DE69320663T2

DE69320663T2 - Verfahren und vorrichtung zum kospritzgiessen von gegenständen mit komplizierter form

Info

Publication number: DE69320663T2
Application number: DE69320663T
Authority: DE
Inventors: Dante I-20093 Cologno Monzese Siano; Luigi I-20069 Vaprio D'adda Vecchiarino
Original assignee: Commer SRL
Current assignee: Commer SRL
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2013-12-23
Also published as: DE735943T1; EP0735943B1; KR970700100A; WO1995017291A1; KR100281929B1; CN1063703C; US6251326B1; CN1110942A; ES2091730T1; EP0735943A1; DE69320663D1; ES2091730T3; JPH09507798A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines mehrschichtigen, spritzgegossenen Erzeugnisses durch Mehrkomponenten-Spritzgießen von zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien, um ein Endprodukt mit Sandwichaufbau zu erhalten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Zur Herstellung von spritzgegossenen Sandwicherzeugnissen sind viele Arten von Verfahren bekannt. Im allgemeinen ermöglichen diese Verfahren nur Erzeugnisse herzustellen, die eine sehr einfache Form haben, wie zum Beispiel Vorformlinge für blasgeformte Flaschen, wie es in dem EP-A-0325440 offenbart ist. Gemäß dieser Schrift wird zum Erhalten eines Sandwichvorformlings mit einer Innenschicht aus PET, einer Zwischenschicht aus EV-OH und einer Außenschicht aus PET eine Koaxialinjektionsdüse verwendet, und das PET-Harz wird vor und nach der Injektion des EV-OH-Harzes injiziert. Zwischen den ersten und zweiten Injektionen ist eine Stillstandszeit vorgesehen, während die zweiten und dritten Injektionen zum Teil gleichzeitig ausgeführt werden. Die Harzwege sind wärmeisoliert, um die erforderlichen unterschiedlichen Temperaturen soweit wie möglich aufrechtzuerhalten.
Das US-A-5167896 (Hirota) offenbart die Mehrkomponenten-Injektion eines Harz- Oberflächenmateriales und eines Kernes aus einer faserverstärkten Harzmischung zur Herstellung eines Gehäuses für eine Display-Anwendung. Nur ein Teil des erhaltenen Gehäuses hat einen Sandwichaufbau mit Innenkern und zwei Außenschichten. In Wirklichkeit ist die Mehrkomponenten-Injektion kein einfacher Prozeß und wird noch schwieriger zu steuern, wenn das geforderte spritzgegossene Erzeugnis eine komplizierte geometrische Form hat.
Das EP-A-93108241.6 offenbart eine Vorrichtung zum Mehrkomponenten-Spritzgießen, die mit mehreren Düsen für einen Hohlraum der Form versehen ist.
Das EP-A-473,944 offenbart ein Verfahren zum Erreichen einer schnellen Steuerung von Spritzgießmaschinen, die zusammen an den gleichen Formen arbeiten müssen. Sein Ziel ist nämlich, eine Art und Weise zum Verändern der Injektionsbedingungen einer zweiten Spritzgießmaschine bei Modifikation der Injektionsbedingungen einer ersten Maschine, die mit der zweiten Maschine zusammenarbeitet, beispielsweise zum Mehrkomponenten-Spritzgießen oder Spritzgießen von mehrfarbigen Erzeugnissen, in einer schnellen und zuverlässigen Art und Weise vorzusehen. Die Injektionsbedingungen der ersten Maschine werden modifiziert, wenn ein anderes Erzeugnis herzustellen ist (Spalte 1, Zeilen 46-48).

