DE69332285T2

DE69332285T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Formteilen

Info

Publication number: DE69332285T2
Application number: DE69332285T
Authority: DE
Inventors: Takahisa Hara; Masahito Matsumoto
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2013-06-24
Also published as: CA2098854A1; EP0582075B1; ES2179046T3; CA2098854C; US5618567A; EP0582075A1; US5770134A; KR940003002A; KR940005371A; DE69332285D1; TW224065B; KR100259661B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fertigungsvorrichtung und ein Fertigungsverfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteils, wobei an der Oberfläche einer Grundplatte aus einem thermoplastischen Harz, die mindestens eine darin ausgebildete Bohrung aufweist, ein Verkleidungsmaterial verhakend verschmolzen und einstückig damit ausgebildet wird.
EP-A-0 343 755 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Formteilen, besonders von Rolltüren, wonach eine flexible Trägereinrichtung zwischen zwei Formhälften eingespannt und an mindestens einer Seite der Trägereinrichtung ein Kunststoffmaterial in die Form eingespritzt wird.
Das Dokument über den am nächst liegenden Stand der Technik, GB-A-2 214 860, betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Formteilen mit den folgenden Schritten: Einbringen mindestens einer in eine vorgegebene Form zugeschnittenen Verkleidung und eines geschmolzenen Harzes zwischen den noch nicht geschlossenen oberen und unteren Formhälften und anschließendes Schließen dieser Formhälften, um ein mehrschichtiges Formteil zu erhalten, das aus einer Verkleidung, die einen vorgegebenen Teil des Formteils bedeckt, und einem thermoplastischen Harz besteht, mit den Schritten Einbringen eines geschmolzenen Harzes zu dem im wesentlichen zentralen Abschnitt der Innenfläche der Verkleidung; oder Anheben einer Verkleidung in eine Position, in der mindestens ein Teil der Verkleidung die den Hohlraum bildende Oberfläche der oberen Formhälfte berührt, mittels vertikaler Gleitstifte oder -stäbe, die in der unteren Formhälfte vorgesehen sind, in die das Oberflächenmaterial eingebracht wird. Einbringen eines geschmolzenen Harzes zwischen dem Oberflächenmaterial und der unteren Formhälfte und Zurückziehen der Stifte oder Stäbe in die vorgegebenen Positionen zumindest zu dem Zeitpunkt, in dem das Formteil fertiggestellt ist.
Dem Fachmann ist bekannt, daß zum Verkleiden einer Schallquelle, wie z. B. eines Lautsprechers, ein Schutzmantel bzw. Schutzgehäuse eingesetzt wird. Um die kombinierten Ziele des Schutzes und des besseren äußeren Aussehens zu erreichen, ist diese Anordnung bei verschiedenen Audiogeräten eingeführt worden, wie z. B. bei Radioempfängern, Stereoanlagen und Fernsehgeräten, und ist typischerweise bei Ausrüstungen wie z. B. Lautsprecherboxen und Mikrofonen zu sehen.
Im allgemeinen werden solche mehrschichtigen Formteile zur Verwendung als Gehäusekomponenten hergestellt, indem ein Verkleidungsmaterial mit Klebstoff an die Oberfläche einer vorgeformten Grundplatte angeklebt wird, die aus thermoplastischem Harz besteht und in der mindestens eine Bohrung ausgebildet ist.
Das herkömmliche Verfahren erfordert jedoch mehrere Arbeitsgänge, zu denen ein Verfahren zur vorherigen Ausbildung einer Durchgangsbohrung in einer Grundplatte, ein Auftragsverfahren für einen Klebstoff oder dergleichen und ein an die vorstehenden Arbeitsgänge anschließendes Laminierverfahren gehören, wodurch die Herstellung der mehrschichtigen Formteile verteuert wird. Ferner hat ein solches Verfahren auch Anlaß zu einem anderen Problem gegeben, indem sich das Verkleidungsmaterial beim Transport oder im Gebrauch wegen Kontakts mit einer anderen Ausrüstung oder Qualitätsminderung des Klebstoffs ablösen könnte, wodurch die Zuverlässigkeit der Produkte ernsthaft beeinträchtigt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fertigungsvorrichtung für mehrschichtige Formteile sowie ein Fertigungsverfahren für die mehrschichtigen Formteile bereitzustellen, durch die hochzuverlässige mehrschichtige Formteile hergestellt werden können und außerdem eine Kostensenkung der Herstellung erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der beigefügten unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die erfindungsgemäße Fertigungsvorrichtung für die mehrschichtigen Formteile ist ausgestattet mit: einer Form mit einem Paar unterer und oberer Formhälften, von denen eine eine bewegliche Formhälfte ist, während die andere eine feste Formhälfte ist; und einem beweglichen Element, das ein Verkleidungsmaterial an die Formfläche der oberen oder unteren Formhälfte andrückt und das aus dem Formhohlraum zurückziehbar ist. Hierbei ist das bewegliche Element in mindestens einer der oberen oder unteren Formhälften installiert.
Bei der obigen Anordnung wird geschmolzenes thermoplastisches Harz in die Form eingebracht, wobei das Verkleidungsmaterial, wie z. B. Gewebe, mit Hilfe des beweglichen Elements fest an die Formfläche der oberen oder der unteren Formhälfte angedrückt wird, und dann wird mittels Druckanwendung durch Schließen der Form ein Formpreßvorgang ausgeführt. Auf diese Weise kann mühelos ein mehrschichtiges Formteil hergestellt werden, wobei das Verkleidungsmaterial an der Oberfläche des thermoplastischen Harzes verhakend verschmolzen und einstückig damit ausgebildet ist. Außerdem weist dieses mehrschichtige Formteil eine Durchgangsbohrung auf, die darin an einer Stelle ausgebildet ist, wo vorher das bewegliche Element angeordnet war, und die Durchgangsbohrung ist mit dem Verkleidungsmaterial abgedeckt. Dementsprechend ermöglicht diese Anordnung die mühelose Herstellung eines mehrschichtigen Formteils mit einer Durchgangsbohrung, die mit einem Verkleidungsmaterial abgedeckt ist.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für die mehrschichtigen Formteile ist dadurch gekennzeichnet, daß geschmolzenes thermoplastisches Harz in den Formhohlraum eingebracht wird, wobei das Verkleidungsmaterial mit Hilfe eines beweglichen Elements, das auf und ab bewegt werden kann, fest an die Formfläche einer Formhälfte angedrückt wird; und daß anschließend mittels Druckanwendung durch Schließen der Form ein Formpreßvorgang ausgeführt wird.
