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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaschieren eines mehrlagigen
Kunststoffbauteils und insbesondere eines Formteils aus Kunststoff
mit räumlichen Oberflächenkonturen insbesondere
für Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen unter Verwendung
einer Träger-Schicht und einer Dekorschicht sowie eine
Vorrichtung zum Kaschieren eines mehrlagigen Kunststoffbauteils.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung
eines mehrlagigen Kunststoffbauteils, bei der ein ABS- oder ein
PP-Träger mit einer Dekorschicht kaschiert wird.
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Aus
der
DE 40 07 829 A1 ist
ein Verfahren zum Herstellen einer Verkleidungsplatte bekannt, u. a.
aufweisend: ein gleichzeitiges Heisspressen, Zurichten und Durchstoßen
eines harzimprägnierten Substrates zur Herstellung eines
geformten Substrats; Auflegen eines äußeren Überzugsschichtteils auf
eine Fläche des geformten Substrats unter Zwischenlage
einer Schmelzklebstoffplatte dazwischen; Pressen des äußeren Überzugsschichtteiles
gegen das geformte Substrat im noch heißen Zustand des geformten
Substrats, um eine mit einer Überzugsschicht bedeckte,
unfertige Verkleidungsplatte zu erzeugen; wobei umzubugende Randabschnitte
des Überzugsschicht-Teils an den Umfangsrückabschnitten
des Filzes mit Hilfe einer Haftverbindung befestigt wird.
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Die
DE 43 03 459 A1 offenbart
eine Vorrichtung zum Kaschieren der Vorderseite eines Formteils mit
einem Flächenmaterial und zum Umbugen der über
das Formteil hinausstehenden Ränder des Flächenmaterials
auf die Rückseite des Formteils unter Verwendung von Stempeln,
durch die die überstehenden Ränder des Flächenmaterials
auf die Rückseite des Formteils umgebugt und dort fixiert
werden.
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Die
DE 197 50 285 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Kaschieren eine Trägers sowie eine Vorrichtung
zum Ausführen des Verfahrens. Dabei wird eine Trägerschicht-Deckschicht-Randzone,
die den Umbug bildet, durch thermoplastisches Verschweißen miteinander
verbunden.
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Aufgabe
der Erfindung ist, ein Verfahren zur Kaschierung eines mehrlagigen
Kunststoffbauteils sowie eine Herstellungsvorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens zu schaffen, mit dem der Herstellungsaufwand gering ist
und eine effiziente Möglichkeit bereit gestellt wird, kleine
Ecken mit dicker Folie umzubugen.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den
auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist
ein Verfahren zum Kaschieren eines Formteils aus Kunststoff mit
räumlichen Oberflächenkonturen insbesondere für
Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen unter Verwendung einer Trägerschicht
und einer Dekorschicht vorgesehen, die als Anordnung in einem Werkzeug
liegen, wobei die Dekorschicht mit ihrer Sichtseite auf einem Werkzeugteil
des Werkzeugs aufliegt und die Trägerschicht mit einer
ersten Seite auf der Rückseite der Dekorschicht aufliegt,
wobei sich ein als Umbugbereich vorgesehener Randbereich der Dekorschicht
mit einem freiliegenden Rückseitenbereich über
den diesem naheliegenden entsprechenden Rand der Trägerschicht
hinaus erstreckt, mit den Schritten:
- – Beheizen
eines Heizwerkzeugs und Anlegen des beheizten Heizwerkzeugs an den
freiliegenden Rückseitenbereich des Umbugbereichs der Dekorschicht
und Aufschmelzen eines Teils der Dekorschicht entlang des freiliegenden
Rückseitenbereichs mittels des Heizwerkzeugs,
- – Umlegen des Umbugbereichs um den naheliegenden Rand
der Trägerschicht und Auflegen des Umbugbereichs mit seinem
aufgeschmolzenen Rückseitenbereich auf die zur ersten Seite
entgegengesetzt gelegenen zweiten Seite der Trägerschicht
und Aufpressen des Umbugbereichs auf die Trägerschicht,
- – Entnahme der Anordnung aus Trägerschicht und
Dekorschicht mit dem auf die zweite Seite der Trägerschicht
aufgelegten Umbugbereich der Dekorschicht aus dem Werkzeug.
