CN109070409A - 用来加工用于机动车辆的板形工件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用来加工用于机动车辆(1)的板形工件(10)的装置，包括：下工具(30)，其具有用于工件(10)的保持区域(33)；和折叠元件(40)，其具有用于工件(10)的保持区域(43)且能够相对于下工具(30)移动。折叠元件(40)能够以从第一状态(Z1)转变为第二状态(Z2)，其特征在于，在折叠元件(40)的保持区域(43)和工件(10)之间形成第一腔(21)。

Description

用来加工用于机动车辆的板形工件的装置和方法
技术领域
加工板形工件的方法需要特殊的工具，这使得可进行所需的加工操作。例如，当在用于机动车辆的窗户上制造和附接泡沫封装时，借助于特殊的成型工具来作用于待加工的窗户，且在窗户的边缘处形成泡沫封装。由此可将部件连接到窗户上，且还可准备将窗户固定到机动车辆的车身上。
背景技术
为此目的所需的特殊成形或发泡工具通常具有两个工具半部，它们作为上部和下部彼此协调且能够实现待形成的泡沫封装。工具半部必须在相应的模具载体中保持和移动，以允许所需的泡沫封装形成。例如，在EP0355209B1中描述了一种这样的泡沫封装的形成。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用来加工用于机动车辆的板形工件的装置和方法，该装置和方法适合于实现省时和成本有效的车顶构造。
该目的通过独立权利要求的特征实现。
根据本发明，一种用来加工用于机动车辆的板形工件的装置包括：下工具，其具有用于工件的保持区域；和折叠元件，其具有用于工件的保持区域且能够相对于下工具移动。折叠元件能够借助于相对于下工具的平移运动从第一状态转变为第二状态，并在折叠元件的保持区域和工件之间形成第一腔。折叠元件的平移运动基本上在第一方向上进行，该第一方向平行于板形工件的主延伸平面。
如果工件例如大致平行于基表面定向，则它基本上在水平平面中延伸，且折叠元件的平移运动大致在所述平面中进行。例如，折叠元件侧向水平地行进到工件，然后与工件接触而在预定位置处形成第一腔。例如，借助于折叠元件垂直放置工件上而形成可靠且牢固的接触。相对于工件和下工具的这种垂直运动明显不如先前描述的水平运动显著。
换句话说，在这种平移运动的范围内，可使折叠元件沿第一水平方向移动第一距离，并沿第二垂直方向移动第二距离，其中，第一距离相对于第二距离占优势。例如，第二距离对应于第一距离的50％以下。在该装置的其他改进中，第二距离对应于第一距离的10％以下。
该装置尤其可具有多个单独的折叠元件，如前所述，这些折叠元件可水平地行进到待加工的工件上，因此，例如，相对的折叠元件以平移的方式朝向彼此移动，直到到达相对于工件或下工具的相应预定位置，以便形成一个或多个指定腔。
根据本发明，用来加工用于机动车辆的板形工件的另一装置包括：下工具，其具有用于工件的保持区域；和折叠元件，其具有用于工件的保持区域且可绕第一轴线枢转。折叠元件可借助于绕第一轴线的折叠而从第一状态转变为第二状态，且可在折叠元件的保持区域和工件之间形成第一腔。
根据这种装置，折叠元件相对于工件或下工具的实质相对运动以绕第一轴线的枢转运动的形式进行。这使得可实现用于加工板形工件的节省空间的装置，而不需要折叠元件的大量平移运动。然而，此外，特别是这种装置与前述装置的特性的组合也是可能的，因此折叠元件设计成可以以平移的方式移动且也可枢转。这种装置在加工工件时包括额外的自由度，因此可有助于可靠和安全的加工过程。
借助于所描述的装置，可实现用来加工用于机动车辆的板形工件的工具，该工具可有助于工件的成本有效且时间节省的加工。特别地，泡沫封装和粘合处理可借助于所描述的装置实现，而不需要更换机器，因此，尤其有助于车顶的低费用和成本有效的构造。
所描述的装置使得可在机动车辆的窗户的边缘处实现连续的和不连续的泡沫封装。因此，该装置实现了没有上工具的成型工具，因此可自由地接近工件的上侧，以实现板形工件的同时的或快速的在后或在前加工步骤。在这方面，需要指出的是，比如“顶”和“上侧”或“上工具”和“下工具”的术语基于垂直于工件表面或装置基表面的大致垂直方向。
例如，待加工的工件可借助于该装置在边缘处用泡沫封装，且可通过粘接工艺在内部区域中加工，而不需要复杂且耗时的机器更换。由于该装置的这种“开放”结构，在加工板形工件期间可实现额外的自由度。
板形工件例如被实现为金属板或用于机动车辆的玻璃盖、侧窗、挡风玻璃、后窗或后窗盖，且可借助于该装置例如在预定位置处用泡沫可靠地封装，同时相应工件的上侧可供用于进一步的加工步骤。例如，借助于以平移方式折叠和/或移动折叠元件，用于机动车辆的窗户的边缘可用泡沫封装，且在用泡沫封装之后或之前同时或快速地，可粘接要附接到相应窗口的上侧的附加元件。
因此，所描述的装置允许用于机动车辆的以某些其他方式成板形的窗户和工件的可靠且省时的加工，且有助于机动车辆部件的成本有效的构造。
