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DE4120133A1 - Bauteil und verfahren zur herstellung eines solchen - Google Patents

Bauteil und verfahren zur herstellung eines solchen

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DE4120133A1
DE4120133A1 DE19914120133 DE4120133A DE4120133A1 DE 4120133 A1 DE4120133 A1 DE 4120133A1 DE 19914120133 DE19914120133 DE 19914120133 DE 4120133 A DE4120133 A DE 4120133A DE 4120133 A1 DE4120133 A1 DE 4120133A1
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fiber composite
composite part
injection
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matrix
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil, bestehend aus einem Stoffverbund eines Faserverbundteils und eines thermoplastischen Spritzteils.
Unter "Faserverbundteil" ist ein Bauelement zu verstehen, welches aus einer Matrix aus duroplastischem oder thermoplastischem Kunststoff (in Sonderfällen auch aus Metall, Keramik oder Graphit) besteht, in die - zur Verstärkung - organische oder anorganische Multifilamentfasern eingelagert sind. Die Fasern liegen zumeist als Matte (Wirrfaser) oder in Form von Geweben, Gelegen oder Gestricken vor. Im allgemeinen sind die Fasern mit einer Schlichte versehen, die eine Haftung zwischen den Fasern und der diese umgebenden Matrix bewirkt.
Der wesentliche Vorteil derartiger Faserverbundteile liegt in einer hohen Steifigkeit bei zugleich aber nur geringem Gewicht.
Um diese grundlegenden Vorzüge für die sich hieraus ergebenden vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten nutzen zu können, ist aller­ dings eine für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Weiterver­ formung des Faserverbundteils erforderlich. Eine beliebige Form­ gebung bei Faserverbundteilen ist aber nur dann zu realisieren, wenn die Fasern in Form kurzer Stücke von maximal einigen Milli­ metern Länge und darüber hinaus in einer nicht zu hohen Konzen­ tration innerhalb der Matrix vorliegen. Nur in diesem Fall kann der Faserverbundwerkstoff im Stadium der flüssigen Matrix (auf­ geschmolzen oder vor der Polymerisation) mit Spritzgußmaschinen in Spritzgußformen verarbeitet werden, was vielfältige Form­ gebungen mit variablen Wandstärken, scharfen Kanten, beliebigen sphärischen Wölbungen, Verrippungen und Hinterschneidungen er­ laubt. Durch einfaches Umspritzen kann das Faserverbundteil bei dessen Formgebung mit Teilen (Schraubbolzen, Gewindeeinlegeteile etc.) kombiniert werden, die zu diesem Zweck zuvor in der Spritz­ gußform positioniert worden sind.
Der Nachteil ist darin zu sehen, daß Faserverbundteile mit geringer Faserlänge und -konzentration nicht annähernd eine so hohe Steifigkeit und Festigkeit zu erreichen vermögen wie Faser­ verbundteile, in denen quasi endlos und geordnet positionierte Fasern in hoher Konzentration (als Gewebe, Gelege oder Gestricke) vorliegen.
Das Problem besteht aber darin, daß Faserverbundteile mit "end­ losen" Fasern nur begrenzt formbar sind. So sind zwar eindimen­ sionale Wölbungen leicht möglich, sphärische dagegen hinsicht­ lich Wölbungstiefe und Radius nur sehr begrenzt, und zwar je nachdem, wie weit die Faserstruktur (Gewebe etc.) eine derartige sphärische Wölbung zuläßt. Auch variable Wandstärken sind im wesentlichen nur durch Sandwichaufbauten zu erzielen, entweder in der Form, daß in verschiedenen Bereichen unterschiedlich viele Verstärkungen (Gewebelagen, Gelegelagen) aufeinandergestapelt werden, oder daß zwischen Schichten des Faserverbundwerkstoffes Materialien angeordnet werden, die ihrerseits leicht in variable Wandstärken gebracht werden können, wie z. B. Schäume oder ge­ spritzte Kunststoffe. Wenn die Fasern innerhalb des Faserver­ bundteils in Form von Strängen (Rovings) vorliegen, beschränkt sich die Verformbarkeit im wesentlichen auf die Realisierung diverser Stangen und Profile.
