DE102006045411A1

DE102006045411A1 - Werkzeug zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks

Info

Publication number: DE102006045411A1
Application number: DE200610045411
Authority: DE
Inventors: Manfred Sanktjohanser; Martin Seebass
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: DE102006045411B4

Abstract

Es wird ein Werkzeug zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks (14), insbesondere eines transparenten Deckelelementes eines Fahrzeugdachs, vorgeschlagen, umfassend ein Oberwerkzeug (20) und ein Unterwerkzeug (22), das zusammen mit dem Oberwerkzeug (20) einen Formhohlraum (28) zur Ausbildung eines Rahmens (12) im Bereich eines Randes des Werkstücks (14) bildet, sowie eine Halteeinrichtung (32, 34) für ein Einlegeteil (16) des Rahmens (12). Erfindungsgemäß ist die Halteeinrichtung aus mindestens einem Haltestift (32, 34) gebildet, der im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene des Einlegeteils (16) ausgerichtet ist, der in ein Loch (36) des Einlegeteils (16) eingreift und an dem das Einlegeteil (16) verrastet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks, insbesondere eines transparenten Deckelelementes eines Fahrzeugdachs, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Im Bereich von Kraftfahrzeugen werden plattenförmige, ebene oder auch gewölbte Werkstücke in vielfältiger Weise eingesetzt. Das Werkstück stellt beispielsweise eine Glastafel dar, die ein Deckelelement eines transparenten Schiebedachs bzw. Hubschiebedachs bildet. In diesem Anwendungsfall weist die Glastafel in der Regel einen Kunststoffrahmen auf, der aus einem thermoplastischen Kunststoff oder aus einem Polyurethanschaum gebildet ist und zur Befestigung von Einlegeteilen und/oder zur Bildung einer umlaufenden Dichtung dienen kann. Die Einlegeteile können Verbindungselemente zur Anbindung der Glastafel an einen Antriebsmechanismus des Schiebedachs bzw. Hubschie bedachs und/oder auch Verstärkungselemente darstellen. Der Kunststoffrahmen wird üblicherweise in einem Formwerkzeug an die Glastafel angeschäumt bzw. angespritzt. Bei diesem Spritz- bzw. Schäumprozess müssen die Einlegeteile positionsgenau in dem Formwerkzeug fixiert sein. Dies erfolgt bei bisher eingesetzten Spritz- bzw. Schäumwerkzeugen derart, dass das betreffende Einlegeteil von gefedert gelagerten Stiften gehalten ist, die im Wesentlichen parallel zur Trennebene des Werkzeugs ausgerichtet sind und das betreffende Einlegeteil so in dessen Randbereich übergreifen und halten, dass dieses nicht aus dem Werkzeug fallen kann. Die gefederte Lagerung der Stifte gestaltet sich aufwändig.
Die horizontal ausgerichteten Einlegeteile werden also durch seitlich im Randbereich angreifende Federstifte in ihrer vertikalen Position in dem Formwerkzeug gehalten. Hieraus resultieren an dem geschäumten Kunststoffrahmen vertikale Flächen, an denen durch die Federstifte vorgegebene Löcher ausgebildet sind. Die durch die vertikale Fläche gebildete Stufe an der Sichtfläche des Kunststoffrahmens ist aber aus optischen Gründen nicht erwünscht. Durch die im Wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufenden Stifte ist es auch erforderlich, die Einlegeteile bei ihrem Fixieren in dem Werkzeug durch einen lateralen Versatz hinter die Federstifte zu bringen.
Eine als Formwerkzeug ausgelegte Vorrichtung zum Umschäumen einer transparenten Scheibe für ein Fahrzeugdach ist im Übrigen beispielsweise aus der DE 101 07 743 A1 bekannt. Mittels dieser Vorrichtung kann ein Kunststoffrahmen für die transparente Scheibe hergestellt werden. Die Vorrichtung umfasst ein Werkzeug, das zur Bildung eines Formhohlraums mit einem Unterwerkzeug und einem Oberwerkzeug versehen ist und zur Aufnahme einer Glasplatte dient, so dass an diese der Kunststoffrahmen angeschäumt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gemäß der einleitend genannten Gattung ausgebildetes Werkzeug zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks zu schaffen, das eine Halteeinrichtung für ein Einlegeteil aufweist, welche bedienungsfreundlich ist und die Herstellung eines optisch anmutenden Formteils zulässt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist die Halteeinrichtung mithin aus mindestens einem Haltestift gebildet, der im Wesentlichen rechtwinklig zur Trennebene des Werkzeugs ausgerichtet ist, der in ein Loch des Einlegeteils eingreift und an dem das Einlegeteil verrastet.