ZIELE DER ERFINDUNG

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mehrkomponenten-Spritzgießen von Sandwicherzeugnissen mit einer komplizierten Form vorzusehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dieses Ziel wird mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erreicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen, spritzgegossenen Erzeugnisses mit einem Sandwichaufbau gemäß Anspruch 1 betrifft.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Ausführen des obigen Verfahrens gemäß Anspruch 9.
Die Erfindung betrifft desweiteren die mit Hilfe des beanspruchten Verfahrens erhaltenen Erzeugnisse, und insbesondere Verkleidungsplatten für Kraftfahrzeuge, gemäß Anspruch 20.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Gießformtemperatur geregelt, um die injizierten Materialien in einem Fließzustand zu halten, um entlang ihren Strömungswegen optimale Temperaturen und Drücke vorzusehen, bis sich die Materialströme innerhalb des Formenhohlraumes treffen und ein einstückiges Erzeugnis bilden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden zwei oder mehrere Injektionsdüsen zum gleichzeitigen Injizieren der ersten, zweiten und optional weiteren Materialien an verschiedenen Punkten des Hohlraumes verwendet.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann offensichtlich, wenn er berücksichtigt, daß es das erste Mal ist, daß kompliziert geformte Gegenstände mit einem Sandwichaufbau durch Mehrkomponenten-Spritzgießen erhalten werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, die zu illustrativen und nichtbeschränkenden Zwecken angegeben sind, worin:
- Fig. 1 und 3 Schnitt- und Teilansichten von Koinjektions-Vorrichtungen zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind;
- Fig. 2 und 4 schematische Schnittansichten von Koinjektionsdüsen sind;
- Fig. 5 eine schematische Ansicht der Strömungswege während des Spritzgießens eines Gegenstandes gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Der Ausdruck "Koinjektion", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Spritzgießverfahren, bei dem zwei oder mehrere unterschiedliche Materialien in den gleichen Spritzformhohlraum injiziert werden, um ein mehrschichtiges Erzeugnis mit einem Sandwichaufbau zu erhalten. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung jeder Art von Erzeugnissen angewandt werden, die nicht durch gewöhnliche, im Stand der Technik bekannte Koinjektionsverfahren erhalten werden können.
Ein Beispiel solch eines Erzeugnisses ist in Fig. 5 gezeigt, in der ein Teil einer Verkleidungsplatte für Kraftfahrzeuge dargestellt ist. An diesem Basisteil, das einstückig mit Handgriff, Tasche und Gitter für die Stereolautsprecher ist, werden nachfolgend komplementäre Teile befestigt. Diese Teile werden aus unterschiedlichen Materialien gemäß aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erhalten.
Aus dieser Zeichnung ist die Komplexität der Erzeugnisform erkennbar.
In der folgenden Beschreibung wird das Verfahren unter Bezugnahme auf dieses Erzeugnis offenbart, aber es ist offensichtlich, daß es nicht auf dieses beschränkt ist und daß jede Art von Erzeugnissen erhalten werden werden kann, wie zum Beispiel Haushaltswaren, Einrichtungsgegenstände und ähnliche Erzeugnisse.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, um das geforderte Erzeugnis im Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren herzustellen und ein Enderzeugnis mit einem Sandwichaufbau zu erhalten, zuerst die Form des Erzeugnisses analysiert und die Position der Injektionsdüse oder -düsen im Hinblick auf die möglichen Fließwege der injizierten Materialien bestimmt, die aus den möglichen unterschiedlichen Positionen der Injektionsdüse (n) resultieren. Am meisten bevorzugt werden solche Strömungswege, die einen Endtreffpunkt der Ströme haben, der an einer kaum sichtbaren Stelle der Platte liegt.
Insbesondere ist die Position der Düse (n) derart, daß sie zu einer Vielzahl von Strömen der injizierten Materialien in dem Formenhohlraum führt, in dem jeder Strom in bezug auf die anderen Ströme ausgeglichen ist. Das heißt, daß der Injektionspunkt so ausgewählt wird, daß Ströme mit im wesentlichen gleicher Bewegungsgeschwindigkeit (oder Eindringgeschwindigkeit in den Hohlraum) der injizierten Materialien entlang der entsprechenden Wege vorgesehen werden, bis sie sich an dem gewählten Treffpunkt treffen. Diese Stelle des Injektionspunktes (oder der -punkte) und deshalb die Auswahl der Strömungswege wird unter Annahme eines konstanten Widerstandes an allen Punkten des Hohlraumes ausgewählt.
Der nächste Schritt ist deshalb, jene Annahme zu überprüfen und die Dickenstruktur des Hohlraumes zu optimieren, d. h., den Hohlraum der Form so vorzubereiten, daß entlang den entsprechenden Teilen der Strömungswege der injizierten Materialien im wesentlichen die gleichen hydraulischen Widerstände erreicht werden.
