CN108819266A - 一种用于制造在车辆内饰中使用的部件的方法和成形工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造在车辆内饰中使用的部件的方法和成形工具。所述成形工具包括第一工具半部、第二工具半部和可移动的至少一个圆柱销。成形工具的第一工具半部与成形工具的第二工具半部相对布置。所述至少一个圆柱销的外端部在本文中指向成形工具的第二工具半部的方向。用于接纳平坦的、可弯曲元件的保持元件装配在所述至少一个圆柱销的该外端部上。

Description

一种用于制造在车辆内饰中使用的部件的方法和成形工具
技术领域
本发明涉及一种用于制造在车辆内饰中使用的部件的方法。本发明还涉及一种用于制造相应的部件的成形工具。
背景技术
对于已知的用于通过平坦元件制造在车辆内饰中使用的部件的方法，首先预成形诸如塑料板的平坦元件。在这样的预成形条件下的预成形元件被插入到另外的工具中并且被联接至支承元件，从而使预成形元件形状稳定并且能够联接至另外的功能元件。在本文中，利用这样的工具执行预成形的加工步骤：该工具不同于在将预成形元件联接至支承部件时的工具。
发明内容
从现有技术开始，本发明的目的是提出一种用于制造部件的改进的方法。特别地，提出一种可比较的、不昂贵的方法，通过该方法减少制造部件的加工时间以及储存成本和运输成本。此外，本发明的目的是提出用于制造这种部件的相应的有利的成形工具。
这些目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现，或通过具有权利要求5的特征的成形工具来实现。由从属权利要求的特征和实施方式示例的特征产生有利的进一步发展。
所提出的成形工具包括第一工具半部、第二工具半部和可移动的至少一个圆柱销。所述成形工具的第一工具半部相对布置在诸如成形工具的第二工具半部的上方。成形工具的第一工具半部和成形工具的第二工具半部可以是相对于彼此可移位的。成形工具的第二工具半部通常设计为用于容纳支承元件。成形工具的第一工具半部还包括在面向第二工具半部的一侧处的至少一个可移动圆柱销。其中，圆柱销可以布置在导向孔中。在本文中，圆柱销的外端部指向成形工具的第二工具半部的方向并且在朝向成形工具的第二工具半部的方向上是可移动的。用于接纳平坦的、可弯曲元件的保持元件装配在圆柱销的该外端部。保持元件可以以可移动的方式装配在圆柱销上，优选地通过旋转接头或球形接头以可移动的方式装配在圆柱销上。优选地，成形工具包括若干圆柱销，这些圆柱销在朝向成形工具的第二工具半部的方向上是可移动的，并且在其指向第二工具半部的外端部处分别具有保持元件。具有如此可移动的至少三个圆柱销的成形工具的实施方式例如具有这样的优势：通过各个圆柱销的移动可以将平坦的、可弯曲元件弯曲成不同的形状并且可以通过保持架将平坦的、可弯曲元件静态地安装在三个点上。保持元件例如可以设计为吸盘。在本文中，吸盘可以具有不同的形状，并且吸盘通常是圆形的或椭圆形的。圆形吸盘的直径通常至少为5mm，优选地至少为10mm。吸盘的直径通常最大为60mm，优选地最大为40mm。圆柱销中的至少一个圆柱销联接到驱动器。圆柱销可以例如以导向孔的形式收缩回第一工具半部中，并且可以通过该驱动器伸展出第一工具半部。在本文中，圆柱销的布置有保持元件的外端部在伸展出(也就是说移出)时朝向第二工具半部移动。为此，圆柱销例如可以设计为可伸缩的，如包括弹簧或沿装配在导向孔或导向槽内的导轨移动。在本文中，驱动器通常是致动器，该驱动器例如是气动驱动的、液压驱动的、电驱动的或电磁驱动的。在本文中，驱动元件通常是成形工具的第一工具半部的一部分。