Bei dem Werkzeug nach der Erfindung kann mithin das Einlegeteil so fixiert werden, dass keine seitlichen, einen Randbereich des Einlegeteils übergreifenden Fixiermittel erforderlich sind, welche wiederum zu entsprechenden Stufen an dem zu formenden Bauteil führen würden. Vielmehr greift der erfindungsgemäß ausgebildete Haltestift nach Art eines Dorns in das betreffende Einlegeteil ein, und zwar im Wesentlichen rechtwinklig zur Trennebene des aus Oberwerkzeug und Unterwerkzeug gebildeten Werkzeugs, mithin im Wesentlichen parallel zur Schließ- bzw. Öffnungsrichtung des Werkzeugs. Dies bedeutet auch, dass sich der bzw. die Haltestifte beim Entformen des Werkstücks aus dem Werkzeug durch Auseinanderfahren der von dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug gebildeten Werkzeughälften aus dem in dem Formhohlraum hergestellten Rahmen des Werkstücks lösen kann bzw. können.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Werkzeugs können also im Vergleich zum Stand der Technik optisch anmutende Oberflächen hergestellt werden, da die seitlich angreifenden als Federstifte ausgebildeten Halteeinrichtungen entfallen können und somit keine werkzeugbedingte Stufung an dem Rahmen ausgeformt wird. Durch den Entfall der Federstifte können auch Werkzeugkosten eingespart werden, da keine gefederte Lagerung von Haltestiften erforderlich ist. Da das Einlegeteil parallel zur Ausrichtung der Haltestifte ohne laterale Bewegungen durch einfaches Aufdrücken auf den Stift in dem Werkzeug nach der Erfindung fixiert werden kann, ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik auch zeitliche Einsparpotentiale bei der Bedienung des Werkzeugs.
Das Werkzeug nach der Erfindung kann grundsätzlich für beliebige plattenförmige Werkstücke eingesetzt werden, die zum Umschäumen und/oder Umspritzen mit einem Rahmen in das Werkzeug eingesetzt werden. Insbesondere können mittels des Werkzeugs nach der Erfindung plane oder gewölbte Glastafeln bearbeitet werden, die bei einem Kraftfahrzeug beispielsweise als Deckelelement eines Glasschiebedachs zum Einsatz kommen. In diesem Fall werden die Glastafeln in dem Werkzeug jeweils mit einem Kunststoffrahmen versehen, der beispielsweise aus einem Polyurethanschaum besteht und zur Verbindung des Einlegeteils mit der Glastafel dient, so dass eine Anbindung derselben an den Fahrzeugaufbau bzw. einen Schiebedachantrieb möglich ist.
Der Begriff "Glastafel" ist im vorliegenden Zusammenhang dahingehend zu verstehen, dass das bezeichnete plattenförmige Werkstück aus einem zumindest teilweise trans parenten Werkstoff, wie Glas oder einem transparenten Kunststoff, besteht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Werkzeugs nach der Erfindung ist der Haltestift stirnseitig mit mindestens einem axialen Schlitz versehen. Der Schlitz bewirkt, dass der Haltestift in seinem zur Fixierung des Einlegeteils dienenden stirnseitigen Abschnitt in radialer Richtung wirkend federnd ausgelegt werden kann und sich in dem betreffenden Loch des Einlegeteils verspannt. Der Stift arbeitet in diesem Fall mithin nach Art einer Spannzange.
Um das Einlegeteil in einfacher Weise ohne Verklemmen auf den Haltestift aufsetzen zu können, weist dieser vorzugsweise in seinem stirnseitigen Umfangsbereich eine Montagerampe auf. Insbesondere bei der geschlitzten Ausführungsform des Haltestiftes wird so gewährleistet, dass sich beim Aufsetzen des Einlegeteils auf den Haltestift im Klemmbereich eine Spannung aufbaut, die das Einlegeteil in Position hält.
Um eine besonders sichere Fixierung des Einlegeteils an dem Haltestift zu gewährleisten, hat dieser vorzugsweise eine Aufdickung, an der das Einlegeteil im fixierten Zustand anliegt. Der Haltestift hat also eine Nase bzw. eine Rastnase oder auch einen Ringbund, über den das Einlegeteil bei der Montage in dem Werkzeug geschoben wird. An der Aufdickung ist zweckmäßigerweise auch die Montagerampe ausgebildet.
Eine besonders verschleißfeste Ausführungsform des Haltestiftes ist aus Stahl, vorzugsweise einem Federstahl bzw. einem Energie aufnehmenden Werkstoff gefertigt, so dass der Stift gute Klemmeigenschaften hat.
Insbesondere wenn mehrere Stifte zur Halterung eines Einlegeteils vorgesehen sind, können die Haltestifte auch zur Positionierung des betreffenden Einlegeteils parallel zur Trennebene des Werkzeugs genutzt werden. Die Haltestifte geben dann also die genaue Positionierung des Einlegeteils in dem Werkzeug vor. Um eine Nachjustierung der Lage des Einlegeteils in dem Werkzeug vornehmen zu können, kann der Haltestift als Exzenterstift ausgebildet sein. Der Haltestift ist dann drehbar in dem Werkzeug fixiert und hat einen gegenüber der Drehachse des Stiftes exzentrisch angeordneten Rastbereich.
Grundsätzlich kann der Haltestift, der die Halteeinrichtung für das Einlegeteil bildet, beliebige Querschnitte aufweisen. Vorzugsweise hat der Haltestift aber einen runden Querschnitt. Denkbar ist aber auch ein rechteckiger Querschnitt.
Insbesondere wenn das zu umschäumende bzw. zu umspritzende Werkstück ein transparentes Deckelelement eines Fahrzeugsdachs bildet, ist das Einlegeteil in der Regel aus einem Stanzblech gebildet. Denkbar ist es aber auch, dass das Einlegeteil ein Kunststoff- bzw. Kohlefaserteil ist, das in den Rahmen eingeschäumt bzw. eingespritzt wird. Bei dem Herstellungsprozess für das Einlegeteil wird das mindestens eine Loch zur Fixierung des Einlegeteils in dem Werkzeug mittels des Haltestiftes mit ausgebildet. Das Loch ist insbesondere auch als Langloch ausgebildet, das eine nachträgliche Feinpositionierung des Einlegeteils in dem Werkzeug nach dem Aufsetzen auf den Haltestift entlang der Achse des Langlochs zulässt.