Bei dem obigen Verfahren wird bei der Ausführung des Formpreßvorgangs das Verkleidungsmaterial, wie z. B. ein Gewebe, fest an die Formfläche der Form angedrückt. Auf diese Weise kann mühelos ein mehrschichtiges Formteil hergestellt werden, wobei das Verkleidungsmaterial an der Oberfläche des thermoplastischen Harzes verhakt und verschmolzen und ein stückig damit ausgebildet ist. Außerdem weist dieses mehrschichtige Formteil eine Durchgangsbohrung auf, die darin an einer Stelle ausgebildet ist, wo zuvor das bewegliche Element angeordnet war, und die Bohrung ist mit dem Verkleidungsmaterial abgedeckt. Dementsprechend ermöglicht dieses Verfahren die mühelose Herstellung eines mehrschichtigen Formteils, das aus einer Grundplatte aus thermoplastischem Harz mit einer darin ausgebildeten Bohrung besteht, die mit einem Verkleidungsmaterial abgedeckt ist.
Zum besseren Verständnis der Natur und der Vorteile der Erfindung ist auf die nachstehende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen schematischen seitlichen Schnitt einer Fertigungsvorrichtung für ein mehrschichtiges Formteil.
Fig. 2(a) bis Fig. 2(d) zeigen ein Fertigungsverfahren für das mehrschichtige Formteil, das unter Verwendung der Fertigungsvorrichtung von Fig. 1 ausgeführt wird.
Fig. 2(a) zeigt eine Erläuterungszeichnung, die den ersten Schritt des Fertigungsablaufs darstellt.
Fig. 2(b) zeigt eine Erläuterungszeichnung, die den zweiten Schritt des Fertigungsablaufs darstellt.
Fig. 2(c) zeigt eine Erläuterungszeichnung, die den dritten Schritt des Fertigungsablaufs darstellt.
Fig. 2(d) zeigt eine Erläuterungszeichnung, die den vierten Schritt des Fertigungsablaufs darstellt. Die Fig. 3(a), 3(b) zeigen Konstruktionsvarianten der oberen und unteren Formhälften von Fig. 1.
Fig. 3(a) zeigt eine Erläuterungszeichnung, die eine erste Konstruktionsvariante einer oberen und einer unteren Formhälfte darstellt.
Fig. 3(b) zeigt eine Erläuterungszeichnung, die eine zweite Konstruktionsvariante einer oberen und einer unteren Formhälfte darstellt.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Frontplatte eines Audiogerätes, die ein Beispiel der mehrschichtigen Formteile darstellt.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A des in Fig. 4 dargestellten mehrschichtigen Formteils der Tonanlage.
Anhand der Fig. 1 bis 5 wird in der nachstehenden Beschreibung eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung diskutiert.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Frontplatte, die in einem Audiogerät verwendet wird, wie z. B. einem Rundfunkempfänger oder einer Stereoanlage, und die ein Beispiel der mehrschichtigen Formteile darstellt. Die Frontplatte besteht aus einer Grundplatte 17 aus thermoplastischem Harz und einem Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. einem Gewebe. Das Verkleidungsmaterial 16 ist an der Oberfläche der Grundplatte 17 verhakt und verschmolzen und einstückig damit ausgebildet. Die Grundplatte 17 ist mit mehreren Durchgangsbohrungen 8 versehen, um Schallaustrittswege aus dem Lautsprecher (nicht dargestellt) bereitzustellen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Formpreßvorrichtung zur Fertigung der Frontplatte mit einer oberen Formhälfte 1 und einer unteren Formhälfte 2 ausgestattet. Die obere Formhälfte 1 kann aufwärts und abwärts bewegt werden, und wenn die obere Formhälfte 1 abwärts bewegt wird, dann wird zwischen der oberen Formhälfte 1 und der unteren Formhälfte 2 ein Hohlraum ausgebildet, der die Form eines mehrschichtigen Formteils hat. In den oberen und unteren Formhälften 1 bzw. 2 sind Wege 1a bzw. 2a ausgebildet, durch die Kühlwasser geleitet wird. Die untere Formhälfte 2 ist ferner mit einem Kanal 10a zum Einleiten des geschmolzenen Harzes aus einer Heizvorrichtung 10 in den Formhohlraum, einem Öldruckübertragungssystem 5a und mit Stiften 5 (beweglichen Elementen) ausgestattet, die sich durch Öldruck von dem Öldruckübertragungssystem 5a aufwärts und abwärts bewegen und in den Hohlraum aus fahren können. Die Stifte 5 werden zur Ausbildung von Durchgangsbohrungen 8 in der Grundplatte 17 benutzt, die später beschrieben werden. Aus diesem Grunde sind die Stifte 5 so geformt, daß sie den Querschnitts formen der Durchgangsbohrungen 8 entsprechen.
Am äußeren Umfang der unteren Formhälfte 2 sind bewegliche Auflagen 3 (Trägervorrichtungen) installiert, die durch Druckelemente 3a mittels Öldruck, Luftdruck oder Federkraft nach oben gedrückt werden. Das Verkleidungsmaterial 16 wird zwischen der oberen Fläche der Auflagen 3 und der unteren Fläche 1b der oberen Formhälfte 1 eingelegt und in einen halb eingespannten Zustand gebracht. Der halb eingespannte Zustand bezeichnet dabei einen Zustand, in dem das Verkleidungsmaterial 16 durch die Stifte 5 leicht nach oben gedrückt wird, ohne irgendein Durchhängen zu verursachen.
