs hinausragenden Rand im wesentlichen entsprechend der Außenkontur des zu be­ schichtenden Teilbereichs des Kunststoffteils einge­ setzt, wobei der umlaufende, überstehende Rand zur Ausbildung der Ziernut und zur verzerrungsfreien Halte­ rung des Zuschnitts des Kaschiermittels sich nach außen verjüngend ausgebildet ist.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der entsprechenden Vorrichtung hergestellte Kunststoffteil mit teilweise kaschierter Oberfläche ist erfindungsge­ mäß derart ausgebildet, daß am Übergang zwischen dem kaschierten und dem nichtkaschierten Bereich eine Ziernut vorgesehen ist, in die die Randzone des Ka­ schiermittels hineinreicht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entspre­ chenden Vorrichtung ist es möglich, teilkaschierte Kunststoffbauteile mit geringem Aufwand und in hoher Qualität in einem Arbeitsgang herzustellen. Das Ka­ schiermittel wird in der exakt richtigen Position unmittelbar mit der Außenwand des Kunststoffteils verschmolzen. Das Einbringen des Kaschiermittelzu­ schnitts in das Werkzeug und seine richtige Positionie­ rung bereitet keine Schwierigkeiten, da das Haltemittel im Werkzeug vorsteht und außerdem ein bestimmter Spiel­ raum für das Einlegen des Zuschnitts im Bereich des umlaufenden und überstehenden sowie sich nach außen verjüngenden Randes des Haltemittels gegeben ist. Verzerrungen des Kaschiermittels vor dem Anpressen an das Kunststoffteil, z. B. durch ungenaue Positionierung oder Lagerung aufgrund von Toleranzunterschieden zwi­ schen den einzelnen Zuschnitten oder vorzeitiger Berüh­ rung des Zuschnitts mit dem noch heißen Kunststoff­ schlauch werden vermieden, indem der umlaufende Rand des Haltemittels so weit über die Innenwand des Blas­ formwerkzeugs hinausragt, daß die Stirnseite des umlau­ fenden Randes immer über die Außenkante des eingelegten Zuschnitts reicht und der Kunststoffschlauch somit den Zuschnitt nicht vorzeitig berühren kann. Maßabweichun­ gen der Zuschnitte werden beim Einlegen in das Halte­ mittel in dem sich verjüngenden Randbereich des Halte­ mittels bzw. bei dem kaschierten Fertigerzeugnis durch die mittels des verjüngten Randes in das Kunststoffteil eingeformte Ziernut ausgeglichen und sind so auf dem fertigen Erzeugnis nicht mehr sichtbar. Gleichzeitig wird durch die nach der Erfindung zunächst herstel­ lungsbedingt geschaffene Ziernut ein exakter Abschluß im Grenzbereich zwischen dem kaschierten und dem nicht­ kaschierten Teil des Kunststoffbauteils erreicht, wobei die als Naht wirkende Ziernut auch gestalterisch von Vorteil ist. Durch das Anpressen des Kaschiermittels an den noch im plastischen Zustand befindlichen Kunststoff und das Versenken seiner Randbereiche in einer Nut wird eine unlösbare, gleichsam einstückige Verbindung zwi­ schen Kunststoffteil und Kaschiermittelzuschnitt herge­ stellt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der umlaufende Rand des Haltemittels bogenförmig verjüngt, so daß der Zuschnitt spannungs- und verzerrungsfrei in dem Haltemittel liegt und ein allmählicher Übergang in die Ziernut erreicht wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Haltemit­ tel als in der Wandung des Blasformwerkzeugs radial zur Längsachse des extrudierten Kunststoffschlauchs beweg­ licher Schieber ausgebildet. Dadurch kann beispielswei­ se auf die Konturen und die Nuttiefe Einfluß genommen werden.

Zur Verbesserung der Lagefixierung des Kaschiermittel­ zuschnitts können an dem Haltemittel zusätzliche Befe­ stigungsmittel in Form von Saugelementen, Nadeln u. a. vorgesehen sein.

Weitere Merkmale und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der nachfolgend erläuterten Ausführungsform eines nach der Erfindung ausgebildeten Blasformwerkzeugs enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Blasformwerkzeugs mit einer Vorrichtung zur Teilkaschierung der Oberfläche von Kunststoffbauteilen mit dem Blasformgebungsvorgang;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Blasformwerkzeugs nach Fig. 1 nach Beendigung des Blasformpro­ zesses;

Fig. 3 eine Schnittansicht des fertigen Kunststoff­ bauteils mit Teilkaschierung und

Fig. 4 eine Seitenansicht des teilkaschierten Kunststoffbauteils nach Fig. 3.