Der Einbau von Fremdteilen, wie Gewindeteilen oder (Schraub-) Bolzen ist bei derartigen Faserverbundteilen nur mit einigem handwerklichen Aufwand möglich, etwa indem ein derartiges Fremd­ teil auf einer Platte angeordnet ist, welche zwischen zwei Schich­ ten des Faserverbundteils einlaminiert wird, oder indem eine derartige Trägerplatte durch Schrauben, Nieten oder Kleben be­ festigt wird.
Will man aus einem als Rohteil vorliegenden Faserverbundteil ein Fertigteil herstellen, so muß dieses aus dem in Form einer Platte, einem Sandwichaufbau, einer Stange oder einem Profil vor­ liegenden Rohteil ausgeschnitten, gesägt oder gestanzt werden, wobei nachteiligerweise scharfe Schnittkanten entstehen. Diese Kanten erfordern am Fertigteil meist eine aufwendige Nacharbeit. Auch nach dieser Nacharbeit bleiben aber die Schnittkanten leicht verletzlich, da an diesen Stellen offene Verstärkungsfaserenden an die Bauteiloberfläche treten, die leicht ausfransen können, wenn sie nicht gegen mechanische Einflüsse geschützt sind.
Es besteht oftmals der Wunsch und die Notwendigkeit, Bauteile her­ zustellen, bei denen zum einen die im vorstehenden beschriebenen hohen mechanischen Qualitäten von Faserverbundteilen, zum anderen aber auch die Möglichkeiten der Formgebung von gespritzten Kunst­ stoffen genutzt werden sollen. Zu diesem Zweck müssen die beiden von Haus aus sehr unterschiedlichen Bauteilkomponenten zum Verbund gebracht werden. Nach dem derzeitigen Stand der Technik kann ein solcher Verbund realisiert werden durch eine rein mechanische Ver­ bindung (Schraub-, Niet-Schnappverbindung), ferner durch Kleben oder - beim vorliegen geeigneter Werkstoffpartner in der Matrix des Faserverbundteils und in dem gespritzten Bauteil - durch Schweißen (thermisches Schweißen, Hochfrequenzschweißen, Reibungs­ schweißen). Alle diese bekannten Verbindungstechniken erfordern aber einen erheblichen handwerklichen Aufwand mit mehreren Ver­ arbeitungsschritten. Einzig bei der Schweißverbindung ist im Ideal­ fall nur ein weiterer Verarbeitungsschritt notwendig, der sich an die Herstellung der Bauteilkomponenten anschließt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stoffverbund aus einem Faserverbundteil und einem Spritzteil zu realisieren, der nach der Herstellung der Bauteilkomponenten keinen weiteren Verarbeitungsschritt mehr erfordert.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Bauteil der eingangs bezeichneten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Verbindungstechnik wird also der Ver­ bund der Bauteilkomponenten automatisch und gleichzeitig mit der Herstellung der gespritzten Bauteilkomponente vollzogen. Es ist demnach keinerlei zusätzlicher Arbeitsschritt für die Verbindung der beiden Bauteilkomponenten erforderlich. Darüberhinaus bietet die erfindungsgemäße Verbindungstechnik eine sehr viel größere Freiheit bei der geometrischen Gestaltung des Verbundbauteils als bei den bisher bekannten Verbundtechniken (s. oben). So läßt sich beispielsweise das Faserverbundteil an verschiedene, auch ent­ gegengesetzte, Seiten an das Spritzteil anbinden. Diese Möglichkeit bietet den besonderen Vorteil, daß durch ein teilweises Umschließen des Faserverbundteiles mit dem Material des Spritzteils zugleich ein Schweißverbund und ein mechanischer Verbund geschaffen werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Anspruch 2 zu entnehmen. Dabei ist es unerheblich, ob es sich bei der betreffen­ den Kante des Faserverbundteils um eine Außenkante oder um die begrenzende Kante eines Ausschnitts oder einer Bohrung handelt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zeigen die Ansprüche 3 bis 6. Bei geeigneter Auswahl der Materialpartner, d. h. des Faserverbundteils einerseits und des Spritzteils andererseits, kommt es also beim Spritzvorgang automatisch zu einer sehr vor­ teilhaften Schmelzverbindung der beiden Komponenten. Für eine gute und dauerhafte Schmelzverbindung der beiden Komponenten ist es besonders günstig, wenn innerhalb der in den Ansprüchen 5 und 6 angeführten Materialpaarungen Stoffpaare ausgewählt werden, bei denen der Schmelzpunkt der Matrix des Faserverbundteils und der Spritzteilkomponente zwar in ein und demselben Temperaturbereich liegt, bei der Matrix des Faserverbundteils aber etwas niedriger ist als bei dem Spritzteil.
