DE102006011562A1 - Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils sowie ein Presswerkzeug - Google Patents

Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils sowie ein Presswerkzeug Download PDF

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Abstract

Offenbart ist ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach dem LFI-Verfahren, wobei vor dem Zusammenfahren und/oder während des Zusammenfahrens eines Presswerkzeugs eine die Pressmasse des Verbundbauteils aufnehmende Kavität evakuiert wird, sowie ein Presswerkzeug zur Durchführung eines derartigen Herstellungsverfahrens.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach dem LFI-Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Presswerkzeug zur Durchführung dieses Herstellungsverfahrens.
  • Das LFI-Verfahen bzw. Long-Fiber-Injection-Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen, bei dem eine Endlosfaser einem Schneidmischkopf zugeführt und in diesem in eine Vielzahl von einzelnen Fasern zerschnitten wird. Anschließend werden die einzelnen Fasern in dem Schneidmischkopf mit einem Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan (PUR) vermischt und gemeinsam als PUR/Faser-Gemisch in eine Kavität eines offenen Presswerkzeugs eingespritzt. Nach dem Einspritzen des PUR/Faser-Gemisches wird das Presswerkzeug geschlossen und dieses auf sein Formteilmaß zusammengefahren, so dass das PUR/Faser-Gemisch zum Verbundbauteil verpresst wird.
  • Nachteilig an diesem Herstellungsverfahren ist, dass beim Schließen des Presswerkzeugs und insbesondere beim Zusammenfahren des Presswerkzeugs auf Formteilmaß Luft in dem PUR/Faser-Gemisch zusammengepresst und eingeschlossen werden kann, so dass Lunker entstehen, die die Stabilität des Verbundbauteils nachteilig beeinflussen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren sowie ein Presswerkzeug zur Durchführung dieses Herstellungsverfahrens zu schaffen, bei dem die Bildung von Lunkern in dem Verbundbauteil vermieden bzw. wesentlich reduziert ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch ein Presswerkzeug nach Anspruch 3.
  • Erfindungsgemäß wird bei einem Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach dem LFI-Verfahren nach einem Einspritzen einer mit Fasern beladenen Pressmasse in eine Kavität eines Presswerkzeugs vor dem Zusammenfahren und/oder während des Zusammenfahrens des Presswerkzeugs auf Formteilmaß die Kavität evakuiert, so dass die sich in der Kavität befindende Luft abgesaugt wird und somit nicht mehr in dem Verbundbauteil beim Verpressen eingeschlossen werden kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stempel während des Evakuierens von der Pressmasse beabstandet.
  • Ein Presswerkzeug zur Durchführung dieses Herstellungsverfahrens hat erfindungsgemäß eine ein Oberteil des Presswerkzeugs umlaufende Dichtschürze, die beim Zusammenfahren des Presswerkzeugs dichtend an einem Unterteil des Presswerkzeugs anliegt und mit dem Oberteil und dem Unterteil einen Absaugraum begrenzt, der während eines Absenkens des Oberteils in Fluidverbindung mit einer Kavität steht, so dass diese evakuierbar ist.
  • Bei einer Ausführungsform eilt die Dichtschürze einem Stempel des Oberteils voraus.
  • Das Presswerkzeug ist besonders einfach ausführbar, wenn die Dichtschürze an dem Stempel befestigt ist und diesen umgreift.
  • Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der einzigen 1 erläutert, die einen stark vereinfachten Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Presswerkzeug in einer Evakuierungsposition zeigt.
  • Gemäß 1 hat eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs 2 zur Herstellung eines Verbundbauteils einen Stempel 4 und ein Unterteil 6, in dem eine Kavität 8 zur Aufnahme einer Pressmasse 10 zur Bildung einer Matrix des Verbundbauteils ausgebildet ist. Die Pressmasse 10 besteht aus einem mit Fasern 12 beladenen Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan (PUR).
  • Der Stempel 4 ist an einem nicht dargestellten Oberteil des Presswerkzeugs 2 angeordnet und hat eine umlaufende Dichtschürze 16 sowie einen radial zurückgesetzten Kopfabschnitt 18, dem beim Schließen des Presswerkzeugs die Dichtschürze 16 vorauseilt, da die Dichtschürze 16 gemäß der Ansicht in 1 über den Kopfabschnitt 18 nach unten zum Unterteil 6 hin vorsteht.