Wie in Fig. 2(a) dargestellt, wird bei der Herstellung der Frontplatte ein Gewebe 6, das als Verkleidungsmaterial 16 eingesetzt wird, über die Auflagen 3 gebreitet und darauf angeordnet. Dabei wird die Höhe der Stifte 5 mittels Öldruck vom Öldruckübertragungssystem 5a so eingestellt, daß die Höhe der oberen Fläche der Stifte 5 mit der Höhe der oberen Fläche der Auflagen 3 übereinstimmt. Diese Einstellung ist vorzuziehen, da sie das Herabhängen des Gewebes verhindert.
Wie in Fig. 2(b) dargestellt, wird dann die obere Formhälfte 1 abgesenkt. In diesem Fall ist die untere Stellung der oberen Formhälfte 1 so festgelegt, daß der zwischen der oberen Formhälfte 1 und der unteren Formhälfte 2 auszubildende Zwischenraum etwas größer wird als der Zwischenraum zwischen ihnen im Endstadium der Hohlraumausbildung, das heißt etwas größer als die Dicke einer herzustellenden Frontplatte. Beim Absenken der oberen Formhälfte 1 drückt die untere Fläche 1b der oberen Formhälfte 1 auf die Auflagen 3, und die Auflagen 3 werden zusammen mit dem Gewebe 6 abgesenkt. Auf diese Weise wird das Gewebe 6 zwischen der unteren Fläche 1b der oberen Formhälfte 1 und der oberen Fläche der Auflagen 3 halb eingespannt. Die Stifte 5 werden dann so angehoben, daß das Gewebe 6 nach oben gedrückt und auf der Hohlraumseite eng an die Innenfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt wird. Da das Gewebe 6 halb eingespannt worden ist, wird es hierbei mühelos und ohne jedes Durchhängen nach oben gedrückt. Anschließend wird das geschmolzene Harz 7, das durch Erhitzen von thermoplastischem Harz in der Heizvorrichtung 10 hergestellt worden ist, durch den Kanal 10a zwischen dem Gewebe 6 und der unteren Formhälfte 2 eingebracht.
Wie in Fig. 2(c) dargestellt, wird die obere Formhälfte 1 weiter in die Endposition abgesenkt. Als Ergebnis breitet sich das geschmolzene Harz 7 durch den gesamten Bereich des Hohlraums aus, und unter Druck wird ein Formpreßvorgang ausgeführt. Das Gewebe 6 wird durch das geschmolzene Harz 7 unter Druck ausgebreitet und an die Innenfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt. Auf diese Weise tritt das geschmolzene Harz 7 in Zwischenräume zwischen den Fasern des Gewebes 6 ein, mit Ausnahme der Abschnitte, an denen das Gewebe 6 durch die Stifte 5 an die Innenfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt wird.
Durch die Fließwege 1a und 2a wird Kühlwasser geleitet, wodurch die obere Formhälfte 1 und die untere Formhälfte 2 abgekühlt werden. Infolgedessen erfährt das geschmolzene Harz 7, das sich im Kontakt mit der oberen Formhälfte 1, der unteren Formhälfte 2 und den Stiften 5 befindet, einen Temperaturabfall und beginnt auszuhärten. Sobald die Oberfläche des geschmolzenen Harzes 7 ausreichend gehärtet ist, um die Form der Frontplatte beizubehalten, werden die Stifte 5 abgesenkt und in die untere Formhälfte 2 eingezogen.
Wie in Fig. 2(d) dargestellt, werden bei diesen Vorgängen die Durchgangsbohrungen 8 nur in dem aus Harz bestehenden Abschnitt ausgebildet. Nach ausreichender Abkühlung und vollständiger Aushärtung des geschmolzenen Harzes 7 wird die obere Formhälfte 1 angehoben, um die Formen zu öffnen. Auf diese Weise wird eine fertige Frontplatte herausgenommen, bei der die Grundplatte 17 und das Gewebe 6 als Verkleidungsmaterial 16 einstückig ausgebildet sind.
Wie oben beschrieben, läßt sich mit der erfindungsgemäßen Formpreßvorrichtung mühelos eine Frontplatte herstellen, wobei durch Anpressen des Gewebes 6 an die Innenfläche der oberen Formhälfte 1 unter Verwendung der Stifte 5 das Gewebe 6 an der Oberfläche der aus thermoplastischem Harz bestehenden Grundplatte 17 verhakt und verschmolzen und einstückig damit ausgebildet wird und die Durchgangsbohrungen 8 nur in der Grundplatte 17 ausgebildet werden.
Genauer gesagt, als thermoplastisches Harz für die Grundplatte 17 werden vorzugsweise die folgenden Materialien eingesetzt: Polyethylen, Polypropylen, Copolymere mit Ethylen oder Propylen, ABS-Harz, Harze auf Styrolbasis, Polyamidharz, Polyesterharz, Polymerlegierungen oder Gemische daraus.
Ferner werden im Falle von mehrschichtigen Formteilen, bei denen eine hervorragende Temperaturbeständigkeit erforderlich ist, d. h. bei denjenigen, die für Gehäuse von Stereoanlagen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, vorzugsweise Materialien wie z. B. temperaturbeständigem Acrylnitril-Butadien- Styrol (ABS) eingesetzt. Außerdem können thermoplastische Harze jeder Art eingesetzt werden, solange sie für Spritzguß und Formpressen geeignet sind.
Zur Verwendung als Verkleidungsmaterial 16 können außer Materialien wie z. B. Gewebe, Gestrick und Faservlies, die aus verschiedenen Fasern wie etwa Polyesterfaser und Polyamidfaser bestehen, die folgenden Materialien eingesetzt werden: netzartige Materialien mit einer Netzwerkstruktur, wie z. B. Drahtgeflecht, perforierte Materialien, wie z. B. dünne Metall- oder Harzplatten mit einer großen Anzahl von Perforationen; Folien oder Filme aus thermoplastischen Harzen oder thermoplastischen Elastomeren; und Schaumstoffe einschließlich derjenigen aus thermoplastischen Harzen (z. B. Harzen der Polyolefinfamilie, Harzen der Polyvinylchloridfamilie, Harzen der Polystyrolfamilie), Schaumstoffe aus hitzehärtbaren Harzen (z. B. Harzen der Polyurethanfamilie) und Schaumstoffe aus Kautschuken (z. B. cis-1,4-Polybutadien, Ethylen-Propylen-Copolymer). Diese Materialien können einzeln verwendet oder als Verbundstoff eingesetzt werden, in dem zwei oder mehrere von diesen Materialien auf geeignete Weise kombiniert und laminiert sind. Ferner können an der Oberfläche dieser Materialien unregelmäßige Muster vorgesehen werde, wie z. B. Prägungen.
