DE102007004800B4

DE102007004800B4 - Werkzeug und ein Verfahren unter Verwendung dieses Werkzeugs zum Herstellen eines teilfolierten Bauteils

Info

Publication number: DE102007004800B4
Application number: DE200710004800
Authority: DE
Inventors: Joachim Flaig; Axel Lachenmaier
Original assignee: Magna Exteriors Germany GmbH
Current assignee: Magna Exteriors Germany GmbH
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: DE102007004800A1

Abstract

Werkzeug zum Herstellen eines teilfolierten Bauteils, mit mindestens zwei Formplatten (52, 54) zum Formen eines Bauteils (10, 30) und einem Schieber (56) zum Fixieren einer zwischen die Formplatten (52, 54) eingelegten Folie (16, 36, 60), der relativ zu mindestens einer der Formplatten (52, 54) zu bewegen ist, wobei das Werkzeug derart ausgestaltet ist, dass die Folie (16, 36, 60) während eines Hinterfüllens zumindest in einem Randbereich fixiert wird und ein form- und kraftschlüssiges Abdichten der Folie erreicht wird, und wobei der Schieber (56) als Negativform ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren unter Verwendung dieses Werkzeugs zum Herstellen eines teilfolierten Bauteils.
Hintergrund der Erfindung
In Kraftfahrzeugen eingesetzte Komponenten bzw. Bauteile werden vermehrt aus Kunststoff und nicht mehr, wie zuvor, aus Stahlblech oder Aluminium gefertigt. So werden immer häufiger Kotflügel, Türen, Motorhauben, Dächer und Heckklappen aus Kunststoff hergestellt, wobei diese Kunststoffbauteile vorgegebene mechanische Anforderungen erfüllen müssen.
Die Oberflächen dieser Bauteile müssen von den Kunden erwartete Eigenschaften hinsichtlich der äußeren Erscheinungsform und auch hinsichtlich der Schlag- und Witterungsbeständigkeit haben, die bspw. mit aufwendigen Lackierverfahren erfüllt werden. Um diese zeit- und kostenaufwendigen Verfahren zu vermeiden, werden Folien eingesetzt, die nach Hinterformen die Oberfläche des gefertigten Bauteils bilden. In der Regel werden diese Folien zunächst in einem Thermowerkzeug geformt und anschließend nach Abkühlen mit Hinterformmaterialien, typischerweise mit duroplastischen oder thermoplastischen Materialien, hinterformt.
Bei der Fertigung teilfolierter Bauteile, d. h. Bauteile, deren Oberfläche nur abschnittsweise bzw. teilweise durch eine Folie gebildet sind, erweist sich diese Vorgehensweise als problematisch, was dazu führt, dass solche Bauteile oftmals durch Zusammenfügen eines folierten und eines nicht folierten Bauteils hergestellt werden, was die Herstellung sehr aufwendig gestaltet. Daher wird derzeit weitgehend auf den Einsatz teilfolierter Bauteile verzichtet.
Aus der DE 10 2005 052 529 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Felds durch Spritzgießen bekannt. Das beschriebene Verfahren ist dazu geeignet, ein teilweise abgedecktes Feld herzustellen.
Die GB 2 209 302 A beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines folierten Bauteils, bei dem eine Folie in ein Werkzeug eingelegt wird und anschließend das Werkstück durch Hinterfüllen gefertigt wird. Das Werkzeug umfasst hierzu eine untere Form und eine obere Form. Während des Hinterfüllens ist eine Folie, die in einem Hohlraum der unteren Form eingebracht ist, mittels einer Anzahl Bolzen punktuell fixiert. Diese Fixierung bleibt auch nach dem Hinterfüllen bestehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Herstellen eines teilfolierten Bauteils sieht vor, dass eine Folie in das Werkzeug eingelegt wird, die Folie zumindest abschnittsweise mit einem Schieber fixiert und anschließend das Bauteil durch Hinterformen gebildet bzw. gefertigt wird.
Da mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug nicht nur der Bereich hinter bzw. auf der eingelegten Folie hinterformt wird, sondern auch ein Hinterformen in dem Bereich bzw. den Bereichen neben der Folie erfolgt, wird ein Bauteil gebildet, dessen Oberfläche nur teilweise durch die Folie gebildet ist, wobei die durch das Hinterformen gebildete Formmasse bzw. der Körper des Bauteils einstückig sein kann, da diese in einem Hinterformvorgang bzw. -prozess gebildet wurde.
Durch Fixieren bzw. Festklemmen der Folie durch den Schieber ist gewährleistet, dass die Folie während des Hinterformens nicht verrutscht, so dass ein Bauteil mit einer genau definierten Oberfläche gefertigt werden kann.
In Ausgestaltung wird die Folie in mindestens einem Randbereich mit dem Schieber fixiert, wobei dieser Randbereich üblicherweise den Übergang zwischen foliertem Bereich und nicht foliertem Bereich des Bauteils definiert.
Das teilfolierte Bauteil kann durch Hinterspritzen oder Hinterschäumen oder auch durch Hinterfüllen gebildet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung dieses Werkzeugs ermöglicht, zumindest in den bevorzugten Ausführungsformen, ein definiert form- und kraftschlüssiges Abdichten einer Folie zu einem angrenzenden Bereich bzw. Raum beim Hinterformen. Dadurch ist ein genau definiertes Abgrenzen von folierten und nicht folierten Bereichen eines Bauteils, das einstückig sein kann, möglich. Beim Hinterformen bzw. Hinterfüllen des Bauteils erlaubt das Verfahren ein positionsgenaues und definiertes Unterscheidungsmerkmal zwischen einem folierten und einem nicht folierten Bereich innerhalb eines oder mehrerer Bauteile bzw. Werkzeugkavitäten.