Ein mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Extruders hergestelltes Kunststoffrohr bzw. ein Kunst­ stoffschlauch 1 befindet sich - gemäß Fig. 1 in noch unverformtem Zustand - innerhalb eines geöffneten Blasformwerkzeugs 2. In das Blasformwerkzeug 2 ist ein ggf. zweistufig bewegbarer Schieber 3 eingebaut, dessen Kontur im wesentlichen der Außenkontur des zu beschich­ tenden Bereichs des durch Blasformen herzustellenden Kunststoffbauteils 4, z. B. einem Verkleidungselement für Kraftfahrzeuge, entspricht. Der entsprechend der gewünschten Außenkontur 5a des Zuschnitts 5 eines Kaschiermittels umlaufende Rand 3a des Schiebers 3 ist sich zu seiner Außenseite bogenförmig verjüngend ausge­ bildet. Der verjüngte Teil des umlaufenden Randes 3a ragt über die Innenwand des Blasformwerkzeugs hinaus. In das durch den umlaufenden Rand 3a begrenzte Schie­ berfeld wird nun das Kaschiermaterial aus Leder, Textil oder einem ähnlichen Beschichtungswerkstoff eingelegt. Der Zuschnitt 5 aus dem Kaschiermittel ist in der Größe so ausgebildet, daß er mit seiner Randzone an der Innenkontur des Schiebers 3, d. h. an dessen gewölbtem, umlaufenden Rand 3a anliegt, um somit einen Tole­ ranzausgleich bei in der Größe voneinander abweichenden Zuschnitten 5 zu ermöglichen, d. h. die Höhe des ge­ wölbten, umlaufenden Randes 3a des Schiebers 3 dient zum Ausgleich von Maßunterschieden des Kaschiermateri­ als. Die Höhe des gewölbten, umlaufenden Randes 3a oder mit anderen Worten die Höhe des über die Werkzeuginnen­ fläche hinausragenden Teils des Schiebers 3 ist jedoch so bemessen, daß sich der aus dem Kaschiermittel beste­ hende Zuschnitt 5 zwar zum Toleranzausgleich an den gewölbten, umlaufenden Rand 3a, d. h. die Innenkontur des Schiebers 3 anlegen kann, aber in jedem Fall nicht über die Stirnfläche 3b des Schiebers 3 hinausragt, sondern immer unterhalb dieser Stirnfläche 3b endet. Dadurch ist sichergestellt, daß der frisch extrudierte Kunststoffschlauch 1 während des Fertigungsprozesses nicht vor dem eigentlichen Blasformgebungsvorgang mit dem Kaschiermittel in Berührung kommt. Das Kaschiermit­ tel würde bei vorzeitigem Kontakt mit dem noch heißen Kunststoffschlauch 1 sofort an diesem haften, und zwar mit der Folge, daß es verzerrt und nicht positionsgenau auf die Oberfläche des Kunststoffschlauchs 1 aufgepreßt wird.

Es besteht außerdem die Möglichkeit, den Zuschnitt 5 aus Kaschiermittel innerhalb des Schieberfeldes in geeigneter Weise, beispielsweise durch Nadeln, Klett­ band oder Saugmittel, zu fixieren. Jedenfalls befindet sich der Zuschnitt 5, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in bezug auf den Kunststoffschlauch 1 genau in der Posi­ tion, in der er auf diesen aufgepreßt werden soll. Aufgrund dessen, daß der Zuschnitt 5 mit Spiel, d. h. in ausreichendem Abstand zu der Stirnfläche 3b des Schiebers 3 innerhalb des Schieberfeldes liegt und damit in diesem vollflächig anliegt und vor dem Blas­ formprozeß nicht von dem Kunststoffschlauch 1 erfaßt werden kann, ist ein verzerrungsfreies Aufpressen auf das Kunststoffteil 4 möglich.

Für den Formgebungsvorgang wird das Blasformwerkzeug 2 mit dem in den Schieber 3 eingelegten Zuschnitt 5 in die erforderliche Stellung gefahren. Beim anschließen­ den Aufbringen von Druck durch ein Druckmedium legt sich der noch heiße Kunststoffschlauch 1 an die Kontu­ ren des Blasformwerkzeugs 2, und damit auch, wie Fig. 2 zeigt, an die des in das Blasformwerkzeuginnere ragen­ den Schiebers 3, um sich fest mit dem Zuschnitt 5 des Kaschiermittels zu verbinden. Der in das Blasformwerk­ zeug 2 ragende, sich verjüngende Rand 3a des Schiebers 3 samt des an diesem anliegenden Zuschnitts 5, um den sich das Material des Kunststoffschlauchs 1 beim Blas­ formen legt, bildet in der Oberfläche des fertigen Kunststoffteils 4 eine dem Verlauf des umlaufenden Randes 3a entsprechende Ziernut 6, in der der Randbe­ reich 5a des Kaschiermittels liegt. Durch diese Anord­ nung des Randbereichs 5a innerhalb der Ziernut 6 wird ein sauberer Abschluß zu dem benachbarten unbeschichte­ ten Kunststoffmaterial geschaffen. Außerdem werden in der Ziernut 6 Maßabweichungen des Zuschnitts 5 des Kaschiermittels ausgeglichen bzw. sind in dieser nicht sichtbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auch beim Spritzgießverfahren, Hinterpreßverfahren und Tiefziehverfahren eingesetzt werden. Auch bei diesem Verfahren werden die Abschlußkonturen einer teilka­ schierten Oberfläche so ausgebildet, daß ein einwand­ freier optischer Eindruck entsteht, wobei die Außenkon­ turen des Dekorfeldes ebenfalls durch eine Ziernut gebildet werden.