特别地，如果至少一个圆柱销是独立于其它的一个或多个圆柱销可驱动的，则是有利的。这具有以下优势：通过有针对性的驱动，从而使一个或多个圆柱销收缩和/或伸展，使保持元件上所接纳的平坦的、可弯曲元件可以弯曲成规定的形状。特别地，如果成形工具的第一工具半部具有尽可能密集的导向孔的图案(导向孔中布置有圆柱销)，则是有利的。如果这些圆柱销中的每个圆柱销是单独可驱动的，例如每个圆柱销通过致动器驱动，那么通过对各个圆柱销的单独驱动可以将平坦的、可弯曲元件弯曲成复杂的三维形状。此外，尽可能密集地布置圆柱销的图案具有以下的优势：由于通过许多圆柱销可以实现尽可能高的支持作用，并且在平坦的、可弯曲元件中的局部应力可以保持尽可能的低，因此在待弯曲的部件中材料应力可以保持尽可能的低。因此，可以防止破裂形式的损坏或其它不期望的形变。
通常，吸盘作为保持元件来应用，吸盘的作用机能是基于真空。在金属的平坦的、可弯曲元件的情况下，也可以使用通过磁力来固定地保持元件的磁性保持元件。磁性保持元件例如可以设计为永久磁铁或电磁铁。
优选地，第一工具半部包括至少一个夹紧区域和至少一个按压区域。那么，在其外端部具有保持元件的圆柱销通常布置在夹紧区域中。按压区域通常围绕夹紧区域。可弯曲元件和支承元件在按压区域中被彼此按压并结合在一起。按压区域的表面轮廓与可弯曲元件的远离支承元件的一侧的轮廓相对应。第一工具半部还可以包括被按压区域包围的或部分包围的若干夹紧区域。
相比于现有技术，所提出的方法具有缩短的时间消耗。由于预成形的加工步骤被整合在所提出的成形工具中，因此可以在减少生产步骤的数量和成形工具的数量的情况下制造部件。现有技术的方法还具有更困难的运输和储存的缺点，特别是在预成形的生产位置和到支承部件的连接位置之间的距离很大，需要运输并立即储存预成形的部件的情况下。在本文中，相比于待弯曲的部件的最初的平坦形状，预成形元件的空间需求明显增加并且限制了元件的可叠加性。此外，由于还没有通过支承部件稳定预成形元件，因此预成形元件大多是不稳定的并且暴露在损坏的危险中。由于预成形工具和成形工具之间的运输路径是多余的，因此所提出的方法和所提出的成形工具抵消了该缺点。通过可弯曲元件的形状提供可运输性，该可弯曲元件的形状直到成形工艺是平坦的。
在一实施方式中，夹紧区域的表面轮廓与可弯曲元件的远离支承元件的一侧的轮廓相对应。在该实施方式中，夹紧区域包括一个或多个导向孔。通常，外端部包括保持元件的圆柱销被装配在这些导向孔的每个导向孔中。在第一工具半部的夹紧区域中圆柱销和保持元件可以几乎完全陷入导向孔内。因此通过保持元件可以将平坦的、可弯曲元件保持在弯曲状态，同时保持元件也可以陷入导向孔内。优选地，保持元件可以以使得每个保持元件停止在相应的导向孔的外部边缘的方式陷入导向孔内。因此，第一工具半部的表面可以布置为基本上与保持元件的接触表面在同一平面，其中保持元件的接触表面是保持元件的与平坦的、可弯曲元件接触的表面。此外，成形工具的第一工具半部或成形工具的第一工具半部的在面向成形工具的第二工具半部的一侧处的一部分，可以以使其与成形工具的第二工具半部的形状和/或由第二工具半部保持的支承元件的面向可弯曲元件的表面相对应的方式成形。这具有以下优势：平坦的、可弯曲元件的面向成形工具的第一工具半部的表面在弯曲的情况下可以至少部分地支撑在成形工具的第一工具半部的表面上，并且弯曲的元件可以由圆柱销以及工具表面或支承元件表面支撑。
成形工具的第二工具半部，通常在面向第一工具半部的一侧，包括空腔和/或用于容纳支承部件的容纳表面。优选地，空腔和/或容纳表面以使其可以容纳框架形式的支承部件的方式设计。支承部件也可以基本上是平坦的或三维的。