Dieses wird durch Festlegen der Abmessungen des Hohlraumes im voraus erreicht, um die erforderlichen Werte der hydraulischen Widerstände gegen das Eindringen der injizierten Materialien zu erhalten.
Der nächste Schritte ist das Auswählen der zu verwendenden Materialien. Im Fall einer Verkleidungsplatte wurde herausgefunden, daß die bevorzugten Materialien Polypropylen für die Außenhaut und füllstoffhaltiges Polypropylen für das Innenkernmaterial sind. Beispiele von Erzeugnissen, die verwendet werden können, sind Erzeugnisse wie EXP 1761 für den Innenteil und HIFAX CA 60 A für den Außen teil, beide hergestellt von HIMONT.
Wenn die Materialien ausgewählt sind, wird ihr Verhalten, d. h., Rheologie oder ähnliche Eigenschaften, bei verschiedenen Temperaturen und Drücken betrachtet. Dieses Verhalten ist aus der Literatur erhältlich und die relevanten Daten werden in einem Computer gespeichert.
Diese Daten werden nachfolgend verwendet, um den besten Druck, Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur zum Ausführen der Injektion jedes Materiales auszuwählen. Die Injektionsbedingungen (d. h. P, T und die Strömungsgeschwindigkeit) werden nämlich ausgewählt, um die injizierten Materialien solange wie möglich in einem flüssigen Zustand zu haben, um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der injizierten Materialien entlang der Strömungswege und durch den Formenhohlraum hindurch zu erhalten.
Es ist wichtig, daß sich die verschiedenen Ströme der injizierten Materialien in einem flüssigen Zustand im Endbereich der Strömungswege treffen, d. h., bei solch einer Temperatur und Drücken, daß sie miteinander verschmelzen und ein einziges Erzeugnis ohne Fehler, Hohlräume oder sichtbaren Nahtlinien erhalten wird, während der Sandwichaufbau erhalten bleibt.
Sobald alle Injektionsbedingungen eingestellt sind, wird das erste Material, d. h. das Außenhautmaterial, injiziert. Die Menge des ersten Materiales, das injiziert wird, wird gemäß der erforderlichen Menge im Hinblick auf die Abmessungen des Enderzeugnisses ausgewählt und beträgt meistens 20 bis 50% des Volumens der injizierten Materialien.
Unmittelbar nachdem das gesamte erste Material injiziert ist, wird die Injektion des zweiten Materiales begonnen. Es ist wichtig, jede Unterbrechungszeit zwischen der Injektion des ersten und zweiten Materiales zu vermeiden oder sie mindestens soweit wie möglich zu begrenzen.
Zu diesem Zweck ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine verkürzte Zeit vorgesehen, während der das erste und zweite Material zusammen aus der Düse zugeführt werden.
Wenn mehr als zwei Materialien zu injizieren sind, wird der obige Vorgang für jedes weitere Material wiederholt.
Die Injektion des letzten injizierten Materiales wird unter ansteigendem Druck weitergeführt, bis der gesamte Hohlraum durch die injizierten Materialien gefüllt ist und die unterschiedlichen Ströme sich getroffen haben und miteinander verschmolzen sind. Wenn zwei Materialien injiziert werden, z. B. eine PP-Außenhaut und ein Kernmaterial aus mit Pflanzenfasern gefülltem PP werden die Spritzgießbedingungen der zwei Materialien kontrolliert, um ästhetische Fehler des Außenhautmateriales zu vermeiden. Dieses wird neben anderen Parametern durch Regeln der Strömungsgeschwindigkeit des zweiten injizierten Materiales erreicht.
Um das zu schnelle Auskühlen des ersten injizierten Materiales und damit den Verlust seines plastischen und flüssigen Zustandes zu vermeiden, sieht das erfindungsgemäße Verfahren das lokale Erwärmen der Form vor, um die injizierten Materialien flüssig zu halten. Die Heiztemperatur steigt meistens mit dem Vergrößern des Abstandes vom Injektionpunkt an.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung umfaßt die Form auch Kühlmittel zum lokalen Kühlen ausgewählter Bereiche des Hohlraumes, wo das spritzgegossene Erzeugnis einen größeren Querschnitt hat und deshalb längere Zeit brauchen würde, um ausreichend abzukühlen, um aus der Form herausgenommen zu werden. Sowohl das Kühl- als auch Erwärmungsmittel für die Form sind an sich auf dem Fachgebiet bekannt und sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Wie zuvor erwähnt wurde, kann es für einen einzelnen Hohlraum einen oder mehrere Injektionspunkte, d. h. Injektionsdüsen, geben.
In Fig. 5 ist ein Gegenstand abgebildet, nämlich das Basisteil einer Verkleidungsplatte, das gemäß dieser Erfindung erhalten werden kann. In diesem Fall hat der Gegenstand 101 einen Injektionspunkt 102, der seitlich von der Platte gelegen ist. Von diesem Punkt entspringen drei unterschiedliche Ströme 103-105 und treffen sich auf der anderen Seite der Platte in einem flüssigen Zustand und verschmelzen miteinander, um das geforderte Erzeugnis zu bilden. Das Bezugszeichen 107 bezieht sich auf ein Material, das in einen zusätzlichen Teil des Hohlraumes spritzgegossen ist, das in einer auf dem Fachgebiet bekannten Art und Weise verwendet wird, um ein "Ausströmvolumen" für das injizierte Außenmaterial und optional für die anderen Materialien vorzusehen, um das Miteindringen des zweiten und optional weiterer Materialien an den entsprechenden Treffpunkten der Ströme leichter zu machen.