Bezugszeichenliste

1 Kunststoffschlauch
2 Blasformwerkzeug
3 Schieber
3a umlaufender, verjüngter Rand
3b Stirnfläche von 3
4 Kunststoffteil
5 Zuschnitt des Kaschiermittels
5a Randbereich von 5
6 Ziernut

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen mit teilkaschierter Oberfläche, bei dem ein in einem Blasformwerkzeug befindlicher Kunststoffschlauch unter Überdruck an die Innenwände des Blasformwerk­ zeugs gepreßt und auf der Oberfläche des Kunststoff­ teils ein Zuschnitt aus einem Kaschiermittel ange­ bracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu­ schnitt (5) eines Kaschiermittels an der Wandung innerhalb des Blasformwerkzeugs (2) positioniert und während der Blasformgebung unmittelbar mit dem noch heißen Kunststoffschlauch (1) unter Druckeinwirkung und gleichzeitiger Bildung einer den Randbereich (5a) des Zuschnitts (5) aufnehmenden, in das Kunst­ stoffteil (4) eingeformten Ziernut (6) verschmolzen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wandung des Blasformwerkzeugs (2) ein Haltemittel (3) für den Zuschnitt (5) mit einem umlaufenden, über die Innenwand des Blasformwerkzeugs (2) hinaus­ ragenden Rand (3a) im wesentlichen entsprechend der Außenkontur des zu beschichtenden Teilbereichs des Kunststoffteils (4) eingesetzt ist und der umlaufen­ de, überstehende Rand (3a) zur Ausbildung der Zier­ nut (6) und verzerrungsfreien und toleranzausglei­ chenden Aufnahme des Zuschnitts (5) des Kaschiermit­ tels sich nach außen verjüngend ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung des umlaufenden Randes (3a) des Haltemittels (3) bogenförmig verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Haltemittel (3) in der Höhe seines verjüngten Randes (3a) über die Innenwand des Blas­ formwerkzeugs (2) hinausragt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der verjüngte Rand (3a) so weit über die Innenwand des Blasformwerkzeugs (2) hinausragt, daß bei eingelegtem Zuschnitt (5) zwi­ schen der Stirnseite (3b) des Haltemittels (3) und der Seitenkante des Zuschnitts (5) ein Abstand eingehalten ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Haltemittel ein in bezug auf die Längsachse des Kunststoffschlauchs (1) radial beweglicher Schieber (3) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schieber (3) ein Zweistufenschieber ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Auflage­ fläche des Zuschnitts (5) Befestigungsmittel zu dessen zusätzlicher Fixierung vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungsmittel als Nadeln, Klett­ band oder Vakuumsaugelemente ausgebildet sind.

10. Im Blasformverfahren hergestelltes Kunststoffteil mit einer teilweise kaschierten Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang zwischen dem kaschierten und dem unkaschierten Bereich des Kunststoffteils (4) eine Ziernut (6) vorgesehen ist und die Randzone des Zuschnitts (5) des Kaschiermittels in einer bestimmten Länge in der Ziernut (6) aufgenommen und in dieser befestigt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaschiermittel (5) auf der Rückseite durch eine Beschichtung versteift und nach Erwärmung in einer Vorstufe entsprechend dem späteren Konturen­ verlauf vorgeformt wird.

12. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen mit teilkaschierter Oberfläche im Spritzgießverfahren unter Verwendung einer Kunststoffmasse, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt eines Kaschier­ mittels in ein Werkzeug eingelegt und darin posi­ tioniert und nach dem Schließen des Werkzeugs der Hohlraum des Werkzeugs so ausgespritzt wird, daß die plastische Kunststoffmasse im direkten Kontakt mit dem Kaschiermittel tritt.

13. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen mit teilkaschierter Oberfläche im Hinterpreßverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt eines Kaschiermittels in ein Werkzeug eingelegt und darin positioniert wird und danach das Trägermaterial in Form von einer mit kunststoffdurchsetzten Träger­ matte in das Werkzeug eingelegt und beim Schließen des Werkzeugs der Preßvorgang ausgelöst wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial in Form eines Kunst­ stoff-Massestrangs in das Werkzeug eingelegt und nach dem Schließen des Werkzeugs der Massestrang verteilt wird.

15. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen mit teilkaschierter Oberfläche im Tiefziehverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt eines Kaschiermittels in ein Werkzeug eingelegt und darin positioniert wird und danach ein plattenförmiges Kunststoffmaterial erwärmt und durch Anlegen eines Vakuums plastisch so verformt wird, daß die Außen­ kontur des Werkzeugs nachgebildet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Kunst­ stoffmasse in das Kaschiermittel eindringt und eine Verankerung zwischen Kunststoffmasse und Kaschier­ mittel hergestellt wird.