DE102007004727B4

DE102007004727B4 - Verfahren, Werkzeug und Werkzeugvorrichtung zum Thermoformen einer Folie

Info

Publication number: DE102007004727B4
Application number: DE102007004727.6A
Authority: DE
Inventors: Joachim Flaig; Michael König
Original assignee: Magna Exteriors Germany GmbH
Current assignee: Magna Exteriors Germany GmbH
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: DE102007004727A1

Abstract

Verfahren zum Thermoformen einer Folie (12), bei dem ein Werkzeug (10) mit mindestens zwei Werkzeugteilen (14, 16) eingesetzt wird, wobei das Werkzeug (10) einen als Kopfschieber ausgebildeten ersten Werkzeugteil (14) und einen als Schieber ausgebildeten zweiten Werkzeugteil (16) aufweist, an deren Stoß sich eine Trennungslinie (18) bildet, wobei die Werkzeugteile (14) und (16) eine Relativbewegung zueinander ausführen und somit in verschiedene Bewegungsrichtungen von der Folie (12) über die Fläche abgehoben werden, um diese zu entformen, und wobei zum Entformen der Folie (12) nach dem Thermoformen vorgesehen ist, dass der erste Werkzeugteil (14) bewegt wird und die Folie (12) so im Bereich des zweiten Werkzeugteils (16), der als unter einer anderen Bewegungsrichtung wie Werkzeugteil (14) als laufender Schieber ausgebildet ist, abhebt, wobei über eine Schräge (22), die eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Werkzeugteil (14) und dem zweiten Werkzeugteil (16) darstellt, der zweite Werkzeugteil (16) sich bewegt und sich dabei von der Folie (12) löst bzw. sich von dieser im Bereich (26) eines Hinterschnitts abhebt,und wobei nachdem der zweite Werkzeugteil (16) sich ausreichend weit aus dem hinterschnittenen Bereich (26) bewegt hat, dieser entnommen und die Folie (12) von dem ersten Werkzeugteil (14) abgehoben werden kann,wobei das mit dem Werkzeug (10) verwirklichte Kopf-Schieber-Konzept die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen der einzelnen Werkzeugteile (14) und (16) ermöglicht, durch eine Bewegung des ersten Werkzeugteils (14) in Richtung der Hauptbewegungsrichtung, wobei diese Hauptbewegung über die Schräge (22) an der Kontaktfläche zwischen dem ersten Werkzeugteil (14) und dem zweiten Werkzeugteil (16) ein Abheben des zweiten Werkzeugteils (16) von der Folie (12) im hinterschnittenen Bereich (26) verursacht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Thermoformen einer Folie. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens und eine Werkzeugvorrichtung mit einem solchen Werkzeug.
Hintergrund der Erfindung
Bei Kraftfahrzeugen kommen immer häufiger Bauteile aus Kunststoff zum Einsatz, die einfach zu formen sind und dennoch eine ausreichende Stabilität aufweisen. Zur Gestaltung der Oberfläche dieser Bauteile können diese lackiert werden. Als alternative Vorgehensweise ist es bekannt, Kunststoffolien zu formen, bspw. in einem Thermoformverfahren, und diese anschließend zu hinterformen, bspw. zu hinterspritzen oder zu hinterfüllen.
Verfahren zum Thermoformen von Folien, die für ein Bauteil bzw. eine Komponente eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, sind weithin bekannt. Diese Folien kommen insbesondere als Lackersatz und zur Oberflächengestaltung bei Bauteilen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Hierbei sind insbesondere hohe Anforderungen an die Güte der Oberfläche gestellt. So ist bei vielen Bauteilen eine sogenannte Class A Oberfläche vorgeschrieben.
Aus der DE 33 03 913 A1 ist bekannt, dass ein mehrteiliges Werkzeug für die Herstellung von Hinterschneidungen verwendet wird, wobei eine horizontale Verschiebung des Werkzeugs die Hinterschneidung freigibt. Die Folie wird durch ein Abtauchen des Werkzeugs entnommen.
EP 0 186 016 A2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines laminierten Körpers mit gebogenem Teil mit einem geteilten Rahmen.
JP H06- 315 977 A zeigt ein Verfahren zum Lösen eines Formkörpers, ohne ein hinterschnittenes Teil zu verformen. Dazu werden Entformschrägen eingesetzt.
Besonders bei der Formung von Hinterschnitten bei komplexen Bauteilen erweist sich der Entformungsvorgang als problematisch, da vermieden werden soll, dass durch unterschiedliche Werkzeugteile bewirkte Trennungsbereiche bzw. sichtbare Trennungslinien in der Folie im Sichtbereich liegen.
Zusammenfassung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Thermoformen eine Folie, insbesondere einer Folie für eine Oberfläche eines Kraftfahrzeugbauteils, sieht vor, dass mindestens zwei Werkzeugteile eingesetzt werden. Dabei werden zum Entformen der Folie nach dem Thermoformen die Werkzeugteile in verschiedenen Bewegungsrichtungen von der Folie abgehoben, so dass eine Relativbewegung zwischen den Werkzeugteilen gegeben ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bspw. bei der Fertigung von Motorhauben und Klappen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen, und insbesondere bei Bauteilen, an deren Oberflächengüte hohe Anforderungen gestellt sind.
In Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Werkzeugteile in einer vorgegebenen zeitlichen Reihenfolge von der Folie zum Entformen abgehoben werden.
Das Verfahren ist derart ausgebildet, dass die Werkzeugteile derart zueinander angeordnet sind, dass zum Entformen Bewegungsrichtungen der Werkzeugteile auf eine Hauptbewegungsrichtung kombiniert werden. Somit können eine oder mehrere Bewegungsrichtungen von Werkzeugteilen bzw. Schiebern zum Entformen von Hinterschnittgeometrien auf mindestens eine Bewegungsrichtung eines Entformschieberkonzepts kombiniert werden.
Dies führt u.a. zu einer erheblichen Vereinfachung des Schieberkonzepts und damit des eingesetzten Werkzeugs und ermöglicht eine Zusammenlegung von verschiedenen Bewegungsrichtungen von Werkzeugteilen bzw. Schiebern auf eine gemeinsame angetriebene Entformungsbewegung.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Hinterschnitte vorgesehen. Das vorgesehene Kopf-Schieber-Konzept ermöglicht eine Verblockung und dadurch eine „zwanghafte“ Vermeidung von Trennungsversätzen.
Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Thermoformen einer Folie dient zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Dieses umfasst mindestens zwei Werkzeugteile, die derart ausgestaltet sind, dass diese in verschiedenen Bewegungsrichtungen von der Folie abgehoben werden können.
Zur Durchführung der Entformungsbewegung ist der Einsatz einer kraftbetätigten Komponente vorgesehen.
Die Werkzeugteile sind derart zueinander angeordnet, dass zum Entformen Bewegungsrichtungen der Werkzeugteile auf eine Hauptbewegungsrichtung kombiniert sind. Somit können durch Einsatz des Kopf-Schieber-Prinzips an hinterschnittigen Thermoformwerkzeugen eine oder mehrere Bewegungsrichtungen von Werkzeugteilen auf eine Bewegungsrichtung kombiniert werden. Beim Entformen von Folien können daher verschiedene Entformachsen von Hinterschnitten auf die Bewegungsrichtung einer Antriebsachse reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung weist eine Einrichtung zum Thermoformen einer Folie und ein Werkzeug der vorstehend beschriebenen Art auf. In Ausgestaltung ist eine Einrichtung zum Hinterformen der geformten Folie, bspw. durch Hinterspritzen, Hinterfüllen oder Hinterschäumen, vorgesehen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Figurenliste
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs.