Innerhalb der Familie der thermoplastischen Kunststoffe haben üblicherweise weichere Kunststofftypen etwas geringere Schmelz­ temperatur als härtere Typen. Demgemäß wäre es beispielsweise vorteilhaft, als Matrix des Faserverbundteils ein etwas weicheres Polyurethan-Elastomer zu verwenden als beim Spritzteil. Ent­ sprechendes gilt auch beim Einsatz weich gemachter Polyamid 12-Typen oder bei Polyetherblokamiden.
Häufig werden Einlegeteile in Bauteilen aus thermoplastischem Kunststoff von diesem umspritzt, um dadurch eine Versteifung bzw. Verstärkung des gesamten Verbundbauteils zu erzielen. Hierbei ist es oft problematisch, eine ausreichende Verschweißung zu realisieren. Denn das härtere und demnach höher schmelzende Ein­ legeteil erfährt durch das umgebende (niedriger schmelzende) Spritzmaterial oftmals keine ausreichende Oberflächenaufschmelzung.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung geeigneter Faserverbund­ teile ist es aber nun möglich, in Bauteile aus thermoplastischem Kunststoff steife und hochfeste Verstärkungsteile (nämlich die Faserverbundteile) einzulegen, die hervorragend mit dem ange­ spritzten Material zu verschmelzen vermögen, weil bei dem Faser­ verbundteil - im Gegensatz zu bekannten Einlegeteilen - ein ver­ gleichsweise weicher Thermoplasttyp verwendet werden kann.
Anspruch 7 zeigt einen Aufbau eines Faserverbundteils, der eine optimale Verstärkung des Gesamtbauteils ermöglicht.
Die in Anspruch 8 und 9 angegebenen Merkmale begünstigen eine gute Schmelzverbindung zwischen dem Faserverbundteil und dem Spritz­ teil. Eine mechanische Verbindung zwischen Faserverbundteil und Spritzteil wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 10 begünstigt.
Die Erfindung betrifft aber auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils der in Rede stehenden Art, d. h. Stoffverbund aus Faserverbundteil und Spritzteil. Die betreffenden Erfindungsmerk­ male sind aus Anspruch 11 zu entnehmen. Ausgestaltungen des er­ findungsgemäßen Verfahrens zeigen die Ansprüche 12 und 13.
Zur weiteren Erläuterung und Veranschaulichung der Erfindung dienen Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Es zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform eines Faserverbundteils, im Vertikalschnitt (schematisch und stark vergrößert),
Fig. 2 - ebenfalls schematisch und im Vertikalschnitt - eine für den bevorstehenden Spritzvorgang vorbe­ reitete Spritzform mit eingelegtem Faserverbundteil,
Fig. 3 - im Vertikalschnitt - ein Bauteil, bestehend aus einem Stoffverbund eines Faserverbundteils (z. B. nach Fig. 2) und beidseitigen Spritzteilen,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Bauteils, bestehend aus Faserverbundteilen und angespritzten Spritz­ teilen, in Darstellung entsprechend Fig 3,
Fig. 5 - schematisch und stark vergrößert - eine mögliche Ausführungsform eines Faserverbundteils anhand seiner einzelnen Bestandteile (vor dem Verbund), in Schnitt­ darstellung entsprechend Fig. 1,
Fig. 6 eine gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3 leicht abgewandelte Variante eines Stoffverbund-Bauteils, in (teilweiser) Darstellung entsprechend Fig. 3,
Fig. 7 - im Vertikalschnitt und stark schematisiert - ein noch in einer Spritzform befindliches Stoffverbund-Bau­ teil, bestehend aus zwei großflächigen Faserver­ bundteilen mit angeschmolzenem Spritzteil.