成形工具的第一工具半部和/或成形工具的第二工具半部可以在朝向成形工具的相应的另一个半部的方向上移动。通过这种方式，通过成形工具的第一工具半部和/或第二工具半部朝向相应的另一个半部的移动可以将布置在成形工具的第二工具半部中的支承部件按压到弯曲的元件上。在支承元件和弯曲元件之间的沉积在支承元件和/或弯曲元件上的粘合剂可以将支承元件连接到弯曲元件。粘合剂例如可以是双组分粘合剂、热熔粘合剂或双面胶带。粘合剂可以包括丙烯酸、环氧化物或聚氨酯。支承部件通常通过粘合仅连接到弯曲元件。
对于提出的用于制造弯曲部件的方法，通常提供具有第一工具半部和第二工具半部的成形工具，例如上述类型的成形工具。
通过布置在圆柱销上的保持元件接纳平坦的、可弯曲元件。在本文中，圆柱销以可伸展和可收缩的方式布置在成形工具的第一工具半部中。保持元件指向成形工具的与成形工具的第一工具半部相对布置的第二工具半部的方向。
另外的方法步骤包括分别通过至少一个圆柱销的至少部分地收缩回第一工具半部或伸展出第一工具半部(特别是伸出第一工具半部的夹紧区域，例如伸出相应的导向孔)使平坦的、可弯曲元件弯曲。
在方法步骤中，以这样的方式将支承元件布置在成形工具的第二工具半部中：使支承元件的至少与弯曲元件的形状相对应的区域内的表面面向可弯曲元件。其中支承元件可以是诸如塑料的或者铝的框架。
然而，支承元件也可以是平坦的或三维的元件，例如板件或深拉的元件。通常支承元件基本上是刚性的。
此外，将粘合剂至少区域性地沉积在支承元件的面向可弯曲元件的一侧上和/或沉积在可弯曲元件的面向支承元件一侧上。在本文中，可以通过喷涂、滴落、铸造、轧制、涂刷、刮除、油灰刀涂抹或冲压的方式沉积粘合剂。
将可弯曲元件按压在支承元件上。在本文中，成形工具的两个工具半部中的至少一个工具半部在朝向成形工具的各自的另一个半部的方向上移动。此外或可替换地，也可以伸展其上布置有吸盘的圆柱销。
另外的方法步骤包括粘合剂的固化。粘合剂的固化可以被动地进行，也就是优选地在将支承元件和弯曲元件按压在一起的情况下，通过使已弯曲的部件(已弯曲的部件包括通过布置在其间的粘合剂所粘接的支承元件和弯曲元件)留在成形工具中进行。然而，粘合剂也可以主动地固化，例如通过加热、通过主动冷却或干燥(例如借助鼓风机)固化。
在固化后将已弯曲的部件从成形工具上移除。由于不需要预成形工艺并且可以采用同一方法和同一工具实现预成形以及可弯曲元件与支承部件的连接，因此该方法以及成形工具是特别有利的。
如果具有保持元件的圆柱销陷入夹紧区域的导向孔中并且处于收缩状态，那么平坦的、可弯曲元件通常至少部分地支撑在成形工具的上半部的表面上。
在一实施方式中，平坦的、可弯曲元件是玻璃的或塑料的。由于圆柱销可以带走通过弯曲工艺施加在玻璃板上的压强和压力，因此圆柱销允许在低温条件下(也就是说在常温下不加热玻璃的条件下，因此大致在17℃至30℃之间的温度下)弯曲玻璃板。因此玻璃板内的应力保持在最小值并且低温玻璃板或其它脆性材料的弯曲工艺是可能实施的。当然，用于平坦的、可弯曲元件的其它材料也是可以想到的，例如聚丙烯(PP)、玻璃纤维、铝、塑料、木材、石材、陶瓷或丙烯酸玻璃。平坦的、可弯曲元件的厚度通常至少为0.01mm，优选地至少为0.05mm，特别优选地至少为0.1mm，和/或最大为3mm，优选地最大为2mm，特别优选地最大为1mm。玻璃的平坦的、可弯曲元件例如可以为0.4mm厚。
上述的特征和/或以下参考的成形工具的特征可以赋予给用于制造弯曲部件的方法，反之亦然。此外，上述的特征和/或以下关于成形工具或方法的特征也可以赋予给弯曲部件。