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Das
Umlegen des Umbugbereichs um den naheliegenden Rand der Trägerschicht
mittels eines Schiebers erfolgen. Weiterhin kann der Schieber zum Umlegen
des Umbugbereichs um den naheliegenden Rand der Trägerschicht
von dem Inneren des Werkzeugs gesehen von außen entlang
der der Dekorschicht zugewandten Werkzeugkontur des ersten Werkzeugsteils
auf den Umbugbereich der Dekorschicht zu bewegt wird.
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Die
Werkzeugkontur des ersten Werkzeugs kann derart gestaltet sein und
der Schieber kann eine Oberfläche derart aufweisen, dass
der Schieber zum Umlegen des Umbugbereichs derart bewegt wird, dass
der Umbugbereich um den dem Schieber nahe gelegenen Rand der Trägerschicht
klappt. Dabei kann das Umlegen des erwärmten Umbugbereichs mittels
eines von einer Seite des Werkzeugs an den Rand des Umbugbereichs
heranfahrenden Schiebers erfolgen, der derart bewegt wird, dass
nach der Berührung des Schiebers mit dem als Umbugbereich vorgesehenen
Randbereich dieser durch Weiterbewegen des Schiebers auf die Rückseite
der Trägerschicht umgelegt wird.
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Der
Schieber kann dabei in einer Ausgangslage vor der Umbugbildung derart
auf dem Außenbereich des ersten Werkzeugs liegen, dass
dessen Spitze zum Inneren des ersten Werkzeugteils gerichtet ist,
dass der Schieber entlang der Oberseite des ersten Werkzeugteils
bewegt wird, so dass bei dieser Bewegung der Randbereich von der
schräg verlaufenden Kontur aufgenommen und von dem ersten Werkzeugteil
abgehoben wird, und dass der Schieber derart weiter bewegt wird,
dass der Randbereich auf die Rückseite der Trägerschicht
umgelegt wird. auf der die ein Umlegen eines überstehenden
Umbugbereichs der Dekorschicht über den Rand der Trägerschicht
erfolgen kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Schieber
nach dem Umlegen des Randbereichs auf die Rückseite der
Trägerschicht derart weiter bewegt wird, dass dessen Rückseite
den auf der Rückseite der Trägerschicht liegende
Randbereich der Dekorschicht auf die Trägerschicht gepresst
wird.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt kann vorgesehen sein, dass der
Schieber mit seiner Unterseite auf die auf der Sichtseite der Dekorschicht
gelegenen Seite des Randbereichs gedrückt wird, um den
Randbereich auf die Rückseite der Trägerschicht zu
drücken.
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Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch vorgesehen
sein, dass vor dem Umlegen des erwärmten Umbugbereichs
die Anordnung aus der Trägerschicht und der Dekorschicht
zwischen zwei Werkzeugteilen eines Werkzeugs gelegen sind und ein
Fixieren der Anordnung aus der Trägerschicht und der Dekorschicht
durch Zusammenpressen der beiden Werkzeugteile erfolgt.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass während des Aufschmelzens des
Umbugbereichs an der freiliegenden Oberfläche der Schaumschicht
der Dekorschicht mit dem beheizten Werkzeugteil sich die Werkzeugteile
in einem die Anordnung aus der Trägerschicht und der Dekorschicht
zusammen pressenden Zustand befinden.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass vor dem Umlegen des erwärmten
Umbugbereichs der sich über den Rand der Trägerschicht
hinaus erstreckende Umbugbereich durch Beschnitt der Dekorschicht
mittels einer Schneid-Vorrichtung entsteht. Dabei kann das Beschneiden
der Dekorschicht mittels der Schneid-Vorrichtung gleichzeitig mit
dem Erwärmen des Umbugbereichs erfolgen.