由于可省略单独的上工具，例如设有凹槽的板和相关的模具载体，可借助于所描述的装置来实现用于加工板形工件的简洁且节省空间的工具。与需要上部分的工具相比，该装置还有助于节省材料和重量，这进而对构造这种装置的成本具有有利的影响。
所描述的没有上工具的装置可在其结构和设计方面简化，且可以以特别节省空间的方式配置。由于包括模具载体和框架的上工具将涉及的结构空间节省和重量减轻，下工具摆脱了负荷且在加工操作期间保持和移动较小的重量。因此，所描述的装置在相互作用部件的致动和移动性方面实现了额外简化。移动下工具所需的力可相应地减小，因此有助于板形工件的能量和成本有效的加工。
折叠元件构造成：使得其在第一状态下打开并准备好接收待加工的工件，且在第二折叠状态和/或以平移方式移动的状态下与下工具的成型体和夹持的工件相互作用形成第一预定腔。这样的第一腔可例如连续地形成，且可在工件边缘上和周围以中空框架的方式延伸，或第一腔形成彼此间隔开的多个单独的腔，因此，通过用为此目的提供的材料填充第一腔，可形成连续的一体框架或预定数量的单独的分离式塑料成型件。
折叠元件包括可折叠和/或以平移方式移动的至少一个部件，以便形成第一腔。可选地，还可存在多个部件，这些部件可折叠和/或以平移的方式移动以形成另外的腔。此外，该装置还可具有多个相互分离的折叠元件，因此例如在大致矩形工件的每个侧边缘处相应地设置折叠元件，所述折叠元件例如在相应的第二折叠状态和/或以平移方式移动的状态下，围绕工件形成一种框架，因此允许以连续边界的形式形成塑料成型件。直接相邻的折叠元件和部件以有益的方式彼此协调，因此可可靠地形成连续的腔和具有期望轮廓的一体塑料成型件。
特别地，通过所述装置也可形成塑料成型件的陡峭轮廓，如在外板的情况下可选地期望的那样。也可形成塑料成型件中的轮廓间隔，且可借助于该装置的折叠元件和下工具以简单且可靠的方式实现。折叠元件和与其相互作用的下工具的成型体在由腔形成的几何形状方面彼此协调，且因此也在由塑料成型件形成的几何形状方面相互协调，使得甚至可实现陡峭和窄的轮廓。
根据该装置的一种改进方案，下工具包括成型体，该成型体具有下工具的用于工件的保持区域，因此可在成型体的保持区域、折叠元件的保持区域和工件之间形成第一腔。该装置的这种改进尤其使得在第二状态下被成型体和折叠元件可靠地包围的工件的边缘能够被受控且安全地加工。
下面的描述基本上讨论了该装置的改进，其中，折叠元件可绕第一轴线和可选的另外的轴线枢转，且第一腔和可选的另外的腔借助于折叠折叠元件和可选的相关部件形成。然而，在折叠元件的平移相对运动的情况下，对于相应的元件也公开了所有公开的特征和性质，只要它们没有明确地涉及折叠元件的折叠能力。
根据该装置的一种改进方案，折叠元件具有第一和第二部件，其中，第一部件可绕第一轴线枢转，第二部件可绕第二轴线枢转。在第一部件绕第一轴线的折叠的第二状态中，在模具载体、第一部件和工件之间形成第一腔。在第二部件绕第二轴线的折叠的第二状态中，在第一部件、第二部件和工件之间形成第二腔。
这两个部件可彼此独立地致动，因此，例如，待加工的工件以预定的方式定位在下工具的成型体上，且借助于折叠折叠元件形成第一腔或第一腔和第二腔。例如，第一腔可通过第一部件绕第一轴线折叠且因此从第一状态转变为第二状态而形成，且随后工件与成型体一起以受控的方式行进到折叠的第一部件。替代地，工件可以以预定方式与成型体一起定位，使得第一部件随后折叠，并密封或形成第一腔。第二腔的形成可类似地通过第二部件绕第二轴线折叠来进行，且可独立于第一腔的形成而进行。
由此，第一和第二塑料成型件可通过引入预定材料彼此独立地形成。例如，第一塑料成型件被设计为外部的环绕的泡沫封装，而第二塑料成型件实现为内框架。第一和/或第二塑料成型件例如由聚氨酯形成。替代地，也可想到其它热塑性塑料或能够通过被引入相应腔而形成第一和/或第二塑料成型件的材料。
作为第二部件的替代或补充，折叠元件还可包括可借助于平移运动相对于工件或下工具移动的部件，以允许受控地形成另一腔和/或可靠地且安全地定位要粘接上的附加元件。例如，第二部件被实现为圆柱形元件或夹持元件，其可以以预定方式、例如水平地和/或垂直地移动或被驱动，以使得能够形成第二腔和/或附加元件在工件上的预定定位。
第一和第二轴线(相应的部件可绕该第一和第二轴线折叠且可从第一状态转变为第二状态)例如平行于板形工件的基本延伸平面定向。在该装置的其他实施例中，轴线也可垂直于或以其他方式相对于板形工件的基本延伸平面定向。此外，折叠元件的第一轴线和第二轴线不必相同地定向，因此根据用途，不同类型的轴线取向以及相应部件的折叠可以是有益的。此外，至少一个折叠元件也可具有多于两个的部件，因此可以以所描述的方式形成另外的腔。