Detaillierte Beschreibung
Die in 1 in schematischer Darstellung wiedergegebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen. Dieses Werkzeug 10 kommt in einer (nicht dargestellten) Werkzeugvorrichtung zum Thermoformen einer Folie 12 zum Einsatz und dient zum Entformen der Folie 12 mit Hinterschnitten nach erfolgtem Thermoformen.
Das Werkzeug 10 weist in der gezeigten Ausgestaltung ein als Kopfschieber ausgebildetes erstes Werkzeugteil 14 und ein als Schieber ausgebildetes zweites Werkzeugteil 16 auf, an deren Stoß sich eine Trennungslinie 18 bildet. Dabei können die Werkzeugteile 14 und 16 eine Relativbewegung zueinander ausführen und somit in verschiedene Bewegungsrichtungen von der Folie 12 über die Fläche abgehoben werden, um diese zu entformen. Es ist weiterhin ein Sockel 30 vorgesehen, an dem eine Verblockung 32 angeformt ist, die für eine Verblockungswirkung zwischen den beiden Werkzeugteilen 14 und 16 und somit zu einer zwanghaften Verminderung von Trennungslinien (Abzeichnungen an der Folie) führt.
Zum Entformen der Folie 12 nach dem Thermoformen ist nunmehr vorgesehen, dass das erste Werkzeugteil 14, bspw. mit einem Hydraulikzylinder, in Richtung eines Pfeils 20 bewegt wird und die Folie 12 so im Bereich des zweiten Werkzeugteils 16, das als unter einer anderen Bewegungsrichtung wie Werkzeugteil 14 als laufender Schieber ausgebildet ist, abhebt. Über eine Schräge 22, die eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Werkzeugteil 14 und dem zweiten Werkzeugteil 16 darstellt, bewegt sich das zweite Werkzeugteil 16 in Richtung eines Pfeils 24 und löst sich dabei von der Folie 12 bzw. hebt von dieser im Bereich 26 eines Hinterschnitts ab. Diese Bewegung des zweiten Werkzeugteils erfolgt trotz des hinterschnittenen Bereichs 26 der Folie 12.
Nachdem das zweite Werkzeugteil 16 sich ausreichend weit aus dem hinterschnittenen Bereich 26 bewegt hat, kann dieser entnommen werden und die Folie 12 von dem ersten Werkzeugteil 14 abgehoben werden. Hierzu kann es vorgesehen sein, die geformte Folie 12 abschließend zu hinterformen. Im weiteren wird durch diese Ausführung der Schieber sowie eine gewollt angeordnete Schieberbewegungsrichtung als auch durch die Ausgestaltung der Werkzeugteile 14 und 16 sowie der Verblockung 32 während des Formvorgangs eine blockierende Stellung erreicht und somit eine ungewollte Trennungslinienbildung derer auf der Folienseite weitestgehend vermieden.
Das mit dem dargestellten Werkzeug 10 verwirklichte Kopf-Schieber-Konzept ermöglicht die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen der einzelnen Werkzeugteile 14 und 16, verdeutlicht durch die Pfeile 20 und 24, durch eine Bewegung des ersten Werkzeugteils 14 in Richtung des Pfeils 20, nämlich der Hauptbewegungsrichtung. Diese Hauptbewegung verursacht über die Schräge 22 an der Kontaktfläche zwischen dem ersten Werkzeugteil 14 und dem zweiten Werkzeugteil 16 ein Abheben des zweiten Werkzeugteils 16 von der Folie 12 im hinterschnittenen Bereich 26.
Die Darstellung verdeutlicht, dass mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug 10 komplexe, hinterschnittene Bauteile hergestellt werden können, wobei der Aufwand aufgrund der Kombination unterschiedlicher Bewegungsrichtungen auf eine Hauptbewegungsrichtung und dem dadurch bedingten einfachen Aufwand, bspw. durch die reduzierte Anzahl benötigter Hydraulikzylinder, stark reduziert ist. Somit können komplexe Bauteile kostengünstig hergestellt werden.