Da nunmehr teilfolierte Bauteile einfach hergestellt werden können, ist ein reduzierter Folienverbrauch möglich, wobei eine klare Abgrenzung und ein definiertes Abdichten von Folienbereichen, d. h. von folierten Bereichen, gegeben ist.
Das erfindungsgemäße Werkzeug weist zumindest zwei Formplatten zum Formen eines Bauteils und einen Schieber auf, der zum Fixieren einer zwischen die Formplatten eingelegten Folie vorgesehen ist. Dieser Schieber ist relativ zu mindestens einer der Formplatten zu bewegen bzw. bewegbar.
In Ausgestaltung ist der Schieber im wesentlichen senkrecht zu der mindestens einen Formplatte zu bewegen.
Das dadurch hergestellte Bauteil ist aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, wobei die Oberfläche dieses Bauteil als teilfoliertes Bauteil nur zum Teil bzw. abschnittsweise durch eine Folie gebildet ist. Dabei kann das Bauteil abgesehen von der Folie, die einen Teil der Oberfläche darstellt, regelmäßig einstückig ausgebildet sein.
Der Körper bzw. die Formmasse des Bauteils, d. h. das Bauteil bis auf die die Oberfläche des Bauteils abschnittsweise bildende Folie, kann durch Hinterspritzen, Hinterschäumen oder Hinterfüllen, typischerweise einstückig, gebildet sein.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
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 Ausführungsform des Bauteils.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bauteils.
3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Detaillierte Beschreibung
In 1 ist eine Ausführungsform des Bauteils, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen, schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Bauteil 10 wird durch ein zuvor beschriebenes Verfahren gefertigt und ist zum Einsatz als Komponente in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Es sind durchaus aber auch andere Einsatzgebiete denkbar.
Das Bauteil 10 umfasst einen Körper 12, der aus einem Kunststoffmaterial durch Hinterformen gebildet ist. Zu erkennen ist, dass in einem Bereich 14 des Bauteils eine Folie 16 aufgebracht ist. Diese Folie 16 bildet in dem Bereich 14 die Oberfläche des Bauteils 10. In einem anderen Bereich 18 des Bauteils 10 ist die Oberfläche dessen durch die Oberfläche des Körpers 12 gebildet.
Zu beachten ist, dass durch die besondere Art der Fertigung die Folie 16 mit einem Ende 20 von dem Körper 12 absteht. Dieses Ende 20 kann bei Bedarf abgeschnitten werden. Durch die besondere Weise der Anbringung der Folie 16 weist das Bauteil 10 im Bereich des Übergangs zwischen foliertem Bereich 14 und nicht foliertem Bereich 18 in seiner Oberfläche eine Stufe 22 auf.
In 2 ist ebenfalls in einer schematischen Seitenansicht eine weitere Ausführungsform des Bauteils 30 dargestellt. Dieses weist wiederum einen Körper 32 mit einem folierten Bereich 34 mit einer Folie 36 und einem nicht folierten Bereich 38 auf.
Durch die besondere Art der Fertigung des Bauteils 30 ist in dem Bereich 40 des Übergangs zwischen dem folierten Bereich 34 und dem nicht folierten Bereich 38 ein stufenloser Übergang gegeben. Dabei bildet die Folie 36 in dem folierten Bereich 34 des Bauteils 30 dessen Oberfläche. In dem nicht folierten Bereich 38 ist die Oberfläche des Bauteils 30 durch die Oberfläche des Körpers 32 gebildet.
In 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs, insgesamt mit der Bezugsziffer 50 versehen, in einer stark vereinfachten Darstellung wiedergegeben. Dieses Werkzeug 50 dient insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die auf diese Weise hergestellten Bauteile werden bevorzugt in Kraftfahrzeugen eingesetzt.
Das Werkzeug 50 weist eine erste Formplatte 52 und eine zweite Formplatte 54 auf. Die Darstellung zeigt das Werkzeug 50 in geschlossener Position, d. h. die Formplatten 52 und 54 sind zum Formen eines Bauteils nach dem Hinterfüllvorgang zusammengeführt.
Zusätzlich ist ein Schieber 56 zu erkennen, der in Richtung eines Doppelpfeils 58 im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Formplatte 52 zu bewegen ist, wobei diese Bewegung in geöffnetem Zustand des Werkzeugs 50 erfolgt.
Bei der Fertigung eines Bauteils wird zunächst eine Folie 60 auf die erste Formplatte 52 und damit zwischen die beiden Formplatten 52 und 54 in geöffnetem Zustand des Werkzeugs 50 und bei geöffnetem Schieber 56 gelegt. Anschließend wird diese Folie 60 durch Heranfahren des Schieber 56 an die erste Formplatte 52 an dieser festgeklemmt bzw. fixiert. Dabei ist zu erkennen, dass ein Ende 62 abgeklappt ist, wobei dieses Ende 62 auch durch den Schieber 56 festgeklemmt ist.
Nach dem Festklemmen der Folie 60 mit dem Schieber 56 erfolgt der Hinterformvorgang mit abschließendem Schließen des Werkzeugs 50, so dass zwischen den beiden Formplatten 52 und 54 ein Bauteil gebildet wird. Dieses Bauteil ist teilfoliert, d. h. die Oberfläche des Bauteils ist teilweise durch die Folie 60 gebildet.
Es ist weiterhin zu beachten, dass der Schieber 56 bei dieser Ausführungsform als eine Art Negativform, die ebenfalls zur Formgebung des Bauteils beitragen kann. Die obere Oberfläche 64 des Schiebers bestimmt dabei die Ausgestaltung des Bauteils in diesem Bereich neben der Folie 60 und damit neben dem folierten Bereich.