根据该装置的一种改进方案，在可形成的第一腔的区域中，成型体和/或折叠元件分别具有预定的第一边界表面，该第一边界表面包括硅酮和/或铝和/或钢和/或塑料。替代地或附加地，折叠元件包括一个或多个第二边界表面，该第二边界表面包括硅酮和/或铝和/或钢，且在第二部件的第二状态下形成第二腔。第二腔尤其通过第一和第二部件形成，因此折叠元件的第二边界表面至少部分地形成在第一部件的表面上且部分地形成在第二部件的表面上。
这使得能够借助于所述的装置可靠且安全地形成第一和/或第二塑料成型件。边界表面形成相应腔的预定外形，且有利地适于待进给的材料和待形成的塑料成型件，因此后者在形成之后可例如从折叠元件和成型体无残留地释放。
根据该装置的一种改进方案，该装置包括第一材料分配器，该第一材料分配器可相对于下工具移动且被设计用于将预定材料引入可形成的第一
和/或第二腔中，以便形成第一和/或第二塑料成型件。所描述的装置可选地还使得能够例如借助于折叠元件的其他部件形成可借助于材料分配器填充的另外的腔。这种材料分配器例如以混合头的形式实现，该混合头在预定位置处可将材料引入所形成的第一和/或第二腔中和/或引入另外的腔中。因此，第一和/或第二塑料成型件可在注射成型工艺的范围内形成。
根据一种改进方案，该装置包括第二材料分配器，该第二材料分配器可相对于下工具移动，且被设计用于将预定材料分配到工件上，以便将附加元件布置在工件上。这种第二材料分配器尤其可实现用于粘接附加元件的混合头，以便附加于第一材料分配器，也使得能够同时或快速地进行进一步的加工步骤以形成塑料成型件。借助于第二材料分配器，附加元件可选择性地例如在工件的内部区域中粘接上。
替代地或附加地，第一材料分配器也可设计用于粘接工艺，因此，例如，仅需要一个材料分配器以实现泡沫封装和粘接，且借助于所描述的装置来实现特别简洁的成型工具。例如，相应的材料分配器具有各种供送管线，通过该供送管线可供送和/或施加预定材料。此外，第二材料分配器也能够将用于形成第一和/或第二塑料成型件的预定材料供送到相应的腔中，或者也能够产生单独的泡沫封装轮廓。此外，该装置可包括可有助于缩短板形工件的加工时间的另外的材料分配器或混合头。
根据该装置的一种改进方案，成型体和/或折叠元件具有加热元件，用于控制成型体的和/或折叠元件的温度。由此作为成型工具的装置的效果延伸到使得可以以预定方式控制成型体的和/或折叠元件的温度，特别是在待形成的第一和/或第二腔的区域中。在形成第一和/或第二塑料成型件的范围内，可将各个部件加热到预定加工温度，以可靠且安全地形成塑料成型件。因此，加热元件能够例如使相应的腔的或相关的边界表面的温度适于预定加工温度。
根据本发明，一种用来加工用于机动车辆的板形工件的方法包括：提供工件并提供用于工件的具有保持区域的下工具；和提供能够相对于下工具移动的折叠元件。该方法还包括将工件和下工具相对于彼此定位，且使折叠元件相对于下工具以平移的方式从第一状态移动到第二状态，从而将折叠元件布置在工件处和/或工件上。折叠元件和工件相对于彼此布置且接触成：使得在折叠元件和工件之间形成第一腔。该方法还包括将预定材料引入第一腔中，从而形成第一塑料成型件。
根据本发明，另一种用来加工用于机动车辆的板形工件的方法包括：提供工件并提供用于工件的具有保持区域的下工具；和提供折叠元件，该折叠元件可相对于下工具绕第一轴线枢转。该方法还包括将工件和下工具相对于彼此定位，且将折叠元件绕第一轴线从第一状态折叠到第二状态，从而将折叠元件布置在工件处和/或工件上。折叠元件和工件相对于彼此布置且接触成：使得在折叠元件和工件之间形成第一腔。该方法还包括将预定材料引入第一腔中，从而形成第一塑料成型件。
通过所描述的方法相应地可实现对用于机动车辆的板形工件的成本有效且省时的加工。该方法尤其包括使用前述装置之一作为用于加工相应工件的特殊成型工具，因此对于相应的方法也公开了前述装置的所有特征和特性，反之亦然。
特别地，需要指出的是，这种用来加工用于机动车辆的板形工件的方法可包括使用一个或多个折叠元件，这些折叠元件设计成能够以平移的方式、尤其水平地移动和/或能够枢转，以便形成用于附加元件的指定腔和/或预定位置。
另外，需要指出的是，前述装置和相应的方法基于能够可靠且省时地加工板形工件的共同发明构思。特别地，通过折叠元件可实现这种有效的加工，该折叠元件可以以平移的方式移动和/或可枢转。
进一步的描述基本上讨论了该方法的改进方案，其中，折叠元件可绕第一轴线和可选地另外的轴线枢转，且第一腔和可选地另外的腔通过折叠折叠元件和可选的相关部件形成。然而，对于折叠元件的平移相对运动，对于相应的元件也公开了所有公开的特征和性质，只要它们没有明确地涉及折叠元件的折叠能力。
根据该方法的一个改进方案，工件和成型体相对于彼此的定位包括将工件放置在下工具的保持元件上。
根据该方法的一个改进方案，工件和成型体相对于彼此的定位包括借助于下工具的冲压元件使工件相对于成型体移位。这种冲压元件例如实现为圆柱元件或杆元件，以可靠且安全地定位工件。
通过该方法和相应装置的这些改进，可以以预定方式简单且可靠地定位待加工的工件。借助于一个或多个冲压元件使工件例如在装置内居中，以便实现用于加工工件的所需起始位置。特别地，可协调板形工件与折叠元件的定位，以便在折叠元件的第二状态下形成一个或多个预定腔。