  • Die Dichtschürze 16 hat eine dem Kopfabschnitt 18 zugewandte Dichtfläche 20, mit der sie beim Schließen des Presswerkzeugs dichtend an einer Dichtung 22 des Unterteils 6 anliegt, so dass ein Absaugraum 24 begrenzt ist, der über eine Vakuumpumpe 26 evakuiert werden kann. Es ist jedoch auch vorstellbar, die Dichtung 22 an dem Stempel 4 auszubilden und die Dichtschürze 16 an dem Unterteil 6 anzuordnen.
  • Der Kopfabschnitt 18 ist derart gestaltet, dass er beim Eintauchen in die Kavität 8 mit seiner Außenumfangswandung 28 von einer gegenüberliegenden Innenumfangswandung 30 der Kavität 8 beabstandet ist. Dadurch wird ein Ringraum 32 gebildet, über den die Kavität 8 und der Absaugraum 24 in Fluidverbindung miteinander stehen, so dass beim Betätigen der Vakuumpumpe 26 die Kavität 8 über den Ringraum 32 und den Absaugraum 24 evakuiert wird.
  • Die Befüllung der Kavität 8 mit der Pressmasse 10 erfolgt bei geöffnetem Presswerkzeug 2 nach dem LFI-Verfahren. D. h., das Oberteil bzw. der Stempel 4 sind von dem Unterteil 6 beabstandet und die Kavität 8 ist frei zugänglich, so dass die Pressmasse 10 in die Kavität 8 eingespritzt werden kann. Anschließend wird durch Absenkung des Oberteils bzw. des Stempels 4 das Presswerkzeug 2 geschlossen und der Absaugraum 24 über das Anliegen der Dichtfläche 20 an der Dichtung 22 begrenzt.
  • Bei einer in 1 gezeigten ersten Verfahrensvariante wird nach dem Bilden des Absaugraums 24 und vor dem stirnseitigen Auflaufen des Stempels 4 auf die Pressmasse 10 die Absenkbewegung des Stempels 4 gestoppt und die Vakuumpumpe 26 betätigt, so dass die Kavität 8 evakuiert wird. Nach dem Evakuieren wird der Stempel 4 aus seiner Halteposition wieder in seine Absenkbewegung überführt und das Presswerkzeug 2 auf Formteilmaß zusammengefahren, so dass die Pressmasse 10 zum Verbundbauteil verpresst wird.
  • Bei einer zweiten Verfahrensvariante wird nach dem Bilden des Absaugraums 24 die Vakuumpumpe 26 betätigt und der Stempel 4 weiter abgesenkt, so dass während des Zusammenfahrens des Presswerkzeugs 2 auf Formteilmaß die Kavität 8 evakuiert und die Pressmasse 10 zum Verbundbauteil verpresst wird.
  • Bei einer dritten Verfahrensvariante, die eine Kombination der ersten Verfahrensvariante mit der zweiten Verfahrensvariante darstellt, wird nach einer Unterbrechung der Absenkbewegung des Stempels 4, d. h., der Stempel 4 ist stirnseitig von der Pressmasse 10 beabstandet, und einer Evakuierung der Kavität 8, der Stempel 4 aus seiner Halteposition wieder abgesenkt und gleichzeitig beim Zusammenfahren des Presswerkzeugs auf Formteilmaß die Evakuierung der Kavität 8 fortgeführt.
  • Offenbart ist ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach dem LFI-Verfahren, wobei vor dem Zusammenfahren und/oder während des Zusammenfahrens eines Presswerkzeugs eine die Pressmasse des Verbundbauteils aufnehmende Kavität evakuiert wird sowie ein Presswerkzeug zur Durchführung eines derartigen Herstellungsverfahrens.
    • 2
    Presswerkzeug
    4
    Stempel
    6
    Unterteil
    8
    Kavität
    10
    Pressmasse
    12
    Faser
    14
    Umfangsabschnitt
    16
    Dichtschürze
    18
    Kopfabschnitt
    20
    Dichtfläche
    22
    Dichtung
    24
    Absaugraum
    26
    Vakuumpumpe
    28
    Außenumfangswandung
    30
    Innenumfangswandung
    32
    Ringraum

Claims (5)

  1. Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach dem LFI-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Einspritzen einer mit Fasern (12) beladenen Pressmasse (10) in eine Kavität (8) eines Presswerkzeugs (2) zur Bildung einer Matrix vor dem Zusammenfahren und/oder während des Zusammenfahrens des Presswerkzeugs (2) auf Formteilmaß die Kavität (8) evakuiert wird.
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei während des Evakuierens ein Stempel (4) des Presswerkzeugs (2) von der Pressmasse (10) beabstandet ist.
  3. Presswerkzeug mit einem Oberteil und mit einer Umlaufenden Dichtschürze (16), die dichtend an einem Unterteil (6) des Presswerkzeugs (2) anliegt und mit dem Oberteil und dem Unterteil (6) einen Absaugraum (24) begrenzt, der während des Absenkens des Oberteils in Fluidverbindung mit einer Kavität (8) steht.
  4. Presswerkzeug nach Anspruch 3, wobei die Dichtschürze (16) einem beim Schließen in die Kavität (8) zumindest abschnittsweise eintauchenden Stempel (4) des Oberteils vorauseilt.
  5. Presswerkzeug nach Anspruch 4, wobei die Dichtschürze (16) an dem Stempel (4) umgreifend befestigt ist.
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