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Das
Beheizen des Umbugbereichs kann insbesondere durch Widerstandsheizen
und/oder mittels Heizpatronen erfolgen. Die Trägerschicht
kann z. B. aus Polypropylen oder ABS gebildet sein. In jedem Fall
kann die Dekorschicht aus einer Schaumschicht und einer Folie oder
einer textilen Schicht gebildet sein. Insbesondere kann die Dekorschicht
eine Kompakt-Folie sein.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Kaschieren
eines Formteils aus Kunststoff mit räumlichen Oberflächenkonturen
insbesondere für Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen
unter Verwendung einer Trägerschicht und einer Dekorschicht
vorgesehen, aufweisend: zwei Werkzeugteile zur Aufnahme einer Anordnung
aus zwei Schichten mit einem Schieber, und eine Bewegungsmechanik, mit
der der Schieber durch Betätigung einer Betätigungsvorrichtung
entlang der Werkzeugkontur des ersten Werkzeugs bewegbar ist.
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Dabei
kann eine Bewegungsmechanik und eine Betätigungsmechanik
vorgesehen sein, mit denen die Geschwindigkeit des Schiebers bei
der Bewegung entlang der Werkzeugkontur des ersten Werkzeugs eingestellt
werden kann.
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Der
Schieber kann eine Unterseite und eine von dieser ausgehende schräg
verlaufender Kontur mit zwischen diesen gelegene Spitze aufweisen,
so dass die Unterseite und die schräg verlaufende Kontur
einen keilförmigen Schieber-Querschnitt bilden.
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Weiterhin
kann die Bewegungsmechanik zur Bewegung des Schiebers derart gestaltet
sein, dass der Schieber in einer Ausgangslage vor der Umbugbildung
derart auf dem Außenbereich des ersten Werkzeugs liegt,
dass dessen Spitze zum Inneren des ersten Werkzeugteils gerichtet
ist, dass bei Betätigung der Bewegungsmechanik der Schieber
entlang der Oberseite des ersten Werkzeugteils bewegt wird, so dass
bei dieser Bewegung der Randbereich von der schräg verlaufenden
Kontur aufgenommen und von dem ersten Werkzeugteil abgehoben wird, und
dass der Schieber bei Betätigung der Bewegungsmechanik
derart weiter bewegt wird, dass der Randbereich auf die Rückseite
der Trägerschicht umgelegt wird. auf der die ein Umlegen
eines überstehenden Umbugbereichs der Dekorschicht über
den Rand der Trägerschicht erfolgen kann.
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Bei
diesen Ausführungsformen kann der Schieber auf seiner Rückseite,
die entgegen gesetzt zu der die Spitze aufweisenden Vorderseite
desselben gelegen ist, einen Konturbereich aufweisen, der mit einer
sich senkrecht zu dieser erstreckenden Abweichung von maximal 15%
bezogen auf die Länge der Werkzeugunterseite dieselbe Querschnittsform hat
wie die Konturoberfläche des ersten Werkzeugsteils an einer
Stelle, an der bei einem für die Umbugbildung bestimmten
Positionieren der Dekorschicht und der Trägerschicht im
ersten Werkzeugteil der Randbereich gelegen ist.
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Der
Schieber kann von der Spitze ausgehend hinter der keilförmigen
Kontur eine konkave Kontur aufweisen, um einer Bewegung des Schiebers
zum Randbereich hin diesen aufzunehmen und diesen mit einer Krümmung
zu versehen, bei der das Umklappen des Randbereichs um den Rand
der Trägerschicht zu unterstützen.
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Die
Bewegungsmechanik zur Bewegung des Schiebers kann derart gestaltet
sein, dass der Schieber nach dem Umlegen des Randbereichs auf die Rückseite
der Trägerschicht die Bewegungsmechanik durch deren Betätigung
den Schieber derart weiter bewegt, dass dessen Rückseite
den auf der Rückseite der Trägerschicht liegende
Randbereich der Dekorschicht auf die Trägerschicht gepresst
wird.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren der Bildung eines
Umbugs oder dem Verfahren zur Kaschierung eines Kunststoff-Bauteils
oder -Habzeugs mit einer Dekorschicht mit der Umbugbildung wird
allgemein ein Innenausstattungsteil und insbesondere ein Innenverkleidungsteil
eines Fahrzeugs hergestellt, wie z. B. eine Instrumententafel, ein
Tür-Innenverkleidungsteil. Letzteres kann z. B. die Kartentasche
der Seitentür eines Fahrzeugs, ein Bauteil wie der Deckel
einer Mittelkonsole oder ein Teilstück solcher Innenverkleidungsteile
sein. Dabei kann das erfindungsgemäße Innenausstattungsteil
auch eine Sitzrückwand, ein Aufnahmebehälter oder
ein Ablagefach in der Seitentür, eine Deckenverkleidungsplatte
oder ein Dachhimmel, eine Türverkleidungsplatte, ein Deckel
für ain Ablagefach, eine Verkleidungsplatte für
das hintere Ablagefach oder ein Teil dieser Innenverkleidungsteile
sein.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an
Hand der beiliegenden 1 und 2 beschrieben,
die zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung
bzw. einer solchen Vorrichtung in einem Ausgangszustand, 2 eine schematische
Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung bzw.