Das obige Verfahren ist auch auf die Herstellung eines Erzeugnisses durch Koinjektion durch eine Vielzahl von Düsen in einen Hohlraum anwendbar. In diesem Fall gibt es für jede Düse einen oder mehrere Ströme und verschiedene Bereiche, wo sich die Ströme in dem geforderten flüssigen Zustand treffen. Es werden die selben, oben offenbarten Schritte implementiert, der einzige Unterschied besteht darin, daß mehrere Injektionspunkte und Materialströme zu berücksichtigen sein werden.
Während der Injektion dieser Materialien in den Hohlraum der Form kann ein Gas an ausgewählten Stellen der Platte injiziert werden. Im Fall der Platte nach Fig. 5 wird diese Gasinjektion in Entsprechung zum Türgriff 106 und der Plattentaschenwand 108 ausgeführt, und allgemeiner gesagt, an allen jenen Punkten, wie Rippen oder dergleichen, wo das injizierte Material beim Abkühlen Volumenveränderungen unterliegt, die zu Schwindungslunkern führen können.
Bezüglich der Vorrichtung zum Ausführen des obigen Verfahrens offenbaren die Fig. 1-4 eine geeignete Ausführungsform zu Koinjektion an mehreren Punkten eines Hohlraumes, es ist jedoch offensichtlich, daß die gleiche Vorrichtung, die nur auf einen Injektionspunkt beschränkt ist, zum Ausführen der Koinjekltion an einer einzelnen Stelle eines Hohlraumes geeignet ist.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 4 für die Koinjektion von zwei Materialien A, B, die stromaufwärts mit einer Spritzgußmaschine 1 oder einer anderen ähnlichen Anlage verbunden ist, die in der Lage ist, diese Materialien mit geeignetem Druck und geeigneter Temperatur stromabwärts durch Koinjektionseinheiten 3 an eine Form 2 abzugeben. Die Vorrichtung 4 umfaßt zwei einzelne Platten 5 und 6, die durch Heizmittel 30 unabhängig voneinander erwärmt werden, um ihre Temperatur zu regeln, die zwischen Zuführungsrohren 7 und 8 für die im flüssigen Zustand aus der Spritzgußmaschine 1 kommenden Materialien und Rohren 9 und 10 für die Verteilung der gleichen Materialien an mehrere in der Form 2 aufgenommene Koinjektionseinheiten 3 vorgesehen sind.
In der Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Zuführungsrohre 7, 8 koaxial und eines ist innerhalb des anderen angeordnet. In Entsprechung zu einem Rohrverbindungsstück 11 sind die Rohre derart getrennt, daß ein jedes seinem eigenen Weg in die entsprechende Platte folgt, um eine unabhängige Temperaturregelung jedes Materiales zu erlauben.
Das Erwärmen und die Temperaturregelung der Platten wird durch bekannte Mittel ausgeführt, zum Beispiel unter Anwendung von Widerständen 30 und Thermoelementen (nicht gezeigt), die in den Platten selbst aufgenommen sind. Um eine bessere Temperaturregelung zu erhalten, könnten Wärmeisolationsmittel vorgesehen werden.
Um die Wege der Materialien innerhalb der Vorrichtung klarer darzustellen, wird der Weg des Materiales A durch strichpunktierte Pfeile angezeigt, während der Weg des Materiales B durch Pfeile mit durchgehenden Linien angezeigt wird.
Das Verhältnis von Oberflächen- und Kernmaterialien wird unter Berücksichtigung ihrer Eigenschaften und der erforderlichen Endeigenschaften der Platte ausgewählt. Wenn zwei Materialien injiziert werden, liegt der Volumenanteil des Kernmateriales im Bereich von 40 bis 80% des Gesamtvolumens der injizierten Materialien.
Entsprechend den an der Form 2 vorgesehenen Injektionspunkten werden die Rohre 9, 10 wiederum in koaxiale Anordnung zu den Zuführungsrohren 7, 8 gebracht, um ihre Verbindung mit den Koinjektionseinheiten 3 zu erlauben. Die Einheiten 3 umfassen zwei getrennt zu betreibende koaxiale Injektoren, um die Regulierung der Durchflußmenge der injizierten Materialien zu erlauben.
Fig. 2 zeigt schematisch den unteren Teil eines Injektors 12 im Querschnitt, nämlich denjenigen, der in Entsprechung zum Hohlteil der Form 2 vorgesehen ist, in der Stellung des Nichtverteilens beider Materialien A und B aus den entsprechenden Düsen 13a und 13b.