Claims

Verfahren zum Thermoformen einer Folie (12), bei dem ein Werkzeug (10) mit mindestens zwei Werkzeugteilen (14, 16) eingesetzt wird, wobei das Werkzeug (10) einen als Kopfschieber ausgebildeten ersten Werkzeugteil (14) und einen als Schieber ausgebildeten zweiten Werkzeugteil (16) aufweist, an deren Stoß sich eine Trennungslinie (18) bildet, wobei die Werkzeugteile (14) und (16) eine Relativbewegung zueinander ausführen und somit in verschiedene Bewegungsrichtungen von der Folie (12) über die Fläche abgehoben werden, um diese zu entformen, und wobei zum Entformen der Folie (12) nach dem Thermoformen vorgesehen ist, dass der erste Werkzeugteil (14) bewegt wird und die Folie (12) so im Bereich des zweiten Werkzeugteils (16), der als unter einer anderen Bewegungsrichtung wie Werkzeugteil (14) als laufender Schieber ausgebildet ist, abhebt, wobei über eine Schräge (22), die eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Werkzeugteil (14) und dem zweiten Werkzeugteil (16) darstellt, der zweite Werkzeugteil (16) sich bewegt und sich dabei von der Folie (12) löst bzw. sich von dieser im Bereich (26) eines Hinterschnitts abhebt, und wobei nachdem der zweite Werkzeugteil (16) sich ausreichend weit aus dem hinterschnittenen Bereich (26) bewegt hat, dieser entnommen und die Folie (12) von dem ersten Werkzeugteil (14) abgehoben werden kann, wobei das mit dem Werkzeug (10) verwirklichte Kopf-Schieber-Konzept die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen der einzelnen Werkzeugteile (14) und (16) ermöglicht, durch eine Bewegung des ersten Werkzeugteils (14) in Richtung der Hauptbewegungsrichtung, wobei diese Hauptbewegung über die Schräge (22) an der Kontaktfläche zwischen dem ersten Werkzeugteil (14) und dem zweiten Werkzeugteil (16) ein Abheben des zweiten Werkzeugteils (16) von der Folie (12) im hinterschnittenen Bereich (26) verursacht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Werkzeugteile (14, 16) in einer vorgegebenen zeitlichen Reihenfolge von der Folie (12) abgehoben werden.
Werkzeug (10) zum Thermoformen einer Folie (12) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens eine kraftbetätigte Komponente zur Durchführung einer Entformungsbewegung vorgesehen ist.
Werkzeugvorrichtung mit einer Einrichtung zum Thermoformen einer Folie (12) und einem Werkzeug (10) nach Anspruch 3 zum Entformen der Folie (12) nach dem Thermoformen.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 4, bei der zusätzlich eine Einrichtung zum Hinterformen der Folie (12) vorgesehen ist.