einer solchen Vorrichtung in einer zweiten Zustand, in der der Schieber
der Vorrichtung einen Umbugbereich teilweise um ein Trägermaterial gebogen
hat.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Kaschierung eines
mehrlagigen Kunststoffbauteils erfolgt durch Pressverformung einer
Dekorschicht 12 und zumindest einer Trägerschicht 11.
Bei dem Verfahren erfolgt zunächst eine Verformung der
Dekorschicht 12 und zumindest einer Trägerschicht 11 sowie
die Verbindung der beiden Schichten 11, 12 miteinander
durch das Zusammenfahren eines ersten, der Trägerschicht
zugewandten Werkzeugteils mit einer dreidimensionalen Verformungskontur
und eines zweiten, der zweiten Dekorschicht zugewandten Werkzeugteils
mit einer dreidimensionalen Verformungskontur, so dass die ein-
oder mehrschichtige Trägerschicht zur Anlage an den konturgebenden Bereich
des ersten Werkzeugteils und die ein- oder mehrschichtige Dekorschicht
zur Anlage an den konturgebenden Bereich des zweiten Werkzeugteils
bestimmt ist. Die Werkzeugteile können dieselben Werkzeugteile
W1, W2 sein, die in der 1 dargestellt und für
den Verfahrensschritt zur Bildung des Umbugs verwendet werden. Alternativ
kann die Verbindung von Dekorschicht 12 und Trägerschicht 11 auch
in einem anderen Werkzeug erfolgen. Generell können beide
Schichten mehrschichtig sein, wobei auch mehrere Schichten der Dekorschicht
oder der Trägerschicht mit dem Verfahren nach der Erfindung verformt
und miteinander verbunden werden können. Generell sind
die Dekorschicht und die Trägerschicht Schichten, die sich
an ihren einander zugewandten Flächen unter Druck miteinander
verbinden, z. B. zumindest bereichsweise verschmelzen oder verkrallen lassen.
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Als
Dekorschicht kann dabei ein textiles Gewebe, ein Schaum-Kunstleder,
eine Kunststoff-Folie oder ein Leder verwendet werden. Bei der Verwendung
eines textilen Gewebes als Dekorschicht kann für das Ausgangsmaterial
eine Schicht aus textilen Materialien oder Folien oder eine Kombination
aus beiden oder eine Kombination der genannten Alternativen verwendet
werden. Die Dekorschicht weist in einem Ausführungsbeispiel
insbesondere auch Schaum-Bestandteile, u. a. um die Haptik-Eigenschaften
des Endprodukts auf der entsprechenden Seite des Bauteils zu optimieren.
Darüber hinaus kann die Dekorschicht ein Verbund aus textilen
Materialien, einem Schaum und einem Vlies-Material sein. Als Schaum
kann ein PP-Schaum oder PE-Schaum oder ein auf PU aufbauender Schaum
verwendet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann die Dekorschicht 12 aus einer Schaumschicht und einer
darüber liegenden Deckschicht mit der außen freiliegenden
Sichtseite der Dekorschicht gebildet sein. Alternativ kann als Dekorschicht
auch ein einschichtiges Material und insbesondere eine sogenannte
Kompaktfolie verwendet werden.