Um die Ausgabe des Materiales A auszuführen, wird der Verschluß 16 in bezug auf das Gehäuse 15 des inneren Injektors angehoben, wodurch die Injektionsöffnung der Düse 13a freigegeben wird. Die Ausgabe des Materiales B findet im Gegensatz dazu durch Anheben des Gehäuses 15 des inneren Injektors statt, das ebenfalls als ein Verschluß der Injektionsöffnung der Düse 13b in bezug auf das Gehäuse 14 des äußeren Injektors wirkt. Es ist darüber hinaus möglich, eine Verknüpfung der Bewegungen zu erreichen, die eine gleichzeitige Ausgabe beider Materialien erlaubt, wenn die Injektion des ersten Materiales nahezu beendet ist, um jeglichen Druckabfall in der Düse und Form zu vermeiden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 17 für die Koinjektion an verschiedenen Injektionsstellen einer Form. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung 17 stromaufwärts durch zwei einzelne zylindrische Rohre 18 und 19 zum Zuführen der Materialien A bzw. B mit einer Spritzgußmaschine 1 verbunden, während sie stromabwärts entsprechend mehreren Koinjektionseinheiten 20 mit einer Form verbunden ist.
Die Vorrichtung 17 umfaßt zwei einzelne zylindrische Rohre 21 und 22, die durch Heizmittel 31a, 31b unabhängig erwärmt werden, die außerdem als Mittel zu ihrer Temperaturregelung dienen. Die Rohre 18 und 19 sind mit Zuführungsrohren 18 und 19 verbunden und führen das von der Spritzgußmaschine 1 im flüssigen Zustand kommende, erwärmte Material zu den Rohren 23 und 24 zur Verteilung derselben Materialien jeweils an die in der Form 2 aufgenommenen Koinjektionseinheiten 20.
Auch in diesem Fall sind die zylindrischen Rohre 21 und 22 separat, um ein getrenntes Erwärmen und eine getrennte Temperaturregelung der darin strömenden Materialien zu erlauben; auch die Wärme- und Temperaturregelung wird durch bekannte Mittel ausgeführt, zum Beispiel durch Anwendung elektrischer Widerstände 31a und 31b und Thermoelementen (nicht gezeigt), die direkt in Kontakt mit den Rohren 21, 22 angeordnet sind.
Von jedem Rohr 21 und 22 können einige Rohre 23 bzw. 24 abgezweigt werden, die die einzelnen, in der Form 2 vorgesehenen Injektionseinheiten 20 erreichen.
Die in der Ausführungsform der Fig. 3 vorgesehenen Koinjektionseinheiten 20 umfassen vorzugsweise zwei nebeneinander und getrennt zu betreibende Injektoren, um eine unabhängige Regulierung der Durchflußmenge der injizierten Materialien zu erlauben; es ist verständlich, daß in diesem Fall auch die koaxialen Injektoren angewandt werden können, die zuvor beschrieben wurden, wobei geeignete Verbindungsstücke zwischen den Rohren 23, 24 und den Koinjektionseinheiten 20 vorzusehen sind.
Fig. 4 zeigt schematisch den unteren Teil eines Injektors 25 im Querschnitt, nämlich jenen Teil, der in Entsprechung zu einem Hohlteil der Form 2 vorgesehen ist, im Zustand des Nichtverteilens beider Materialien A und B aus der Düse 26.
Um die Ausgabe des Materiales A auszuführen, wird ein Verschluß 27 vom Injektorgehäuse 29 angehoben, und auf diese Weise ein Teil der Injektionsöffnung der Düse 26 freigegeben. Die Ausgabe des Materiales B findet im Gegensatz dazu durch Anheben eines Verschlusses 28 des entsprechenden Teiles der Injektionsöffnung der Düse 26 vom Injektorgehäuse 29 statt. Es ist ebenfalls möglich, eine Verknüpfung der Bewegungen auszuführen, die die gleichzeitige Ausgabe beider Materialien für eine sehr kurze Zeit erlaubt, wie es oben unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren offenbart ist.
Alternativ kann die Injektionseinheit der Fig. 4 zwei einzelne Düsen (anstelle der Düse 26 allein) haben, die nebeneinander angeordnet und jeweils durch entsprechende Verschlüsse 27 und 28 gesperrt werden können.
Vorzugsweise umfassen die Injektoren 12 und 25 Mittel zum Erwärmen und zur unabhängigen Temperaturregelung jedes Materialstromes.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt die Vorrichtung außerdem Mittel für ein lokalisiertes Erwärmen mehrerer Bereiche der Form, um eine homogene Verteilung der Materialien auf bestimmte Bereiche der Form zu verbessern oder unerwünschtes Abkühlen in entsprechenden Vereinigungszonen zwischen den aus unterschiedlichen Injektionspunkten kommenden Materialströmen zu vermeiden. Gleichermaßen können Kühlmittel (die auf dem Fachgebiet bekannt sind und zum Beispiel Wasserrohre umfassen) an jener Stelle der Form, wo die Menge des injizierten Materiales eine zu lange Abkühlzeit unter normalen Bedingungen erfordert, wie zum Beispiel dem Handgriff, vorgesehen werden.
Die Koinjektion kann an nur einem Punkt oder an mehreren Punkten durchgeführt werden. Die obige Beschreibung bezieht sich auf eine Form mit mehreren Düsen für jeden Hohlraum, die gleichen Prinzipien und Merkmale sind jedoch auch auf Formen anwendbar, die für einen Hohlraum eine einzelne Düse haben.
Diese Ausführungsform wird in bezug auf die Mehrfachdüse im Hinblick auf ihre geringeren Kosten bevorzugt, die aus der Anwesenheit von nur einer Düse resultieren.
Die Mittel und Verfahren der lokalisierten Gasinjektion während der Injektion eines thermoplastischen Materiales sind auf dem Fachgebiet bekannt (siehe z. B. US-Patente 5162092 und 4923666) und für sich nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, spritzgegossenen Erzeugnisses (101), das einen Sandwichaufbau mit einer ununterbrochenen Außenhaut aufweist, umfassend die folgenden Schritte:

Analysieren der äußeren Form des Erzeugnisses (101) und des entsprechenden Hohlraumes der Form (2), und Ermitteln des Ausgleichens unterschiedlicher Ströme (103-105) der injizierten Werkstoffe in dem Formenhohlraum, die zum Erhalten des Erzeugnisses erforderlich sind, durch eine im wesentlichen homogene Verteilung der injizierten Werkstoffe in dem Hohlraum der Form (2);

Dimensionieren des Formenhohlraumes als eine Funktion der Strömungswege (103-105), um einen Hohlraum mit einer Dickenstruktur zu erhalten mit der Folge, daß die hydraulischen Widerständen längs der Strömungswege der injizierten Werkstoffe im wesentlichen gleich sind;

Auswählen der zu injizierenden Werkstoffe (A, B);

Speichern mehrerer Daten, die das Verhalten der ausgewählten Werkstoffe (A, B) bei unterschiedlichen Temperaturen, Drücken und Strömungsgeschwindigkeiten beschreiben;

Auswählen des Spritzdruckes, der Strömungsgeschwindigkeit und Temperaturen für jeden zu koinjizierenden Werkstoff entsprechend den gespeicherten Daten, um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der injizierten Werkstoffe längs der Strömungswege (103-105) und durch den gesamten Hohlraum der Form (2) zu erhalten;