本申请所用的第一、第二等术语仅用于描述各个部件相对于其它部件的布置。假设保持相对于其它部件的相对取向，则成形工具的第一工具半部和成形工具的第二工具半部例如可以彼此上下布置或也可以彼此相邻布置。
附图说明
在下文中通过附图来描述实施方式的示例。如下所示：
图1为成形工具的第一工具半部的立体图，
图2为成形工具的第一工具半部的侧视图，
图3为给出成形工具的已收缩的圆柱销的第一工具半部的立体图，
图4为具有保持元件的圆柱销的外端部的立体图，
图5为图4的圆柱销的剖视图，
图6至图8为成形工具在部件制造工艺的不同阶段中的示意图，
图9(a)为具有框架形式的嵌入的支承部件的成形工具的示意图，
图9(b)为图9(a)中的具有嵌入的支承部件的成形工具的截面图，以及
图10为成形工具的剖视图。
具体实施方式
图1示出成形工具的第一工具半部的立体图。成形工具的第一工具半部包括布置在夹紧区域内的导向孔2中并且突出于导向孔2的多个圆柱销3。圆柱销3可收缩地和可伸展地装配在成形工具的第一工具半部的导向孔2内，并且每个圆柱销3联接到致动器形式的驱动元件。致动器为液压驱动的。通过致动器，圆柱销3是彼此独立可收缩和可伸展的。圆柱头5布置在圆柱销3的外端部。圆柱头5包括可以接纳平坦的、可弯曲元件的吸盘6。成形工具的第一工具半部1的布置有导向孔2的表面4包括与弯曲部件的表面相对应的起伏不平的形状。
图2示出图1的成形工具的第一工具半部1的侧视图。在图2和之后的附图中对重复的特征提供了相同的附图标记。示出在最大伸展状态下的圆柱销3。在这种状态下，保持元件6的接触表面位于一个平面上，从而保持元件6的接触表面可以接纳平坦的平面元件。保持元件的接触表面是这样的表面：保持元件在该表面上接纳平坦的、可弯曲元件。圆柱销3可以被单独地驱动并且收缩，从而可以使平坦的、可弯曲元件弯曲成规定的形状。如果圆柱销3完全收缩到成形工具的第一工具半部1内，那么平坦元件处于弯曲的状态并且具有面向第一工具半部的支撑在表面4上的表面。图3示出了正好在这样的状态下的成形工具的第一工具半部1，其中圆柱销3完全收缩到成形工具的第一工具半部1内并且吸盘6以基本成平面的方式终止在导向孔2的外端。因此可以由成形工具的第一工具半部1支撑已弯曲的元件，并且按压压力以分布在表面4上的方式施加在已弯曲的元件上。按压压力通常为0.1N/mm2。
图4示出图1至图3中的圆柱销3中的一个圆柱销的立体图。圆柱头5通过旋转接头7以可倾斜移动的方式装配在圆柱销3的外端部上。这种圆柱销3例如可以与圆柱头5一起收缩到导向孔2中。在一实施方式中，保持元件6设计为吸盘。在示出的实施方式中，吸盘6的直径例如为330mm。以该尺寸，导向孔通常与吸盘6的直径和/或圆柱头5的直径相对应。
图5示出成形工具的第一工具半部1、圆柱销3以及导向孔2的剖视图。导向孔2包括凹陷部2’和圆锥孔2”。在示出的示例中，导向孔的凹陷部2’的直径为35mm并且圆锥孔2”的直径为6mm。
图6至图8示出包括第一工具半部1和第二工具半部8的成形工具。在本文中，第一工具半部还包括多个圆柱销3，其中以示例的方式示出三个圆柱销3。所有的圆柱销联接到驱动元件9，其中为了更好的概述，仅示出一个致动器形式的驱动元件9。通过驱动元件9使圆柱销3是彼此独立可收缩和可伸展的。在其它外端部处每个圆柱销3都包括吸盘6。图6、图7和图8中所示出的成形工具的第一工具半部的基本特征与图1至图5中所示出的成形工具的第一工具半部1相对应。图1至图5的成形工具与图6至图8的成形工具的不同在于圆柱销的数量和表面4的形状。在图6至图8中支承元件10布置在成形工具的第二工具半部8上。吸盘6保持平坦的、可弯曲元件11。