Das in Fig. 1-3 gezeigte und insgesamt mit 10 bezeichnete Faserverbundteil besteht, wie insbesondere Fig. 1 deutlich macht (vgl. aber auch Fig. 5), aus mehreren Schichten eines Fasermaterials 11 und einer Matrix 12 aus thermoplastischem Kunststoff. In Fig. 1 sind beispielsweise drei Faserlagen vor­ gesehen, die - wie schematisch angedeutet - jeweils als Gelege, Gewebe oder Gestricke ausgebildet sein können. Vorzugsweise handelt es sich um ein "konsolidiertes" Faserverbundteil 10. Das heißt, die einzelnen "Bausteine" des Verbundmaterials werden in Form von Schichten aufeinandergestapelt und unter Preßdruck miteinander verschmolzen. Im einzelnen kann das Konsolidieren in zwei möglichen Verfahrensalternativen durchgeführt werden: Bei der einen Variante stapelt man mehrere Schichten des Fasermaterials 11 übereinander, welches zuvor schon mit thermo­ plastischem Matrixmaterial 12 beschichtet oder getränkt worden ist (sogenanntes thermoplastisches Prepreg). Anschließend er­ folgt das Verschmelzen der Schichten unter Preßdruck.
Bei der anderen Variante stapelt man abwechselnd eine Folie aus Matrixmaterial 12 und eine Lage aus (unbeschichtetem bzw. unge­ tränktem) Fasermaterial 11 übereinander und verschmilzt die Schichten anschließend unter Preßdruck (sogenanntes Film- Stacking-Verfahren). Diese zweite Verfahrensalternative ist in Fig. 5 veranschaulicht. Das Fasermaterial (2 Lagen) ist wieder (wie in Fig. 1) mit 11 beziffert. Die (drei) folien­ förmigen Schichten des Matrixmaterials sind mit 12a, 12b und 12c bezeichnet. Das Film Stacking-Verfahren ermöglicht - wie in Fig. 5 angedeutet - unterschiedliche Dicken der einzelnen Matrixmaterialfolien 12a, 12b, 12c. Beim dargestellten Aus­ führungsbeispiel ist die die (eine) Oberfläche des Faserver­ bundteils bildende Matrixfolie 12c am dicksten dimensioniert. Diese Maßnahme dient einer Optimierung der dort anschließend vorgenommenen Schmelzverbindung mit einem Spritzteil (siehe hierzu Fig. 2-4 und die Ausführungen weiter unten). Die Dicke der übrigen Matrixfolien (z. B. 12a, 12b in Fig. 5) kann bzw. sollte dagegen in Hinsicht auf eine optimale Verstärkung des Faserverbundteils (10) dimensioniert werden.
Die vorstehend erläuterten Gedanken lassen sich aber nicht nur beim Film Stacking-Verfahren (Fig. 5) realisieren, sondern auch beim sogenannten Prepreg-Verfahren: Bei der Verwendung thermo­ plastischen Prepregs (mit thermoplastischem Matrixmaterial be­ schichtete oder getränkte Faserlagen) ist zu dem in Rede stehen­ den Zweck - als Oberflächenschicht (bzw. -schichten) - zusätzlich eine (bzw. je Oberfläche eine) Folie aus Matrixmaterial unter Preßdruck aufzuschmelzen.
Soll - zur Erstellung des späteren Fertigteils (Bauteil als Stoffverbund von Faserverbundteil und Spritzteil) - nur eine der beiden Oberflächen des Faserverbundbauteils (10) zur Ver­ schweißung genutzt werden, so genügt es grundsätzlich, nur auf dieser einen Seite eine dickere Matrixlage aufzubringen. Dies könnte aber zu einem unsymmetrischen Lagenaufbau und - infolge des sehr unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsver­ haltens der Matrix (12) und der Verstärkungsfasern (11) - zu einer Wölbung des Faserverbundteils nach dem Preßvorgang führen. Zweckmäßigerweise sollte man daher den Lagenaufbau symmetrisch wählen, indem man auf beiden Oberflächen eine gleich dicke Matrixschicht aufbringt.
Ein fertiges Bauteil, bestehend aus einem Faserverbundteil 10 und einem dieses einfassenden umlaufenden Rahmen 13 zeigt Fig. 3. Die Entstehung dieses fertigen Bauteils geht aus Fig. 2 hervor. Eine dort gezeigte und insgesamt mit 15 bezeichnete Spritzgieß­ form besteht aus zwei Formhälften 16 und 17. Der Anguß ist mit 18 beziffert. Zunächst wird das Faserverbundteil 10 in die Spritz­ gießform 15 eingelegt. Diese ist so gestaltet, daß das Faserver­ bundteil 10 beidseitig auf dem größten Teil seiner Erstreckung, insbesondere aber im Bereich seiner an das (spätere) Spritzteil (Rahmen 13, siehe Fig. 3) angrenzenden Kanten 19 (siehe auch Fig. 4), abgestützt ist. Hierbei ist es von entscheidender Bedeutung, daß die Abstützungen von unten und von oben möglichst an exakt gegen­ überliegenden Stellen erfolgen. (Würden diese Abstützungen fehlen, so könnte das Faserverbundteil 10 unter dem Druck des in den Hohlraum 20 bzw. 21 einströmenden Spritzwerkstoffes nach der nicht abgestützten Seite hin elastisch ausweichen, und es käme auf der anderen Seite zu unerwünschten Überspritzungen.)