Das Einlegeteil kann grundsätzlich beliebige Formen bzw. Grundrisse haben. Beispielsweise kann in jedem Schen kel des herzustellenden Kunststoffrahmens ein streifenartiges, aus Blech gefertigtes Einlegeteil integriert werden, das jeweils an zwei erfindungsgemäß ausgebildeten Haltestiften fixiert ist. Denkbar ist es aber auch, ein rahmenartiges, aus Blech gefertigtes Einlegeteil vorzusehen, das sich über sämtliche Schenkel des Rahmens erstreckt. Im letzteren Fall sind beispielsweise drei Fixierstifte vorgesehen, die die Halteeinrichtung für das Einlegeteil bilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
1 einen schematischen Schnitt durch eine Schäumvorrichtung, die mit einem Werkzeug nach der Erfindung versehen ist;
2 eine Unteransicht eines Oberwerkzeugs der Vorrichtung nach 1;
3 einen Schnitt durch das Werkzeug entlang der Linie III-III in 2; und
4 ein Eingreifen eines Haltestiftes in ein Langloch eines Einlegeteils.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines aus einem Polyurethanschaum bestehenden Kunststoffrahmens 12 eines Deckelelementes 14 eines Kraftfahrzeugdachs dargestellt. Das Deckelelement 14 umfasst eine leicht gewölbte Glastafel 15, die entlang ihrem Rand in der Vorrichtung 10 mit dem Kunststoffrahmen 12 versehen wird. Der Kunststoffrahmen 12 dient zur Fixierung von aus einem Stahlblech gebildeten Einlegeteilen 16 an der Glastafel 15, die als Verstärkungselemente dienen und/oder zur Anbindung des Deckelelementes 14 an einen Schiebedachantrieb bzw. Hubschiebedachantrieb dienen.
Die Vorrichtung 10 umfasst ein Werkzeug 18, das ein Oberwerkzeug 20 und ein Unterwerkzeug 22 und mithin zwei Formhälften aufweist. Das Oberwerkzeug 20 ist mit einer oberen Trägereinheit 24 eines ansonsten nicht näher dargestellten Formenträgers verbunden. Das Unterwerkzeug ist mit einer unteren Trägereinheit 26 des Formenträgers verbunden.
Das Werkzeug 18 nimmt bei der Herstellung des Kunststoffrahmens 12 die Glastafel 15 auf und begrenzt einen Formhohlraum 28, in dem zur Ausbildung des Kunststoffrahmens 12 über einen nicht näher dargestellten Angussbereich ein Polyurethanwerkstoff eingebracht wird, der zur Ausbildung des Kunststoffrahmens 12 in dem Formhohlraum 28 ausschäumt.
Als Verstärkungselemente werden in dem Kunststoffrahmen 12 die Einlegeteile 16 eingeschäumt, die vor dem eigentlichen Schäumprozess bei voneinander beabstandetem Ober- und Unterwerkzeug 20 und 22 in dem Formhohlraum 28 positioniert werden.
Zur Fixierung der Einlegeteile 16 weist das Oberwerkzeug 20 jeweils zwei Fixier- bzw. Haltestifte 32 und 34 auf, die identisch ausgebildet sind und, wie den 3 und 4 zu entnehmen ist, jeweils in ein als Langloch ausgebildetes Loch 36 bzw. 37 des jeweiligen Einlegeteils 16 eingreifen. Die Langlöcher 36 und 37, die den Stiften 32 und 34 zugeordnet sind, sind rechtwinklig zueinander aus gerichtet. Die Haltestifte 32 und 34 sind jeweils im Wesentlichen rechtwinklig zur Trennebene zwischen dem Oberwerkzeug 20 und dem Unterwerkzeug 22, d. h. auch rechtwinklig zur Ebene des jeweiligen Einlegeteils 16 ausgerichtet.
Die Haltestifte 32 und 34 sind jeweils als Exzenterstift ausgebildet, der in dem Oberwerkzeug 20 drehbar gelagert ist und einen in das Oberwerkzeug eingreifenden Lagerabschnitt 38 und einen Fixier- bzw. Rastabschnitt 40 aufweist, an dem das Einlegeteil 16 gehaltert bzw. geklemmt ist. Der Fixierabschnitt 40 der aus einem Federstahl gefertigten Haltestifte 32 und 34 ist hierzu jeweils an seiner freien Stirnseite in gekreuzter Weise mit Schlitzen 42 und einem eine Aufdickung darstellenden Fixierbund 44 versehen, der wulstartig ausgebildet ist und an seiner dem Lagerabschnitt 38 des Haltestiftes 34 abgewandten Seite eine Montagerampe 46 hat, über die das betreffende Einlegeteil 16 gegen die radial nach außen gerichtete Federkraft der durch die Schlitze 42 gebildeten Laschen des Fixierabschnitts 40 auf den Haltestift 32 bzw. 34 geschoben werden kann.
Nach dem Aufsetzen des Einlegeteils 16 auf die Haltestifte 32 und 34 kann eine Feinjustierung des Einlegeteils 16 dadurch vorgenommen werden, dass die Haltestifte 32 und 34 zum Einen jeweils über ihren Lagerabschnitt 38 gedreht und zum Anderen in dem jeweils zugeordneten Langloch 36 bzw. 37 verschoben werden können.
Nach der Positionierung der Einlegeteile 16 werden das Oberwerkzeug 20 und das Unterwerkzeug 22 aneinander gefahren und wird über den nicht dargestellten Angussbereich der Polyurethanwerkstoff in den Formhohlraum 28 zur Ausbildung des Kunststoffrahmens 12 eingebracht.