元件11是玻璃板。在图6中圆柱销被最大地伸展并且以使得玻璃板呈现为不弯曲的方式来保持玻璃板。在图7中，具有吸盘6的圆柱销3部分收缩到成形工具的第一工具半部1中，从而使玻璃板弯曲。如图8所示，圆柱销3和吸盘6完全陷入成形工具的第一工具半部1的各自的导向孔2中。于是玻璃板弯曲并且被支撑在成形工具的第一工具半部1的表面4上。吸盘将玻璃板保持为弯曲的形状。例如通过轧制工艺，将粘合剂沉积在支承元件10的面向平坦的、可弯曲元件11的表面上。随后成形工具的第一工具半部1向下移动，从而利用沉积的粘合剂将弯曲的玻璃板按压在支承元件10上。在粘合剂固化后，第一工具半部1可以向上移动，并且完成的包括支承元件10的已弯曲的部件(支承元件10通过粘合剂连接到已弯曲的元件)可以从第二工具半部8移除。
图9(a)和图9(b)示出图6至图8中的成形工具，其中支承元件10以框架10’的形式呈现。框架10’布置在成形工具的第二工具半部8中。图9(a)中示出侧面剖面图，并且图9(b)示出具有插入的框架的成形工具的第二工具半部8的沿AA的截面图。将平坦的、可弯曲元件11(在这里为玻璃板)弯曲并随后按压至支承元件10(在这里为框架10’)。因此可以制造具有弯曲的有边框的玻璃表面的部件。特别地，这种部件可以用作车辆内饰部件，例如显示器盖板或用于装饰性的元件的盖板和/或功能显示器的盖板。其它的应用可能性也是可以想到的。
图10示出成形工具，该成形工具的第一工具半部与图2中所示的成形工具的第一工具半部1基本上相对应。然而，第一工具半部1的面向第二工具半部8的一侧的中间部分是加深的，使得成形工具的第一工具半部1包括朝向成形工具的第二工具半部方向的凸起边缘12。成形工具的第二工具半部在面向第一工具半部的一侧中在其相应的中间部分包括突出部。第二工具半部包括围绕该突出部的第二边缘13。成形工具的第一工具半部的中间部分形成夹紧区域14。第一工具半部的边缘12和第二工具半部的边缘13形成按压区域15。紧固到连杆组件16的圆柱销3布置在第一工具半部的夹紧区域14内。圆柱销3包括保持元件(例如磁性保持元件6)，利用该保持元件保持可弯曲元件11。仅仅或主要通过使按压区域15成形的边缘12和13在可弯曲元件11上施加按压压力。可弯曲元件11可以被拉到抵靠第一工具半部并通过圆柱销的收缩使其弯曲。通过一起移动第一工具半部1和第二工具半部8利用粘合剂可以将已弯曲的元件连接到支承部件10。

Claims (13)

1.一种用于制造在车辆内饰中使用的部件的方法，包括以下步骤：
-通过布置在圆柱销(3)上的至少一个保持元件(6)接纳平坦的、可弯曲元件(11)，其中所述圆柱销(3)可伸展和可收缩地布置在成形工具的第一工具半部(1)中，并且所述保持元件(6)指向朝所述成形工具的第二工具半部(8)的方向，所述第二工具半部(8)与所述成形工具的所述第一工具半部(1)相对布置，
-分别通过所述圆柱销(3)至少部分收缩到所述成形工具的所述第一工具半部(1)内或伸展出所述成形工具的所述第一工具半部(1)来弯曲所述平坦的、可弯曲元件(11)，
-以使得支承元件(10)的至少区域性地对应于弯曲元件(11)的形状的表面面向所述可弯曲元件(11)的方式在所述成形工具的所述第二工具半部(8)上布置所述支承元件(10)，
-将粘合剂至少区域性地沉积在所述支承元件(10)的面向所述可弯曲元件(11)的一侧上和/或沉积在所述可弯曲元件(11)的面向所述支承元件(10)的一侧上，
-通过使所述成形工具的两个工具半部中的至少一个工具半部朝向所述成形工具的对应的另一个工具半部的方向移动和/或通过伸展所述保持元件(6)，将所述可弯曲元件(11)压在所述支承元件(10)上，以及