根据该方法的一个改进方案，工件和成型体相对于彼此的定位包括将工件耦接到下工具的携载元件，且借助于耦接的携载元件相对于板形工件的基本延伸平面在法线方向上携载工件。
在该方法的范围内，该装置的下工具的携载元件使得以预定方式定位的工件能够被和缓地引导到折叠元件。例如，所述至少一个折叠元件已经折叠成第二状态和/或以平移方式移动，使得借助于可移动的携载元件引导待加工的工件能够形成第一和/或第二腔。替代地，引导也可在折叠元件的折叠之前或同时进行，因此工件的定位和折叠元件的折叠以及相应的腔的形成在时间上总是相互协调。
根据一个改进方案，该方法包括控制成型体的和/或折叠元件的温度。借助于加热元件，可以以预定的方式控制成型体的和/或折叠元件的温度，以使得特别是在相应的腔的区域中，相应的边界表面的温度适于预定的处理温度。
根据该方法的一个改进方案，折叠元件的折叠包括绕第一轴线折叠第一部件和绕第二轴线折叠第二部件。以这种方式，除了第一腔之外，还可形成第二腔，以使得能够形成第二塑料成型件。例如，借助于所描述的方法，可相对于板形工件的边缘形成作为外泡沫封装的第一塑料成型件和作为内泡沫封装件的第二塑料成型件。通过预定相应的腔，第一和/或第二塑料成型件可设计为连续注射成型元件或多个单独的注射成型元件。
根据一种改进方案，该方法包括提供框架元件，并将框架元件布置在工件上。该方法还包括绕第二轴线折叠第二部件，从而在第一部件、第二部件、工件和框架元件之间形成第二腔。
该方法的这种改进实现了形成与框架元件一起形成的第二腔的另一种可能性。后者有利地具有带有预定轮廓的边界表面，以便能够形成所需的第二塑料成型件。在形成第二腔之后，可通过在用于加工工件的方法的范围内引入预定材料来填充第二腔，从而可形成第二塑料成型件。
替代地或附加地，第二部件可以以平移的方式相对于工件或下工具例如水平地和/或垂直地移动，以便能够受控地形成第二腔和/或可靠且安全地定位待粘接上的附加元件。在这种加工方法的范围内，第二部件例如从上方向上垂直地到达工件，且在内部区域中形成第二腔和/或用于待附接的附加元件的预定位置。
根据一种改进方案，该方法包括通过粘接工艺将附加元件布置在工件上。借助于前述装置，可接近工件，该接近可在该方法的范围内使用，特别是以便作为泡沫封装或注射成型工艺的替代或补充，也能够实现粘接工艺。这种板形工件的加工可在不改变机器的情况下进行，因此可实现特别省时且成本有效的加工工艺，这对于用于机动车辆的车顶的设计和安装具有有利的效果。借助于所描述的方法和相应的装置，可节省额外的加工步骤、特别是更换机器的加工步骤，且例如可省去昂贵的粘接线路。
根据一种改进方案，该方法包括绕第一轴线打开折叠元件，或者绕第一和第二轴线打开折叠元件，以使得工件可从下工具移除。
附图说明
下面参考示意附图更详细地解释本发明的示例性实施例，在附图中：
图1以透视图显示了车顶，
图2A-2F示出了用来加工用于机动车辆的板形工件的方法的各个步骤，
图3A-3B示出了用来加工用于机动车辆的板形工件的装置的一个示例性实施例，
图4A-4B示出了用来加工用于机动车辆的板形工件的装置的另一示例性实施例，
图5A-5C示出了第一和第二塑料成型件的示例性实施例，
图6A-6B示出了第一塑料成型件的另外的示例性实施例。
具体实施方式
在附图中，相同设计或功能的元件由相同的附图标记标识。为清楚起见，并非所有附图中的所有示出的元件都用附图标记标识。
图1以透视图示意性地示出了具有车顶3的机动车辆1，车顶3具有盖5和泡沫封装7。盖5例如是相对于车顶3不可移动的固定玻璃元件。替代地，盖5可相对于车顶3移动，以便可选地打开和关闭车顶3中的开口。
泡沫封装7实现了第一塑料成型件25，该第一塑料成型件25可在加工盖5的方法的范围内通过特殊的装置以很少的费用且以省时和成本有效的方式制造。如下参考图2-6所述，具有该功能的装置实现了特殊的成型工具且使得能够有利地加工用于机动车辆1的板形工件10。
图2A-2F在示意性剖视图中示出了借助于前述装置的配置用于加工板形工件10的方法的各个步骤。板形工件10可代表例如图1中的盖5，其设计为玻璃或塑料盖。在其他改进方案中，板形工件10可通过侧窗、挡风玻璃、后窗、后挡板窗或者通过金属盖、面板或塑料部件来实现。
图2A示意性地示出了用于加工板形工件10的方法的第一步骤。该装置具有下工具30和一个或多个折叠元件40。四个折叠元件40相对于大致矩形的板形工件10的侧边缘有利地每侧一个的布置。因此，相对的折叠元件彼此间隔开地布置，使得在相对的折叠元件之间提供从上方到工件的自由接近。在这方面，需要指出的是，比如“顶”或“底”和“上工具”或“下工具”的术语涉及根据所示的z方向的垂直方向。