Claims

Werkzeug zum Herstellen eines teilfolierten Bauteils, mit mindestens zwei Formplatten (52, 54) zum Formen eines Bauteils (10, 30) und einem Schieber (56) zum Fixieren einer zwischen die Formplatten (52, 54) eingelegten Folie (16, 36, 60), der relativ zu mindestens einer der Formplatten (52, 54) zu bewegen ist, wobei das Werkzeug derart ausgestaltet ist, dass die Folie (16, 36, 60) während eines Hinterfüllens zumindest in einem Randbereich fixiert wird und ein form- und kraftschlüssiges Abdichten der Folie erreicht wird, und wobei der Schieber (56) als Negativform ausgebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem der Schieber (56) im Wesentlichen senkrecht zu der mindestens einen Formplatte (52, 54) zu bewegen ist.
Verfahren zum Herstellen eines teilfolierten Bauteils (10, 30) unter Verwendung eines Werkzeugs nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Folie (16, 36, 60) in das Werkzeug (50) eingelegt wird, die Folie (16, 36, 60) zumindest abschnittsweise mit einem Schieber (56) fixiert und anschließend das Bauteil (10, 30) durch Hinterfüllen gefertigt wird, wobei die Folie (16, 36, 60) während des Hinterfüllens zumindest in einem Randbereich fixiert wird und ein form- und kraftschlüssiges Abdichten der Folie erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Bauteil (10, 30) durch Hinterspritzen gefertigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Bauteil (10, 30) durch Hinterschäumen gefertigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Bauteil (10, 30) durch Hinterpressen gefertigt wird.