-固化所述粘合剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过布置在所述圆柱销(3)上的至少三个保持元件(6)接纳所述平坦的、可弯曲元件(11)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述圆柱销(3)中的至少一个圆柱销收缩的状态下，所述平坦的、可弯曲元件(11)支撑在所述成形工具的所述第一工具半部(1)的表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述平坦的、可弯曲元件(11)是玻璃板。
5.一种用于制造在车辆内饰中使用的部件的成形工具，包括：
-第一工具半部(1)和第二工具半部(8)，其中，所述成形工具的所述第二工具半部(8)与所述成形工具的所述第一工具半部(1)相对布置，并且所述第二工具半部(8)设计为用于容纳支承元件(10)，
-可移动地装配在所述成形工具的所述第一工具半部(1)的面向所述第二工具半部的一侧上的至少一个圆柱销(3)，其中，用于接纳平坦的、可弯曲元件(11)的保持元件(6)装配在所述圆柱销(3)的外端部，所述外端部指向所述成形工具的所述第二工具半部(8)的方向，
其中，所述圆柱销(3)联接到驱动元件(9)。
6.根据权利要求5所述的成形工具，其特征在于，所述成形工具的所述第一工具半部在面向所述成形工具的所述第二工具半部的一侧上包括可移动的至少三个圆柱销，所述圆柱销中的每一个圆柱销的外端部指向所述成形工具的所述第二工具半部并且这些外端部的每一个外端部包括保持元件。
7.根据权利要求5或6所述的成形工具，其特征在于，所述第一工具半部包括夹紧区域和按压区域，其中所述按压区域包围所述夹紧区域。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的成形工具，其特征在于，所述保持元件设计为吸盘。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的成形工具，其特征在于，所述驱动元件为所述成形工具的所述第一工具半部(1)的一部分。
10.根据权利要求5至8中任一项所述的成形工具，其特征在于，所述圆柱销(3)的至少两个圆柱销是能够彼此独立驱动的。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的成形工具，其特征在于，为了闭合所述成形工具，所述成形工具的所述第一工具半部(1)和/或所述成形工具的所述第二工具半部(8)分别在朝向所述成形工具的另一工具半部的方向上能够移动。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的成形工具，其特征在于，所述成形工具的所述第一工具半部(1)包括与所述成形工具的所述第二工具半部的面向所述成形工具的所述第一工具半部的表面的形状相对应的表面(4)，使得在所述成形工具闭合的状态下，所述弯曲元件(11)的表面至少区域性地直接支撑在所述成形工具的所述第一工具半部(1)的所述表面(4)上。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的成形工具，其特征在于，所述保持元件(6)可移动地装配在所述圆柱销(3)上，优选地通过旋转接头或球形接头(7)可移动地装配在所述圆柱销(3)上。
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