然而，板形工件也可具有可通过该装置加工的其他的、例如滚圆的或椭圆的几何形状。术语“板形”在此基本上是指工件10的几何形状，其中，两个尺寸相对于第三尺寸占优势。关于图2A中所示的图示，工件10在z方向上的厚度明显小于在x-y平面中的基本延伸范围(例如，如图1所示)。此外，板形工件10特别是相对于基本延伸平面可具有曲率，如通常用于机动车辆的窗户的情况。
下工具30具有基板，保持元件34和成型体32布置在基板上，后者在该方法的范围内还用作可移动的携载元件。保持元件34和成型体32例如构造为连续框架，因此图2A-2F中所示的图例如示出了中间区段。在该装置的其他改进方案中，保持元件34和/或成型体32可以是多部分设计。
此外，在图2A中示出了大致限定出镜轴线的对称线S。所示元件相对于对称线S存在于装置的相对侧。然而，为了清楚起见，并非对称线S两侧的所有元件都设有附图标记。在该装置的其他改进中，不一定提供对称结构，因此可根据其用途设计该装置，例如关于待加工工件的不同几何形状设计。
下工具30还具有一个或多个冲压元件36，其使得工件10能够可靠地定位在保持元件34上。折叠元件40分别相应地具有第一部件41和第二部件42，其中，第一部件41可第一轴线A1枢转，且第二部件42可绕第二轴线A2枢转。轴线A1和A2大致平行于板形工件10的延伸平面定向。
在所示的第一步骤中，折叠元件40和相应的第一和第二部件41和42设置在打开的第一状态Z1，且用于接收待加工的工件10。工件10以下侧13定位在保持元件34上。
图2B示出了在加工方法范围内的另一步骤，其中，待加工的工件10借助于冲压元件36以预定的方式定位在保持元件34上。例如，工件10相对于成型体32和/或折叠元件40居中。
图2C示出了该方法的一个步骤，其中，折叠元件40和相应的第一部件41已经转变为第二状态Z2。相应的第一部件41绕相关的第一轴线A1折叠，从而使得形成第一腔21。还示出了框架元件或插入件50，其在内部区域中放置在工件10的上侧12上。另外，成型体32在垂直方向上移动且在下侧13上耦接到工件10。
图2D示出了该方法的另一步骤，其中，可移动的成型元件32根据所示的法线方向N沿垂直方向携载工件10且耦接至折叠元件40。由此在第一部件41、工件10和成型体32之间形成第一腔21。相应的第二部件42也通过绕相关的第二轴线A2折叠而转变为第二状态Z2。因此，在相应的第一、第二部件41和42和框架元件50和工件10之间形成相应的第二腔22。
替代地或附加地，第一和/或第二腔21，22也可借助于可以以平移的方式移动的折叠元件40形成。折叠元件40相对于下工具30从它们所处的、例如与工件10侧向间隔开的第一状态Z1在工件10的方向上移动，且转变为第二状态Z2，在第二状态Z2，它们形成第一和/或第二腔21，22。相应的折叠元件40的这种平移运动基本上在第一方向上进行，该第一方向平行于板形工件10的主延伸平面。在所示的示例性实施例中，第一方向对应于x-y平面中如图2D所示垂直于z方向和工件10的法线方向N的方向。
例如，相对的折叠元件40因此以平移的方式朝向彼此移动，直到达到相对于工件10或下工具30的相应的预定位置，以便与工件10或其他相互作用元件接触而形成一个或多个指定腔21，22或限定用于附接附加元件54的预定位置。
折叠元件40与工件10或其他相互作用元件的可靠且稳固的接触例如借助于相应的折叠元件40在相应元件处或相应元件上的水平放置和/或垂直布置而形成。相对于工件10和下工具30的垂直运动在此明显不如之前描述的在x-y平面中的水平运动显著。
此外，第二部件42也可独立于折叠元件40的第一部件41而被致动，使得例如第一部件41可借助于绕第一轴线A1折叠而偏移到第二状态，且第二部件42通过平移运动借助于水平和/或垂直运动转变为第二状态，以使得能够受控地形成第二腔22和/或可靠且稳固地定位待粘接上的附加元件54。例如，第二部件实现为可以以预定方式移动或致动的圆柱形元件或夹持元件。
图2E示出了如何借助于第一和第二材料分配器45、46来填充相应的第一和第二腔21、22，其中，材料分配器45关于示为放置在其上的元件的剖视图示出。材料分配器45，46设计成可相对于被夹持的工件10移动，且可在预定位置处将材料供送到腔21和22中。这使得可形成第一和第二塑料成型件25、26，其外形由第一和第二腔21、22的限定几何形状来预定。在该装置的进一步改进中，也可存在仅一个材料分配器，其连续地或同步地例如借助于各种供送管线用预定材料填充相应的腔21和22。替代地，存在另外的材料分配器，以便加速将材料供送到所形成的腔21和22中，且有助于使制造过程迅速。材料分配器45和46例如作为混合头而设有不同的供送管线。
替代地或附加地，第一和/或第二材料分配器45，46也能够执行粘接工艺，以便例如在框架元件50的内部区域中将一个或多个附加元件52布置在工件10的上侧12上。这使得可借助于同一装置进行泡沫封装和粘接，而不需要耗费时间更换机器。附加元件52的这种粘接可作为另外的加工步骤同时或即时地进行，以便形成第一和/或第二塑料成型件25和26。