Bei der Verwendung des Verkleidungsmaterials 16 kann dieses Material vorgewärmt werden, um die Zugfestigkeit oder Dehnung des Verkleidungsmaterials 16 zu regulieren, und das Material kann auch vorgeformt werden.
Falls das Verkleidungsmaterial 16 zusammen mit dem thermoplastischen Harz schmilzt, werden die Materialien miteinander verschweißt, d. h. es findet ein thermisches Verschweißen statt, und das thermoplastische Harz und das Verkleidungsmaterial 16 werden zu einem Stück integriert. Hierbei ist das thermische Schweißen als eine Art "verhaktes Verschmelzen" definiert. Ferner treten in dem Fall, wo das Verkleidungsmaterial 16, das eine Faserstruktur aufweist, durch Hitze nicht schmilzt oder einen äußerst hohen Schmelzpunkt aufweist, Faserränder in das geschmolzene thermoplastische Harz ein, d. h. die sogenannte Verankerung findet statt, und das thermoplastische Harz und das Verkleidungsmaterial 16 werden zu einem Stück integriert. Hierbei ist die Verankerung als eine Art "verhaktes Verschmelzen" definiert. In dem Fall, wo das Verkleidungsmaterial 16 ein netzartiges Material mit einer Netzwerkstruktur oder eine dünne Metall- oder Harzplatte mit einer großen Anzahl von Löchern ist, füllt ferner das geschmolzene thermoplastische Harz die Zwischenräume zwischen den Maschen oder die Löcher teilweise aus, d. h. das sogenannte Verkeilen findet statt, und das thermoplastische Harz und das Verkleidungsmaterial 16 werden zu einem Stück integriert. Hierbei ist das Verkeilen als eine Art "verhaktes Verschmelzen" definiert.
Bei Verwendung einer dünnen Metall- oder Harzplatte mit einer Anzahl von Löchern als Verkleidungsmaterial 16 kann außerdem die dem thermoplastischen Harz zugewandte Oberfläche der dünnen Folie zuvor mit einer ungleichmäßigen Struktur versehen oder vorher so bearbeitet werden, daß ihre Oberfläche aufgerauht wird. Dadurch wird es möglich, festere einstückige Formteile zu erhalten, da der Schweißeffekt weiter gefördert wird.
In dem Falle, wo das Verkleidungsmaterial 16 durch Wärmeeinwirkung kaum mit dem thermoplastischen Harz verschmilzt, das die Grundplatte 17 bilden soll, kann außerdem eine Folie oder Schicht, die sich durch Wärme leicht mit thermoplastischem Harz verschmelzen läßt, zwischen das thermoplastische Harz und das Verkleidungsmaterial geschichtet werden. Dadurch kann man festere einstückige Formteile erhalten. Für diese Anordnung kann die Folie oder Schicht vorher an der Rückseite des Verkleidungsmaterials 16 befestigt werden. Die Folie oder Schicht kann nach Bedarf an den Stellen, die den Durchgangsbohrungen 8 entsprechen, mit Löchern versehen werden.
Das Verkleidungsmaterial 16 wird nicht unbedingt über die gesamte Fläche der Grundplatte 17 an dieser befestigt: es kann je nach den Einsatzbedingungen und Gebrauchs formen der mehrschichtigen Formteile teilweise daran befestigt werden. Wenn das jeweilige mehrschichtige Formteil z. B. eine Lautsprecherbox ist, kann das Verkleidungsmaterial 16 nur mit der Oberflächenseite des Bauteils verschweißt werden, an welcher der Lautsprecher befestigt wird.
Wenn das jeweilige mehrschichtige Formteil für ein Audiogerät verwendet wird, muß mindestens eine Durchgangsbohrung 8 vorgesehen werden, um einen Schallweg bereitzustellen. Anzahl, Größe und Form der Durchgangsbohrungen 8 werden jeweils unter Berücksichtigung der konkreten Verwendungszwecke festgelegt. Wie in Fig. 4 dargestellt, können die Durchgangsbohrungen 8 als eine Anzahl dünner zylinderförmiger Öffnungen oder als gitterförmige oder maschenförmige Ausschnitte vorgesehen werden. Die Durchgangsbohrungen 8 können auch als wenige, vergleichsweise große Ausschnitte von kreisförmiger oder anderer Form vorgesehen werden. Die Durchgangsbohrungen 8 werden normalerweise mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt. Im Falle eines mehrschichtigen Formteils, wie z. B. eines Gehäuses für ein Fernsehgerät, wo in der Nähe der Installationsstelle des Lautsprechers durchgehende Achsen für Lautstärkeregler und Drucktasten vorgesehen sind, brauchen die Durchgangsbohrungen 8 nicht mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt zu werden.
Da nach dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren für die mehrschichtigen Formteile das Verkleidungsmaterial, wie oben beschrieben, an der Oberfläche des thermoplastischen Harzes verhakt und verschmolzen und einstückig damit ausgebildet wird, läßt sich mühelos ein mehrschichtiges Formteil herstellen, wie z. B. eine Frontplatte mit Durchgangsbohrungen 8 von komplizierter Form. Auf diese Weise wird bei der Herstellung der mehrschichtigen Formteile eine Kostensenkung erzielt und eine hohe Zuverlässigkeit der Erzeugnisse sichergestellt.
Wie in Fig. 3(a) dargestellt, sind in der obenerwähnten Formpreßeinrichtung die Stifte 5, die aufwärts und abwärts bewegt werden können, in der unteren Formhälfte 2 installiert, und das Gewebe 6 wird durch die Stifte 5 an die Innenfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt.
Wie in Fig. 3(b) dargestellt, sind aufwärts und abwärts bewegliche Stifte 5 in der oberen Formhälfte 1 installiert, und an der oberen Fläche der unteren Formhälfte 2 sind Vorsprünge 5e so angebracht, daß sie gegenüber den Stiften 5 ausgerichtet sind, und das Gewebe 6 wird zwischen den Stiften 5 und den Vorsprüngen 5e eingelegt. Die Vorsprünge 5e werden so eingestellt, daß sie länger als der Endabstand (d. h. die Dicke des mehrschichtigen Formteils) zwischen der oberen Formhälfte 1 und der unteren Formhälfte 2 sind, so daß die Vorsprünge 5e in die obere Formhälfte 1 eintreten; dadurch wird das Gewebe 6 durch die Vorsprünge 5e an den Durchgangsbohrungen 8 abgeschert, wodurch Löcher in dem Gewebe 6 entstehen. Diese Anordnung liefert ein mehrschichtiges Formteil, bei dem die Durchgangsbohrungen 8 nicht mit dem Gewebe 6 abgedeckt sind.