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Als
Trägerschicht ist insbesondere ein Kunststoff und speziell
eine Polypropylen (PP)-gebundene Fasermatte oder ein ABS-Kunststoffmaterial
(Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat-Kunststoff) in Form einer
Matte vorgesehen. Diese kann insbesondere durch Wärmezufuhr
plastifizierbar sein. Die Trägerschicht ist vorzugsweise
aus einem Fasermaterial, vorzugsweise aus Naturfasern oder Glasfasern
sowie aus Kunststoff-Fasern und insbesondere Polypropylen (PP)-Fasern
gebildet. Die Naturfasern können aus Flachs oder Kenaf,
Sisal, Leinen oder Baumwolle gebildet sein. In diesem Fall werden
diese Fasern in einem vorbereitenden oder einem dem Verfahren vorangehenden
Schritt zu einer Matte geformt. Anschließend werden unter
Anwendung von Druck und Temperatur unter Aufschmelzung des Kunststoff-Anteiles
ein miteinander verbundenes plastisches Matten-Material zur Verwendung
als eine erfindungsgemäße Trägerschicht gebildet.
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Bei
der Herstellung des Bauteils mit einer Trägerschicht und
einer Dekorschicht müssen die einander zugewandten Seiten
der Dekorschicht und der Trägerschicht miteinander durch
von dem Werkzeug ausgeübten Druck und gegebenenfalls unter Anwendung
von Wärme miteinander verbindbar sein. Dazu kann zumindest
die der Trägerschicht zugewandte Oberfläche der
Dekorschicht aus einem Gewebe gebildet sein, das z. B. aus einem
Vlies, einem Filz, einem Flachgewebe, einem Rundstrick gebildet sein
kann. Eine Verbindung von Dekorschicht mit der Trägerschicht
kann auch durch Verschmelzen der einander zugewandten Oberflächen
unter Anwendung von Druck durch das Werkzeug und gegebenenfalls
unter Anwendung von Wärme erfolgen. Ein Verschmelzen wird
dadurch erreicht, dass die Dekorschicht an ihrer der Trägerschicht
zugewandten Seite Schaum-Bestandteile enthält, die zur
gleichen Material-Familie gehören wie die zur Verschmelzung
vorgesehene Trägerschicht. Zur Erwärmung der Trägerschicht
und der Dekorschicht sind die Werkzeugteile mit einer konturangepassten
Heizung versehen.
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Demgemäß hat
die Dekorschicht eine Oberfläche oder erste Seite und eine
zweite Seite, an der sich Schaum-Bestandteile befinden.
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Weiterhin
kann die der Trägerschicht zugewandte Trägerschicht
der Dekorschicht die Eigenschaft aufweisen, sich mit der Trägerschicht
unter Druck mechanisch zu verbinden, z. B. durch mechanische Verkrallung
von an der genannten Seite der Dekorschicht angebrachten Fäden
oder Haaren mit der gegebenenfalls angeschmolzenen Oberfläche der
Trägerschicht.
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Außer
der Dekorations- und der Trägerschicht können
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich
zumindest eine Zwischen-Schicht und/oder eine Verstärkungs-Schicht,
wie z. B. eine Schicht aus Glasfaser-Gewebe verwendet werden, die
zwischen der Material- und der Dekorschicht oder unterhalb der Trägerschicht,
also auf der zur der der Dekorschicht zugewandten Seite entgegengesetzt gelegenen
Seite der Trägerschicht gelegen sein kann.
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Die
Werkzeugteile werden von einem Druck-Geber zueinander bewegt, um
die Verformung der Trägerschicht bzw. der Dekorschicht
sowie die Verbindung der beiden Schichten miteinander durch das
Zusammenfahren des ersten und des zweiten Werkzeugteils zu bewirken.
Das erste Werkzeugteil kann an einem ersten Werkzeughalter oder
einer Montageplatte und zweite Werkzeugteil kann an einem zweiten
Werkzeughalter oder einer Montageplatte montiert sein.
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Das
erfindungsgemäße Pressverform-Werkzeug kann weiterhin
eine Spannrahmen-Vorrichtung mit zumindest zwei, zueinander und
gegenüber den Werkzeugteilen beweglichen Spannrahmen oder Spannrahmen-Elementen
aufweisen, die vorzugsweise gegenüber den Werkzeugteilen
verschiebbar sind, um die Trägerschicht und/oder die Dekorschicht während
des Verformungsvorganges außerhalb des Konturbereichs des
Werkzeugs in vorbestimmter Weise zu halten. Die Beweglichkeit der
Spannrahmen bezieht sich zumindest auf die Beweglichkeit in Richtung
der Öffnungs- und Schließ-Bewegung der Werkzeugteile.