在根据图2F的方法的另一步骤中，折叠元件40通过相应的第一和第二部件41、42再次绕相应的轴线A1和A2折叠到第一状态Z1而再次打开。然后可将加工的工件10安全地从装置中移除。
所描述的用于加工板形工件10的装置和相应方法实现了在没有上工具的情况下向上打开工具的思想，所述工具思想具有可移动的子结构和一个或多个折叠元件40。由于这种特殊的成型工具，工件10的加工大致与工件的部件尺寸无关，因此不限于如通常情况下的成型工具那样的、例如1200mm乘900mm的最大几何形状，该通常情况下的成型工具具有作为上工具和下工具的实心板以及相关的模具载体并形成封闭的腔而无法进一步接近工件。
由于不存在单独的上工具，因而借助于所描述的装置可实现用于加工板形工件10的简洁且节省空间的成型工具。因此，与具有上工具的工具相比，所描述的装置显著节省了材料和重量。这附加地对这种装置的设计成本具有有利影响，且产生进一步可能的节省。
由于包括模具载体的上工具所节省的重量，下工具30摆脱了负荷且在加工操作期间保持和移动较小的重量。这种重量节省可例如是几千公斤。因此，所描述的装置实现了关于子结构的致动和移动性的额外简化，因此可相应地减小移动下工具30所需的力，且有助于板形工件10的能量和成本有效的加工。
图3A和3B以示意性侧视图示出了用于加工板形工件10的这种装置的另外的示例性实施例。折叠元件40分别以第二折叠状态Z2示出，因此第一腔21形成在工件10、折叠元件40和下工具30之间。在所示的示例性实施例中，第一腔21在工件10、折叠元件40和下工具30的模具载体32之间形成。参照图3A和3B显而易见的是，借助于所描述的装置和相应的加工方法，也可形成具有具有陡峭轮廓的塑料成型件25，26，其例如可实现外板。
图4A和4B示出了用于加工板形工件10的装置的另一示例性实施例。图4A示出了处于打开的第一状态Z1(由虚线示出)和处于闭合的第二状态Z2(由实线示出)的折叠元件40，其中，所述折叠元件绕第一轴线A1折叠，且与工件10和成型体32相互作用而形成第一腔21。
图4B示出了根据图4A所示的示例性实施例的详细视图，其中，可更清楚地看到第一腔21的可能几何形状。所述腔具有远离工件10延伸的窄唇部或鼻部。第一腔21相应地由成型体32的和折叠元件40的相应的第一边界表面37和47界定，边界表面例如包括硅酮、铝、钢和/或塑料，以便能够仔细、安全和可靠地形成第一塑料成型件25。以相应的方式，待形成的第一塑料成型件25的外形由边界表面37和47的轮廓确定。之前描述的第二腔22可相应地由第二边界表面限定，第二边界表面形成在折叠元件40或第一和第二部件41和42上以及框架元件50上。
在该示例性实施例中，工件10被实现为复合盘，其具有外层、内层和可选的一个或多个中间层。此外，示出了加热元件39和49，所述加热元件布置在成型体32内或折叠元件40内，以便以预定方式控制各个部件的温度。这使得成型体和/或折叠元件可被加热，例如加热到预定加工温度，特别是在待形成的第一和/或第二腔21，22的区域中被加热。
此外，成型体32和折叠元件40分别具有用于工件10的由硅酮、铝、钢和/或塑料制成的保持区域33和43，所述保持区域使得能够安全可靠地保持待加工的工件10。另外，负压区55在下侧13上在工件10和成型体32之间形成，并进一步有助于工件10的可靠保持和稳定定位。此外，该装置还可包括另外的保持元件，比如集成的磁体，其有助于将工件10安全且稳定地保持在装置内。
图5A至5C示出了第一和/或第二塑料成型件25，26的可能的改进。在图5A中，第一塑料成型件25被实现为围绕工件10的前边缘和后边缘的两件式泡沫封装7。在图5B中，加工工件10，以使得借助于第一腔21和第二腔22，第一塑料成型件25被设计为外周边框架，第二塑料成型件26被设计为间隔开地作为内周边框架。两个塑料成型件25和26可例如在泡沫封装工艺的范围内制造且可实现泡沫封装7，泡沫封装7由聚氨酯形成，以使得能够可靠地连接到机动车辆1的车身。
在图5C中，第二塑料成型件26在工件10的内部区域中形成为多个部分。此外，示出了两个附加元件52，其借助于粘接工艺附接到工件10的上侧12。这种附加元件52可实现例如紧固和/或加强元件，从而有助于提高工件10的稳定性和简化工件10的进一步加工。例如，借助于这种元件，可增加盖5的稳定性，且可使盖5与机动车辆1的车身简单且可靠地连接。
图6A和6B示出了第一塑料成型件25的另外两种可能的改进，其可借助于所描述的装置和相应的制造方法例如在第一腔21内形成。由于折叠元件40和成型体32的相互作用，也可制造塑料成型件25，26的相对陡峭且窄的外轮廓。
附图标记列表
1 机动车辆
3 车顶
5 盖
7 泡沫封装
10 工件
12 工件的上侧
13 工件的下侧
21 第一腔
22 第二腔
25 第一塑料成型件
26 第二塑料成型件
30 下工具
32 成型体
33 成型体的保持区域