In Tabelle 1 sind die Bedingungen der fertigen Frontplatten zusammengefaßt, die man in den Anordnungen der Fig. 3(a), 3(b) unter Verwendung der Stifte 5, des Vorsprungs 5e oder der vertieften Abschnitte 5f erhielt. Hierbei bezieht sich in Tabelle 1 der Begriff "dünne Harzhaut" auf eine dünne Harzschicht, die auf dem Verkleidungsmaterial 16 auf der Seite der Durchgangsbohrung 8 verbleibt.
In der obenerwähnten Ausführungsform besteht die Funktion der Auflagen 3 darin, das Gewebe 6 an die untere Fläche 1b der oberen Formhälfte 1 anzudrücken, um es in einen halb eingespannten Zustand zu bringen. Daher sind die Auflagen 3 nicht unbedingt um die gesamte untere Formhälfte 2 herum angeordnet, solange sie das Gewebe 6 in einen halb eingespannten Zustand bringen. Tabelle 1
Außerdem sind bei der obenerwähnten Ausführungsform die Stifte 5 in der unteren Formhälfte 2 angeordnet, und das Gewebe 6 wird an die Innenfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt; dennoch ist natürlich auch die umgekehrte Anordnung möglich, wobei die Stifte 5 in der oberen Formhälfte 1 angeordnet sind und das Gewebe an die Innenfläche der unteren Formhälfte 2 angedrückt wird. Außerdem kann die obere Formhälfte 1 als feste Formhälfte vorgesehen werden, während die untere Formhälfte 2 als bewegliche Formhälfte vorgesehen werden kann. Ferner erhält man durch Anwendung von seitlich verschiebbaren Stiften (bewegliches Element, nicht dargestellt) ein mehrschichtiges Formteil mit an der Seitenfläche ausgebildeten Durchgangsbohrungen.
Eine Fertigungsvorrichtung für erfindungsgemäße mehrschichtige Formteile ist mit einer Form ausgestattet, die ein aus einer oberen Formhälfte 1 und einer unteren Formhälfte 2 bestehendes Formenpaar aufweist, wobei die obere Formhälfte 1 eine bewegliche Formhälfte und die untere Formhälfte 2 eine feste Formhälfte ist, und in der unteren Formhälfte 2 sind Stifte 5 installiert, die ein Verkleidungsmaterial 16 an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 andrücken und die aus dem Hohlraum zurückziehbar sind.
Bei dieser Anordnung wird geschmolzenes thermoplastisches Harz in den Hohlraum eingebracht, wobei das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. ein Gewebe 6, mit Hilfe der Stifte 5 fest an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt wird, und dann wird mittels Druckanwendung durch Schließen der Form ein Formpreßverfahren ausgeführt. Auf diese Weise läßt sich mühelos ein mehrschichtiges Formteil erzeugen, wobei das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, an der Oberfläche des thermoplastischen Harzes verhakt und verschmolzen und einstückig damit ausgebildet ist. Außerdem weist dieses mehrschichtige Formteil Durchgangsbohrungen 8 auf, die darin an Stellen ausgebildet sind, wo vorher die Stifte 5 angeordnet waren, und die Durchgangsbohrungen 8 sind mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt. Daher ermöglicht diese Anordnung die mühelose Herstellung eines mehrschichtigen Formteils mit Durchgangsbohrungen 8, die mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt sind.
Eine weitere Fertigungsvorrichtung für mehrschichtige Formteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Form ausgestattet, die ein aus einer oberen Formhälfte 1 und einer unteren Formhälfte 2 bestehendes Formenpaar auf weist, wobei die obere Formhälfte 1 eine bewegliche Formhälfte und die untere Formhälfte 2 eine feste Formhälfte ist, und in der unteren Formhälfte 2 sind die Auflagen 3, die das Verkleidungsmaterial 16 zwischen der oberen Formhälfte 1 und der unteren Formhälfte 2 elastisch unterstützen, sowie die Stifte 5 installiert, die ein Verkleidungsmaterial 16 an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 andrücken und die aus dem Hohlraum zurückziehbar sind.
Wenn bei dieser Anordnung das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, fest an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt wird, ist ein Durchhängen des Verkleidungsmaterials 16 vermeidbar. Mit anderen Worten, das Verkleidungsmaterial 16 kann gegen Knittern geschützt werden. Daher ist bei den mehrschichtigen Formteilen eine hohe Oberflächengüte erreichbar.
Eine weitere Fertigungsvorrichtung für mehrschichtige Formteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Form ausgestattet, die ein aus einer oberen Formhälfte 1 und einer unteren Formhälfte 2 bestehendes Formenpaar aufweist, wobei die obere Formhälfte 1 eine bewegliche Formhälfte und die untere Formhälfte 2 eine feste Formhälfte ist, und an der Formfläche der unteren Formhälfte 2 sind Vorsprünge 5e angebracht, während die zu den Vorsprüngen 5e passenden vertieften Abschnitte in der oberen Formhälfte 1 ausgebildet sind.
Bei dieser Anordnung kann das Verkleidungsmaterial 16 beim Einführen der Vorsprünge 5e in die vertieften Abschnitte abgeschert werden, um darin Löcher anzubringen. Daher liefert diese Anordnung ein mehrschichtiges Formteil mit Durchgangsbohrungen 8, die nicht mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt sind.