Bei geeigneter Formgebung des Faserverbundteils 10 im Bereich seiner (später) in den Rahmen 13 hineinragenden Seitenpartien 22, 23 (Fig. 3) kann es zu einer mechanischen Verbindung des Rahmens 13 mit dem Faserverbundteil 10 kommen. Die sich beim An­ spritzvorgang ergebenden Schweißzonen zwischen Faserverbundteil 10 und Spritzteil (z. B. Rahmen 13) sind in Fig. 2 mit 24 beziffert.
In Fig. 4 ist ein etwas komplizierter als das Bauteil nach Fig. 3 gestaltetes Bauteil gezeigt. Dieses besteht aus einem Stoffverbund von einem Faserverbundteil 25 und drei Spritzteilen 27, 28 und 29. Grundlegend ist zur Durchführung des Spritzvor­ ganges zu sagen, daß das Faserverbundteil 10 (Fig. 1-3) bzw. das Faserverbundteil 25 (Fig. 4) im Bereich von Kanten derart umspritzt wird daß die gespritzte Komponente 13 bzw. 27-29 über, unter und seitlich des betreffenden Faserverbundteils zu liegen kommt. Dabei ist es unerheblich, ob es sich bei der Kante um eine Außenkante (in Fig. 4 beispielsweise mit 30 be­ ziffert) oder um die begrenzende Kante (z. B. 31, 32 in Fig. 4) eines Ausschnitts (Spritzteil 29 in Fig. 4) oder einer Bohrung handelt.
Die gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3 (bzw. Fig. 4) abgewandelte Variante nach Fig. 6 zeichnet sich dadurch aus, daß in den in das Spritzteil 13 hineinragenden Bereich 22 des Faserverbundteils 10 eine Verankerungsbohrung 33 eingebracht ist. Diese wird vom angespritzten Material 13 durchflossen und bewirkt eine sichere mechanische Verankerung.
Fig. 7 veranschaulicht ein Verfahren, bei dem es darum geht, an sehr großflächige Faserverbundteile 34, 35 relativ klein­ volumige Spritzgußelemente anzuschmelzen. Eines dieser klein­ volumigen Spritzgußelemente ist in Fig. 7 dargestellt und mit 36 bezeichnet. In einem solchen Fall gilt es zu vermeiden, daß die Größe des Spritzgußwerkzeugs und der Spritzgußmaschine der Dimension des Faserverbundteils angepaßt werden muß. Diese Forderung wird bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel durch Einklemmen der (großen) Faserverbundteile 34, 35 in die Trennebene 39 des (vergleichsweise kleinvolumigen) Spritzwerk­ zeugs 37, 38 in wenig aufwendiger Weise realisiert. Die seit­ lich aus dem Spritzwerkzeug 37, 38 herausragenden Partien der Faserverbundteile 34, 35 werden hierbei durch geeignete Stützen 40 getragen, deren aus Fig. 7 ersichtliche Gestaltung jedoch nur symbolhaft zu verstehen ist. Es geht - mit anderen Worten - in der Praxis nur darum, die großflächigen Faserverbundteile (34, 35) außerhalb des Spritzwerkzeugs (37, 38) in geeigneter Weise zu fixieren.

Claims (13)

1. Bauteil, bestehend aus einem Stoffverbund eines Faserver­ bundteils und eines thermoplastischen Spritzteils, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundteil (10, 25, 26, 34, 35), zumindest teilweise, unmittelbar von dem Material des thermoplastischen Spritzteils (13, 14, 27, 28, 29, 36) umspritzt ist.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundteil (10, 25, 26, 34, 35) an seinen Kanten von dem Material des Spritz­ teils (13, 14, 27, 28, 29, 36) umspritzt ist, derart, daß die betreffenden Partien des Spritzteils über und unter dem Faserverbundteil sowie seitlich desselben liegen.