Injizieren einer ausgewählten Menge eines ersten Werkstoffes (A) bei einer ersten Temperatur, einem ersten Druck und einer ersten Injektionsströmungsgeschwindigkeit und unmittelbar danach Injizieren einer ausgewählten Menge eines zweiten Werkstoffes (B) bei einem zweiten Druck, einer zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten Temperatur;

und optionales Injizieren weiterer ausgewählter Mengen der Werkstoffe bei ausgewählten Temperaturen, Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken;

wobei die Injektion des zuletzt injizierten Werkstoffes fortgesetzt wird, bis der Formenhohlraum gefüllt ist und die unterschiedlichen Ströme (103-105) der injizierten Werkstoffe zusammengetroffen und in optimaler Lage zusammen vorgedrungen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Mehrkomponenten-Spritzgießen durch mehrere, an einen einzigen Hohlraum der Form (2) angeschlossene Düsen (13, 26) ausgeführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Werkstoffe durch eine Injektionsdüse injiziert werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Form (2) lokal erwärmt wird, um die injizierten Werkstoffe (A, B) in einem flüssigen Zustand zu halten, bis das spritzgegossene Erzeugnis (101) ausgebildet ist.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei denn in Übereinstimmung mit jenen Teilen des Erzeugnisses, die bei Kühlung einer Schrumpfung unterworfen sind, lokal Gas injiziert wird.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Form (2) nach dem Injektionsschritt lokal gekühlt wird.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Erzeugnis eine Verkleidungsplatte ist, und eine äußere Polypropylenschicht und ein innerer Kern aus Polypropylen, der Pflanzenfasern als Füllstoff enthält, koinjiziert werden.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spritzgießbedingungen gesteuert werden, um ästhetische Fehler des Außenhautwerkstoffes zu vermeiden.

9. Vorrichtung (4) zum Ausführen der Koinjektion von mindestens zwei, aus einer oder mehreren Einrichtungen (3) kommenden Werkstoffen (A, B) zum druckbeaufschlagten Zuführen im flüssigen Zustand in einen Hohlraum einer Form, dadurch gekennzeichnet, daß sie bezüglich der Temperatur unabhängig gesteuerte Kanalisierungsmittel (7-10) umfaßt, in denen die Werkstoffe getrennt strömen, wobei die Kanalisierungsmittel mit einer oder mehreren Koinjektionsdüsen (13, 26) in Verbindung stehen, die in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Punkten des Hohlraumes der Form (2) angeordnet sind, so daß in dem Hohlraum unterschiedliche Strömungswege (103-105) der injizierten Werkstoffe vorgesehen werden, und desweiteren dadurch gekenn zeichnet, daß der Hohlraum der Form als eine Funktion der Strömungswege (103-105) dimensioniert ist, um Wege (103-105) vorzusehen, die im wesentlichen den gleichen hydraulischen Widerstand haben.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der die Kanalisierungsmittel (7-10) einzelne, in bezug auf die Temperatur unabhängig gesteuerte Platten (5, 6) umfassen, die zwischen Rohrleitungen (7, 8), die der Einrichtung die Werkstoffe zuführen, und Rohrleitungen (9, 10) zur Verteilung der Werkstoffe an eine oder mehrere Koinjektionsdüsen (13, 26) angeordnet sind.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der die Kanalisierungsmittell einzelne, in bezug auf die Temperatur unabhängig gesteuerte rohrförmige Leitungen (21, 22) umfassen, die zwischen Rohrleitungen (18, 19), die der Einrichtung die Werkstoffe zuführen, und Rohrleitungen (23, 24) zur Verteilung der Werkstoffe an die Koinjektionsdüsen angeordnet sind.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die Rohrleitungen koaxial und eine in der anderen angeordnet sind.

13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der die Koinjektionseinheiten (3) mindestens zwei koaxiale Injektoren umfassen.

14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, bei der die Koinjektionseinheiten (20) mindestens zwei nebeneinander angeordnete Injektoren umfassen.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, bei der die Injektoren in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Temperatur (31a, 31b) unabhängig reguliert werden.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, die desweiteren Heizmittel zum lokalen Erwärmen der Form umfaßt.

17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 16, die außerdem Kühlmittel zur lokalen Kühlung der Form umfaßt.

18. Durch Koinjektion hergestelltes Erzeugnis mit einem Sandwichprofil, wie es durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 erhalten wird.

19. Durch Koinjektion hergestelltes Erzeugnis (101) gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es das Basisteil einer Verkleidungsplatte für Automobile ist.

20. Verkleidungsplatte für Automobile, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Basisteil gemäß Anspruch 19 und ein oder mehrere komplementäre Teile umfaßt, die aus anderem Werkstoff als das Basisteil hergestellt sind.