10: Werkzeug
12: Kunststoffrahmen
14: Deckelelement
15: Glastafel
16: Einlegeteil
18: Werkzeug
20: Oberwerkzeug
22: Unterwerkzeug
24: obere Trägereinheit
26: untere Trägereinheit
28: Formhohlraum
32: Haltestift
34: Haltestift
36: Loch
37: Loch
38: Lagerabschnitt
40: Fixierabschnitt
42: Schlitze
44: Fixierbund
46: Montagerampe

Claims

Werkzeug zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks (14), insbesondere eines transparenten Deckelelementes eines Fahrzeugdachs, umfassend ein Oberwerkzeug (20) und ein Unterwerkzeug (22), das zusammen mit dem Oberwerkzeug (20) einen Formhohlraum (28) zur Ausbildung eines Rahmens (12) im Bereich eines Randes des Werkstücks (14) bildet, sowie eine Halteeinrichtung (32, 34) für ein Einlegeteil (16) des Rahmens (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung aus mindestens einem Haltestift (32, 34) gebildet ist, der im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene des Einlegeteils (16) ausgerichtet ist, der in ein Loch (36) des Einlegeteils (16) eingreift und an dem das Einlegeteil (16) verrastet.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (32, 34) stirnseitig mit mindestens einem axialen Schlitz (42) versehen ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (32, 34) in seinem stirnseitigen Umfangsbereich mit einer Montagerampe (46) versehen ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (32, 34) eine Aufdickung (44) hat, an der das Einlegeteil (16) im fixierten Zustand anliegt.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (32, 34) aus Stahl, vorzugsweise aus einem Federstahl besteht.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (32, 34) ein Exzenterstift ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (16) aus einem Stanzblech gebildet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (36) des Einlegeteils (16), in welches der Haltestift (32, 34) eingreift, als Langloch ausgebildet ist.