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixmaterial (12, 12a, 12b, 12c) des Faserverbundteils (10, 25, 26, 34, 35) derart auf das Material des Spritzteils (13, 14, 27, 28, 29, 36) abgestimmt ist, daß Faserverbundteil und Spritzteil eine Schmelzverbindung eingehen.
4. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt des Matrix­ materials (12, 12a, 12b, 12c) für das Faserverbundteil (10, 25, 26, 34, 35) niedriger liegt als die Spritztemperatur des Spritzteilmaterials (13, 14, 27, 28, 29, 36) und daß Matrixmaterial und Spritzteilmaterial mischbar (chemisch verträglich) sind.
5. Bauteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Matrix (12, 12a, 12b, 12c) des Faserverbundteils (10, 25, 26, 34, 35) und für das Spritzteil (13, 14, 27, 28, 29, 36) gleiche Materialien aus den nachstehenden Gruppen dienen:
  • - thermoplastisches Polyurethan,
  • - Polyamid 11, 12, sowie weich gemachte und elastomermodifizierte Varianten hiervon,
  • - Polycarbonat,
  • - Polyolefine,
  • - ABS,
  • - Polyphenylenoxid, Polyphenylenether,
  • - Polystyrol,
  • - vielerlei Blends auf Basis Polycarbonat, ABS, Polypropylen.
6. Bauteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Matrixwerkstoff (12, 12a, 12b, 12c) und Spritzteilmaterial (13, 14, 27, 28, 29, 36) ver­ schiedenen Kunststoffgruppen innerhalb der folgenden Be­ reiche angehören:
  • - thermoplastisches Polyurethan (Ethertype)-Polyether­ blockamid,
  • - Polycarbonat - Polycarbonat/ABS-Blends,
  • - Polycarbonat - Polycarbonat/Polyamid-Blends,
  • - PPE/Polystyrol-Blends-PPE,
  • - Polypropylen - elastomermodifiziertes Polypropylen,
  • - verschiedene Polyolefin-Blends untereinander.
7. Bauteil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundteil (10, 25, 26, 34, 35) - bei thermoplastischer Matrix (12, 12a, 12b, 12c) - einen Faservolumenanteil (11) von 30 bis 70% aufweist und daß die Fasergewebe- oder -gelegelagen jeweils von Kunststoffschichten mit - im Durchschnitt - weniger als 0,1 mm Stärke überdeckt sind.
8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer oder beiden Oberflächen des Faserverbundteils (10, 25, 26, 34, 35) liegenden äußeren Matrixschichten (12c) dicker sind als die inneren Matrixschichten (12a, 12b) (Fig. 5).
9. Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer oder beiden Oberflächendes Faserverbundteils (10, 25, 26, 34, 35) liegenden äußeren Matrixschichten beidseitig gleichstark ausgebildet sind und jeweils eine Dicke von 0,1-0,4 mm, vorzugsweise 0,15-0,3 mm, aufweisen.
10. Bauteil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundteil (10) an seinen von dem Spritzteil (13) umschlossenen Partien (22) Bohrungen (33) aufweist, die von dem Material des Spritz­ teils (13) durchsetzt sind (Fig. 6).
11. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundteil (10, 25, 26, 34, 35) - ganz oder teilweise - in eine Spritzgußform (15, 37) eingelegt und anschließend das das Spritzteil (13, 14, 27, 28, 29, 36) bildende Material in die geschlos­ sene Spritzgußform (15, 37) eingespritzt wird (Fig. 2 und 7).
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das das Spritzteil (13, 14, 27, 28, 29, 36) bildende Material unter hohem Druck in die geschlossene Spritzgußform (15, 37) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundteil (10, 25, 26, 34, 35) durch die Spritzgußform (15, 37) im Bereich seiner an das Spritzteil (13, 14, 27, 28, 29, 36) an­ grenzenden Partien (19) beidseitig abgestützt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Faserverbund­ teile (34, 35) in der Trennebene der Spritzgußform (37) angeordnet und - seitlich aus dieser herausragend - an den an das Spritzgußteil (36) angrenzenden Bereichen von der Spritzgußform (37) beidseitig abgestützt (eingeklemmt) werden (Fig. 7).
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DE19914120133 Expired - Fee Related DE4120133C2 (de) 1991-06-19 1991-06-19 Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines solchen

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DE (1) DE4120133C2 (de)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2715600A1 (fr) * 1994-02-01 1995-08-04 Plastic Omnium Cie Procédé pour réaliser des pièces en au moins deux matières thermoplastiques.