34 保持元件
36 冲压元件
37 成型体的第一边界表面
39 成型体的加热元件
40 折叠元件
41 折叠元件的第一部件
42 折叠元件的第二部件
43 折叠元件的保持区域
45 第一材料分配器
46 第二材料分配器
47 折叠元件的第一边界表面
49 折叠元件的加热元件
50 框架元件
52 附加元件
55 负压区
A1 第一轴线
A2 第二轴线
N 法线方向
Z1 折叠元件或相应部件的打开的第一状态
Z2 折叠元件或相应部件的闭合的第二状态

Claims (24)

1.一种用来加工用于机动车辆(1)的板形工件(10)的装置，包括：
-下工具(30)，其具有用于工件(10)的保持区域(33)，和
-折叠元件(40)，其具有用于工件(10)的保持区域(43)，且能够相对于下工具(30)以平移的方式运动，以便借助于平移运动从第一状态(Z1)转变为第二状态(Z2)，并在折叠元件(40)的保持区域(43)和工件(10)之间形成第一腔(21)，其中，折叠元件(40)的平移运动基本上在第一方向上进行，该第一方向平行于板形工件(10)的主延伸平面。
2.一种用来加工用于机动车辆(1)的板形工件(10)的装置，包括：
-下工具(30)，其具有用于工件(10)的保持区域(33)，和
-折叠元件(40)，其具有用于工件(10)的保持区域(43)，且能够相对于下工具(30)绕第一轴线(A1)枢转，以便借助于折叠从第一状态(Z1)转变为第二状态(Z2)，并在折叠元件(40)的保持区域(43)和工件(10)之间形成第一腔(21)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，
-下工具(30)具有成型体(32)，所述成型体(32)具有用于工件(10)的保持区域(33)；且
-第一腔(21)能够形成在成型体(32)的保持区域(33)、折叠元件(40)的保持区域(43)和工件(10)之间。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述折叠元件(40)具有第一部件(41)和第二部件(42)，其中，第一部件(41)能够绕第一轴线(A1)枢转，且第二部件(42)能够绕第二轴线(A2)枢转，以便在第一部件(41)绕第一轴线(A1)折叠的第二状态(Z2)下形成第一腔(21)，且在第二部件(42)绕第二轴线(A2)折叠的第二状态(Z2)下在第一部件(41)、第二部件(42)和工件(10)之间形成第二腔(22)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，在能够形成的第一腔(21)的区域中，下工具(30)和折叠元件(40)分别包括预定的第一边界表面(37，47)，第一边界表面(37，47)包括硅酮、铝、钢和/或塑料。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其中，在能够形成的第二腔(22)的区域中，折叠元件(40)包括预定的第二边界表面，第二边界表面包括硅酮、铝、钢和/或或塑料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，该装置包括第一材料分配器(45)，第一材料分配器(45)能够相对于下工具(30)移动，且被设计用于将预定材料引入能够形成的第一和/或第二腔中(21，22)，以形成第一和/或第二塑料成型件(25，26)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，该装置包括第二材料分配器(46)，第二材料分配器(46)能够相对于下工具(30)移动，且被设计用于将预定材料分配到工件(10)上，以便在工件(10)上布置附加元件(52)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，下工具(30)和/或折叠元件(40)具有用于控制下工具(30)的和/或折叠元件(40)的温度的加热元件(39，49)。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的装置，其中，折叠元件(40)能够以平移的方式相对于下工具(30)移动，以便借助于相对运动从第一状态(Z1)转变为第二状态(Z2)，并在折叠元件(40)的保持区域(43)和工件(10)之间形成第一腔(21)，其中，折叠元件(40)的相对运动包括平移运动和绕第一轴线(A1)的折叠。
11.一种用来加工用于机动车辆(1)的板形工件(10)的方法，包括：
-提供工件(10)，
-提供下工具(30)，
-提供能够相对于下工具(30)移动的折叠元件(40)，
-将工件(10)和下工具(30)相对于彼此定位，