Eine weitere Fertigungsvorrichtung für mehrschichtige Formteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Form ausgestattet, die ein aus einer oberen Formhälfte 1 und einer unteren Formhälfte 2 bestehendes Formenpaar auf weist, wobei die obere Formhälfte 1 eine bewegliche Formhälfte und die untere Formhälfte 2 eine feste Formhälfte ist, und die Vorsprünge 5e sind an der Formfläche der unteren Formhälfte 2 angebracht, während in der oberen Formhälfte 1 die zu den Vorsprüngen passenden vertieften Abschnitte ausgebildet sind. Ferner werden die gleitend verschiebbaren Stifte 5 in die vertieften Abschnitte eingeführt.
Bei dieser Anordnung können Löcher in das Verkleidungsmaterial 16 geschnitten werden, während das Verkleidungsmaterial 16 zwischen den Vorsprüngen 5e und den Stiften 5 eingelegt ist. Dadurch wird ein genauer Perforationsvorgang sichergestellt.
Ein Fertigungsverfahren für die mehrschichtigen Formteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: in den Formhohlraum wird geschmolzenes thermoplastisches Harz 7 eingebracht, wobei das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. ein Gewebe 6, mit Hilfe der aufwärts und abwärts beweglichen Stifte 5 fest an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt wird; und dann wird mittels Druckanwendung durch Schließen der Form ein Formpreßvorgang ausgeführt.
Bei dem obigen Verfahren wird beim Ausführen des Formpreßvorgangs das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, fest an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt. Auf diese Weise kann mühelos ein mehrschichtiges Formteil hergestellt werden, bei dem das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, an der Oberfläche des thermoplastischen Harzes verhakt und verschmolzen und einstückig damit ausgebildet ist. Außerdem weist dieses mehrschichtige Formteil an Stellen, wo vorher die Stifte 5 angeordnet waren, darin ausgebildete Durchgangsbohrungen 8 auf, und die Durchgangsbohrungen 8 sind mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt. Daher ermöglicht dieses Verfahren die mühelose Herstellung eines mehrschichtigen Formteils, das aus der Grundplatte 17 aus thermoplastischem Harz besteht, die mit dem Verkleidungsmaterial 16 verdeckte Durchgangsbohrungen 8 aufweist.
Ein weiteres Fertigungsverfahren für die mehrschichtigen Formteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: in den Formhohlraum wird geschmolzenes thermoplastisches Harz 7 eingebracht, wobei mit Hilfe der aufwärts und abwärts beweglichen Stifte, die den in der Formfläche der oberen Formhälfte 1 ausgebildeten vertieften Abschnitten angepaßt sind, das Verkleidungsmaterial 16 fest an die vertieften Abschnitte angedrückt wird, um Löcher in dem Verkleidungsmaterial 16 anzubringen; und dann wird mittels Druckanwendung durch Schließen der Form ein Formpreßvorgang ausgeführt.
Bei dem obigen Verfahren wird bei der Ausführung des Formpreßvorgangs das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, fest an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt. Auf diese Weise kann mühelos ein mehrschichtiges Formteil hergestellt werden, bei dem das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, an der Oberfläche des thermoplastischen Harzes verhakt und verschmolzen und einstückig damit ausgebildet ist. Außerdem weist dieses mehrschichtige Formteil an Stellen, wo vorher die Stifte 5 angeordnet waren, darin ausgebildete Durchgangsbohrungen 8 auf, und die Durchgangsbohrungen 8 sind nicht mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt. Daher ermöglicht dieses Verfahren die mühelose Herstellung eines mehrschichtigen Formteils, das aus der Grundplatte 17 aus thermoplastischem Harz besteht, die Durchgangsbohrungen 8 aufweist, die nicht mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt sind.
Ein weiteres Fertigungsverfahren für mehrschichtige Formteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: In den Formhohlraum wird geschmolzenes thermoplastisches Harz 7 eingebracht, wobei mit Hilfe der Vorsprünge 5e, die an der Formfläche der unteren Formhälfte 2 passend zu den in der Formfläche der oberen Formhälfte 1 ausgebildeten vertieften Abschnitten ausgebildet sind, das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. ein Gewebe 6, fest an die vertieften Abschnitte angedrückt wird, um Löcher in dem Verkleidungsmaterial 16 anzubringen; und dann wird mit tels Druckanwendung durch Schließen der Form ein Formpreßvorgang ausgeführt.
Bei dem obigen Verfahren wird bei der Ausführung des Formpreßvorgangs das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, fest an die Formfläche der oberen Formhälfte 1 angedrückt. Auf diese Weise kann mühelos ein mehrschichtiges Formteil hergestellt werden, bei dem das Verkleidungsmaterial 16, wie z. B. das Gewebe 6, an der Oberfläche des thermoplastischen Harzes verhakt und verschmolzen und einstückig damit ausgebildet ist. Außerdem weist dieses mehrschichtige Formteil an Stellen, wo vorher die Stifte 5 angeordnet waren, darin ausgebildete Durchgangsbohrungen 8 auf, und die Durchgangsbohrungen 8 sind nicht mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt. Daher ermöglicht dieses Verfahren die mühelose Herstellung eines mehrschichtigen Formteils, das aus der Grundplatte 17 aus thermoplastischem Harz besteht, die Durchgangsbohrungen 8 aufweist, die nicht mit dem Verkleidungsmaterial 16 abgedeckt sind.
Bei der so beschrieben Erfindung wird offensichtlich sein, daß die Erfindung auf verschiedene Arten abgewandelt werden kann. Diese Abwandlungen sind nicht als Abweichung vom Umfang der Erfindung anzusehen, und alle derartigen Modifikationen, wie sie für dem Fachmann offensichtlich sind, sollen im Umfang der nachstehenden Patentansprüche enthalten sein.