EP1017259A2 (de) * 1998-12-30 2000-07-05 ELETTROPLAST S.r.l. Verfahren zur Bekleidung und Isolierung einer Anzeige, insbesondere für elektronische Steuerinstrumente
US6449878B1 (en) 2000-03-10 2002-09-17 Robert M. Lyden Article of footwear having a spring element and selectively removable components
US6601042B1 (en) 2000-03-10 2003-07-29 Robert M. Lyden Customized article of footwear and method of conducting retail and internet business
WO2004011224A1 (en) * 2002-07-29 2004-02-05 Dow Global Technologies Inc. Molded parts with fabric surface areas and processes for their production
US7016867B2 (en) 2000-03-10 2006-03-21 Lyden Robert M Method of conducting business including making and selling a custom article of footwear
US7107235B2 (en) 2000-03-10 2006-09-12 Lyden Robert M Method of conducting business including making and selling a custom article of footwear
US7396500B2 (en) 2002-07-29 2008-07-08 Dow Technologies Inc. Molded parts with metal or wood surface areas and processes for their production
US7752775B2 (en) 2000-03-10 2010-07-13 Lyden Robert M Footwear with removable lasting board and cleats
DE102011016941A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Daimler Ag Kraftfahrzeugbauteil mit Trägerelement und umspritztem oder angespritztem Kunststoff-Funktionselement und Herstellungsverfahren
DE202011103932U1 (de) * 2011-08-02 2012-11-23 Oechsler Aktiengesellschaft Gehäuseschale, für insbesondere portable elektrische Geräte
WO2013167234A1 (de) * 2012-05-09 2013-11-14 Rehau Ag + Co Verfahren zum wenigstens bereichsweisen konsolidieren eines vorformlings zur herstellung eines formteils in einem formwerkzeug
DE102013201911A1 (de) * 2013-02-06 2014-08-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressprozess für Faser-Kunststoff-Verbund-Profile
WO2016202672A3 (de) * 2015-06-16 2017-02-23 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Verfahren zum herstellen eines kunststoffformkörpers, kunststoffformkörper und formwerkzeug
DE102017102603A1 (de) 2016-02-09 2017-08-10 Comprisetec Gmbh Thermoplast-Hybridbauweise für ein Bauteil
WO2017220733A1 (de) * 2016-06-22 2017-12-28 Plan B Engineering Solutions Gmbh Verfahren zur herstellung eines bauelements und bauelement
US10059078B2 (en) * 2012-03-23 2018-08-28 Cutting Dynamics, Inc. Injection molded composite blank and guide
EP3505332A1 (de) * 2017-12-27 2019-07-03 Ranger Compositi S.r.l. Selbsttragende verbundstruktur für karosserie- und rahmenteile von kraftfahrzeugen

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994013164A1 (en) 1992-12-10 1994-06-23 Nike International Ltd. Bonding of rubber to plastic in footwear
DE19541518A1 (de) * 1995-11-08 1997-05-15 Erich Rapp Verfahren zur Herstellung eines einen plattenförmigen Rand aufweisenden Hartwerkstoffteils
DE10320331A1 (de) * 2003-05-06 2004-11-25 Rkt Kunststoffe Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteiles mit einem Einlieger sowie nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2837371A1 (de) * 1978-08-26 1980-03-06 Max Meier Platte aus holzwerkstoff, insbesondere beidseitig beschichtete moebelplatte mit kunststoffumrandung
DE3109949A1 (de) * 1981-03-14 1982-10-14 Helphos Gmbh, 3388 Bad Harzburg "verfahren zum herstellen von spritzgussteilen, insbesondere tellerfederventilen"
DE3904249A1 (de) * 1988-02-18 1989-09-14 Central Glass Co Ltd Verfahren zum anbringen eines kunstharz-stuetz- oder -schutz-formteiles an einem plattenfoermigen gegenstand

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2837371A1 (de) * 1978-08-26 1980-03-06 Max Meier Platte aus holzwerkstoff, insbesondere beidseitig beschichtete moebelplatte mit kunststoffumrandung
DE3109949A1 (de) * 1981-03-14 1982-10-14 Helphos Gmbh, 3388 Bad Harzburg "verfahren zum herstellen von spritzgussteilen, insbesondere tellerfederventilen"
DE3904249A1 (de) * 1988-02-18 1989-09-14 Central Glass Co Ltd Verfahren zum anbringen eines kunstharz-stuetz- oder -schutz-formteiles an einem plattenfoermigen gegenstand

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2715600A1 (fr) * 1994-02-01 1995-08-04 Plastic Omnium Cie Procédé pour réaliser des pièces en au moins deux matières thermoplastiques.