-使折叠元件(40)基本上沿着平行于板形工件(10)的主延伸方向的第一方向以平移的方式从第一状态(Z1)移动到第二状态(Z2)，从而将折叠元件(40)和下工具(30)相对于彼此布置成使得折叠元件(40)与工件(10)接触，且在折叠元件(40)和工件(10)之间形成第一腔(21)，和
-将预定材料引入第一腔(21)中，从而形成第一塑料成型件(25)。
12.一种用来加工用于机动车辆(1)的板形工件(10)的方法，包括：
-提供工件(10)，
-提供下工具(30)，
-提供折叠元件(40)，其能够相对于下工具(30)绕第一轴线(A1)枢转，
-将工件(10)和下工具(30)相对于彼此定位，
-使折叠元件(40)绕第一轴线(A1)从第一状态(Z1)折叠到第二状态(Z2)，从而将折叠元件(40)和下工具(30)相对于彼此布置成使得折叠元件(40)与工件(10)接触，且在折叠元件(40)和工件(10)之间形成第一腔(21)，和
-将预定材料引入第一腔(21)中，从而形成第一塑料成型件(25)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，下工具(30)具有成型体(32)，所述成型体(32)具有用于工件(10)的保持区域(33)，该方法包括：
-将工件(10)和成型体(32)相对于彼此定位，和
-在成型体(32)的保持区域(33)、折叠元件(40)的保持区域(43)和工件(10)之间形成第一腔(21)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，下工具(30)具有保持元件(34)，且工件(10)和下工具(30)相对于彼此的定位包括：
将工件(10)放置在保持元件(34)上。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，下工具(30)具有冲压元件(36)，且工件(10)和下工具(30)相对于彼此的定位包括：
借助于冲压元件(36)使工件(10)相对于下工具(30)移位。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中，下工具(30)能够相对于折叠元件(40)移动，且工件(10)和下工具(30)的相对于彼此的定位包括：
-将工件(10)耦接到下工具(30)，和
-借助于下工具(30)相对于板形工件(10)的主延伸平面沿着法线方向(N)携载工件(10)。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，包括：
控制下工具(30)的和/或折叠元件(40)的温度。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，折叠元件(40)具有第一部件(41)和第二部件(42)，其中，第一部件(41)能够绕第一轴线(A1)枢转，且第二部件(42)能够绕第二轴线(A2)枢转，从而折叠元件(40)的折叠包括：
-绕第一轴线(A1)折叠第一部件(41)，从而在第一部件(41)、成型体(32)和工件(10)之间形成第一腔(21)，和
-绕第二轴线(A2)折叠第二部件(42)，从而在第一部件(41)、第二部件(42)和工件(10)之间形成第二腔(22)。
19.根据权利要求18所述的方法，包括：
-提供框架元件(50)，
-将框架元件(50)布置在工件(10)上，和
-绕第二轴线(A2)折叠第二部件(42)，从而在第一部件(41)、第二部件(42)、工件(10)和框架元件(50)之间形成第二腔(22)。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，该方法包括：
将预定材料引入第二腔(22)中，从而形成第二塑料成型件(26)。
21.根据权利要求11至20中任一项所述的方法，其中，将材料引入第一和/或第二腔(21，22)中包括：
以环绕的泡沫封装(7)的形式形成第一和/或第二塑料成型件(25，26)。
22.根据权利要求11至21中任一项所述的方法，其中，该方法包括：
通过粘接工艺将附加元件(52)布置在工件(10)上。
23.根据权利要求12至22中任一项所述的方法，其中，该方法包括：
将折叠元件(40)绕第一轴线(A1)或绕第一轴线和第二轴线(A1，A2)打开，使得工件(10)能够从下工具(30)移除。
24.根据权利要求12至23中任一项所述的方法，其中，折叠元件(40)能够相对于下工具(30)以平移方式移动，且折叠元件(40)和下工具(30)相对于彼此的布置包括：
-将折叠元件(40)相对于板形工件(10)从第一状态(Z1)移动到第二状态(Z2)，使得折叠元件(40)与工件(10)接触，且在折叠元件(40)和工件(10)之间形成第一腔(21)，其中，折叠元件(40)的相对运动包括绕第一轴线(A1)的折叠和沿平行于工件(10)的主延伸平面的第一方向的平移运动。
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