Claims

1. Vorrichtung zur Fertigung eines mehrschichtigen Formteils, das Durchgangsbohrungen (8) in seinem Harzabschnitt aufweist, der ein Kernelement bildet, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Form mit einem Paar unterer und oberer Formhälften (1, 2), von denen eine Formhälfte vom beweglichen Typ und die andere vom festen Typ ist; gekennzeichnet durch

ein bewegliches Element (5), um ein Verkleidungsmaterial (6) an die Formfläche der oberen oder der unteren Formhälfte anzudrücken, wobei das bewegliche Element (5) in einer Vertiefung installiert ist, die an mindestens einer von der oberen Formhälfte oder der unteren Formhälfte ausgebildet ist, und wobei das bewegliche Element (5) ferner eine Funktion aufweist, wobei das bewegliche Element (5) so eingerichtet ist, daß es nach oder zu dem Zeitpunkt, in dem die Oberfläche des eingebrachten geschmolzenen Harzes (7) genügend ausgehärtet ist, um die Form des mehrschichtigen Formteils beizubehalten, aus dem Formhohlraum zurückgezogen wird, und wobei es außerdem mit Profilen ausgebildet ist, die zu den Querschnittsprofilen der Durchgangsbohrungen (8) passen, so daß in dem aus Harz bestehendem Abschnitt Durchgangsbohrungen (8) ausgebildet werden.

2. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Fertigung eines mehrschichtigen Formteils, das in seinem Harzabschnitt, der ein Kernelement bildet. Durchgangsbohrungen aufweist.

3. Verfahren zur Fertigung eines mehrschichtigen Formteils, das aus einer aus Harz bestehenden Grundplatte mit einer darin ausgebildeten Durchgangsbohrung (8) und einem die Grundplatte abdeckenden Verkleidungsmaterial besteht, mit den folgenden Schritten:

Andrücken eines Verkleidungsmaterials (6) an die Formfläche einer ersten Formhälfte (1) unter Verwendung eines aufwärts und abwärts beweglichen Elements (5), das in der zweiten Formhälfte (2) installiert ist, wobei das Element außerdem mit Profilen ausgebildet ist, die zu den Querschnittsprofilen der Durchgangsbohrungen (8) passen, so daß in dem aus Harz bestehendem Abschnitt Durchgangsbohrungen (8) ausgebildet werden;

Einbringen von geschmolzenem Harz (7) in einen Hohlraum, der durch das Verkleidungsmaterial (6) und die zweite Formhälfte (2) gebildet wird;

Einziehen des beweglichen Elements (5) in die zweite Formhälfte nach oder zu dem Zeitpunkt, in dem eine Oberfläche des geschmolzenen Harzes (7) genügend ausgehärtet ist, um ihre Form beizubehalten, um in dem Harz eine Durchgangsbohrung (8) auszubilden; und

Ausführen des Formpreßvorgangs mittels Druckanwendung durch Schließen der Form, wobei der Zufuhrschritt und der Ausführungsschritt ausgeführt werden, während das Verkleidungsmaterial (6) durch das bewegliche Element (5) an die Formfläche der ersten Formhälfte (1) angedrückt wird.