EP1017259A2 (de) * 1998-12-30 2000-07-05 ELETTROPLAST S.r.l. Verfahren zur Bekleidung und Isolierung einer Anzeige, insbesondere für elektronische Steuerinstrumente
EP1017259A3 (de) * 1998-12-30 2001-01-17 ELETTROPLAST S.r.l. Verfahren zur Bekleidung und Isolierung einer Anzeige, insbesondere für elektronische Steuerinstrumente
US7752775B2 (en) 2000-03-10 2010-07-13 Lyden Robert M Footwear with removable lasting board and cleats
US6449878B1 (en) 2000-03-10 2002-09-17 Robert M. Lyden Article of footwear having a spring element and selectively removable components
US6601042B1 (en) 2000-03-10 2003-07-29 Robert M. Lyden Customized article of footwear and method of conducting retail and internet business
US8209883B2 (en) 2000-03-10 2012-07-03 Robert Michael Lyden Custom article of footwear and method of making the same
US7016867B2 (en) 2000-03-10 2006-03-21 Lyden Robert M Method of conducting business including making and selling a custom article of footwear
US7107235B2 (en) 2000-03-10 2006-09-12 Lyden Robert M Method of conducting business including making and selling a custom article of footwear
US7770306B2 (en) 2000-03-10 2010-08-10 Lyden Robert M Custom article of footwear
US6926856B2 (en) 2002-07-29 2005-08-09 Dow Global Technologies Inc. Molded parts with fabric surface areas and processes for their production
WO2004011224A1 (en) * 2002-07-29 2004-02-05 Dow Global Technologies Inc. Molded parts with fabric surface areas and processes for their production
US7396500B2 (en) 2002-07-29 2008-07-08 Dow Technologies Inc. Molded parts with metal or wood surface areas and processes for their production
DE102011016941A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Daimler Ag Kraftfahrzeugbauteil mit Trägerelement und umspritztem oder angespritztem Kunststoff-Funktionselement und Herstellungsverfahren
DE202011103932U1 (de) * 2011-08-02 2012-11-23 Oechsler Aktiengesellschaft Gehäuseschale, für insbesondere portable elektrische Geräte
US10059078B2 (en) * 2012-03-23 2018-08-28 Cutting Dynamics, Inc. Injection molded composite blank and guide
US10639863B2 (en) * 2012-03-23 2020-05-05 Cutting Dynamics, Inc. Injection molded composite blank and guide
WO2013167234A1 (de) * 2012-05-09 2013-11-14 Rehau Ag + Co Verfahren zum wenigstens bereichsweisen konsolidieren eines vorformlings zur herstellung eines formteils in einem formwerkzeug
DE102013201911A1 (de) * 2013-02-06 2014-08-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressprozess für Faser-Kunststoff-Verbund-Profile
DE102013201911B4 (de) * 2013-02-06 2020-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressprozess für Faser-Kunststoff-Verbund-Profile und Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil
CN107835734A (zh) * 2015-06-16 2018-03-23 雷恩哈德库兹基金两合公司 制造塑料模制品的方法、塑料模制品和模具
WO2016202672A3 (de) * 2015-06-16 2017-02-23 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Verfahren zum herstellen eines kunststoffformkörpers, kunststoffformkörper und formwerkzeug
CN107835734B (zh) * 2015-06-16 2021-07-30 雷恩哈德库兹基金两合公司 制造塑料模制品的方法、塑料模制品和模具
US11260567B2 (en) 2015-06-16 2022-03-01 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Method for producing a plastic molded article, plastic molded article and mold
DE102017102603A1 (de) 2016-02-09 2017-08-10 Comprisetec Gmbh Thermoplast-Hybridbauweise für ein Bauteil
WO2017220733A1 (de) * 2016-06-22 2017-12-28 Plan B Engineering Solutions Gmbh Verfahren zur herstellung eines bauelements und bauelement
EP3505332A1 (de) * 2017-12-27 2019-07-03 Ranger Compositi S.r.l. Selbsttragende verbundstruktur für karosserie- und rahmenteile von kraftfahrzeugen

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DE4120133C2 (de) 1994-11-17

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