4. Vorrichtung zur Fertigung eines mehrschichtigen Formteils mit Durchgangsbohrungen in seinem Harzabschnitt, der ein Kernelement bildet, wobei die Vorrichtung aufweist:

ein Paar obere und untere Formhälften (1, 2) mit einander gegenüberliegenden Formflächen, wobei eine der Formhälften eine bewegliche Formhälfte und die andere eine feste Formhälfte ist und wobei eine der Formhälften (1) in ihrer Formfläche einen vertieften Abschnitt (5f) und die andere Formhälfte (2) an ihrer Formfläche einen Vorsprung (5e) aufweist, um ein Verkleidungsmaterial (6) an den vertieften Abschnitt (5f) anzudrücken, gekennzeichnet durch

ein bewegliches Element (5), das in dem vertieften Abschnitt (5f) installiert ist und eine Punktion aufweist, bei der das bewegliche Element (5) so eingerichtet ist, daß es aus einem zwischen den Formhälften definierten Hohlraum zurückgezogen wird,

wobei der Vorsprung (5e) in einer dem vertieften Abschnitt (5f) gegenüberliegenden Position einer Formfläche einer der Formhälften ausgebildet und so eingerichtet ist, daß er zu dem vertieften Abschnitt (5f) paßt, und wobei der Vorsprung außerdem mit Profilen ausgebildet ist, die zu den Querschnittsprofilen der Durchgangsbohrungen (8) passen, so daß in dem aus Harz bestehenden Abschnitt Durchgangsbohrungen (8) ausgebildet werden, die außerdem nicht mit einem Verkleidungsmaterial (6, 16) abgedeckt sind, und wobei der Vorsprung (5e) eine weitere Funktion aufweist, wobei er so eingerichtet ist, daß er nach oder zu dem Zeitpunkt, in dem die Oberfläche des eingebrachten geschmolzenen Harzes genügend ausgehärtet ist, um die Form des mehrschichtigen Formteils beizubehalten, aus dem vertieften Abschnitt (5f) zurückgezogen wird, so daß in dem aus Harz bestehendem Abschnitt Durchgangsbohrungen ausgebildet werden.

5. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Fertigung eines mehrschichtigen Formteils, das in seinem Harzabschnitt, der ein Kernelement bildet, Durchgangsbohrungen aufweist.

6. Verfahren zur Fertigung eines mehrschichtigen Formteils, das in seinem Harzabschnitt, der ein Kernelement bildet, Durchgangsbohrungen (8) aufweist mit den folgenden Schritten:

Einlegen eines Verkleidungsmaterials (6) zwischen einem Vorsprung (5e), der an einer Stelle einer Formfläche einer ersten Formhälfte (1) ausgebildet ist, die einem in einer zweiten Formhälfte (2) ausgebildeten vertieften Abschnitt (5f) gegenüberliegt, und der passend zu dem vertieften Abschnitt (5f) eingerichtet und außerdem mit Profilen ausgebildet ist, die zu den Querschnittsprofilen der Durchgangsbohrungen (8) passen, so daß in dem aus Harz bestehenden Abschnitt Durchgangsbohrungen (8) ausgebildet werden, die außerdem nicht mit einem Verkleidungsmaterial (6) abgedeckt sind, und wobei der Vorsprung (5e) ferner eine Funktion aufweist, wobei er so eingerichtet ist, daß er nach oder zu dem Zeitpunkt, in dem die Oberfläche des eingebrachten geschmolzenen Harzes genügend ausgehärtet ist, um die Form des mehrschichtigen Formteils beizubehalten, aus dem vertieften Abschnitt (5f) zurückgezogen wird, so daß in dem aus Harz bestehendem Abschnitt Durchgangsbohrungen (8) ausgebildet werden, und wobei ein in dem vertieften Abschnitt (5f) installiertes, aufwärts und abwärts bewegliches Element (5) eine Funktion aufweist, wobei das bewegliche Element (5) so eingerichtet ist, daß es aus einem zwischen den Formhälften definierten Hohlraum zurückziehbar ist;

Einbringen von geschmolzenem Harz in einen Hohlraum, der durch das Verkleidungsmaterial (6) und die zweite Formhälfte (2) gebildet wird; und

Ausführen eines Formpreßvorgangs mittels Druckanwendung durch Schließen der Form;

Andrücken des Verkleidungsmaterials (6) mit Hilfe des Vorsprungs (5e) an die Vertiefung, wodurch ein Loch in dem Verkleidungsmaterial (6) angebracht wird,

wobei die Schritte nacheinander ausgeführt werden und die Schritte zum Einbringen des geschmolzenen Harzes und zum Ausführen eines Formpreßvorgangs ausgeführt werden, während das Verkleidungsmaterial (6) zwischen dem Vorsprung (5e) und dem beweglichen Element (5) eingelegt ist.