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Die
Spannrahmen-Elemente sind jeweils außerhalb der konturgebenden
Bereiche der Werkzeugteile angeordnet. Diese können einteilig
gebildet sein und als die Werkzeugteile umlaufende Gebilde gestaltet
sein. Die Spannrahmen-Elemente können auch entlang des
Umfangs oder entlang eines Bereichs des Umfangs der Werkzeugteile
mehrteilig gebildet sein. Auch kann ein Spannrahmen-Element aus
zwei Teilen gebildet sein, die an Stellen außerhalb der
Werkzeugteile 11, 12 angeordnet sind. Diese Stellen
können insbesondere einander diametral gegenüber
liegen. Auch können mehrere, z. B. drei oder vier Teile
eines Spannrahmen-Elements außerhalb des Umfangs des jeweiligen
Werkzeugteils oder der Werkzeugteile je nach Anwendungsfall regelmäßig
oder unregelmäßig um diesen herum verteilt, angeordnet
sein.
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Die
Spannrahmen-Elemente können unterschiedlich gebildet sein.
Die Bauweise und Anordnung der Spannrahmen-Elemente richtet sich
nach Art, Material und Gestalt des herzustellenden Bauteils bzw.
nach Art, Material und Gestalt der Materialien.
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Die
Spannrahmen-Elemente weisen jeweils einen Anlagebereich oder zwei
Anlagebereiche auf, der bzw. die bei der Herstellung des Bauteils
dazu vorgesehen ist bzw. sind, dass ein Überstand-Bereich
der Trägerschicht und/oder der Dekorschicht an diesen bzw.
an diese anlegbar ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Kaschieren von
Formteilen mit räumlichen Oberflächenkonturen
oder zum Kaschieren eines mehrlagigen Kunststoffbauteils mit anschließender
Umbug-Bildung erfolgt zunächst dadurch, dass die Trägerschicht
mittels eines Spannrahmens an die konturgebende Oberfläche
einem ersten der Werkzeugteile angelegt wird. Vorzugsweise wird
die Trägerschicht auf das bezüglich der Schwerkraft-Richtung
untere Werkzeugteil, d. h. auf die nach oben weisende konturgebende
Oberfläche des ersten Werkzeugteils aufgelegt.
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Weiterhin
wird die Dekorschicht mit einem Spannrahmen in eine Kaschierposition
gebracht, d. h. die Dekorschicht wird zwischen die Trägerschicht und
das zweite Werkzeugteil positioniert.
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Die
Dekorschicht weist Umbugbereiche auf, d. h. Bereiche, die gegenüber
der Trägerschicht überstehen, wenn die Dekorschicht
in für den Press-Vorgang vorbestimmter Weise auf der Trägerschicht
liegt.
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In
dem Verfahrensschritt zur Verbindung von Trägerschicht 11 mit
Dekorschicht 12 kann ein Beschneiden der Trägerschicht
und/oder der Dekorschicht vorgesehen sein. Dies kann mit Hilfe eines oder
mehrer Spannrahmen erfolgen.
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Bei
dem Verfahren zum Kaschieren eines Formteils aus Kunststoff mit
räumlichen Oberflächenkonturen erfolgt anschließend
die Bildung des Umbugs mit dem gegenüber der Trägerschicht überstehenden
Randbereich 15 der Dekorschicht 12. Dieser Verfahrensschritt
kann mit einem anderen Werkzeug W als das für den vorangehenden
Verfahrensschritt verwendete Pressverform-Werkzeug erfolgen. Das Beschneiden
der Trägerschicht und/oder der Dekorschicht kann alternativ
oder zusätzlich in dem eigens für die Bildung
des Umbugs vorgesehenen Werkzeug erfolgen.
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Zur
Umbug-Bildung liegt die Dekorschicht 12 mit ihrer Sichtseite 12a auf
einem Werkzeugteil W1 des Werkzeugs W auf. Die Trägerschicht 11 liegt
wiederum mit einer ersten Seite 11a auf der Rückseite 13 der
Dekorschicht 12 auf, so dass die Dekorschicht 12 und
die Trägerschicht 11 als Anordnung in dem Werkzeug
W liegen. Dabei erstreckt sich ein als Umbugbereich vorgesehener
Randbereich 15 der Dekorschicht 12 mit einem freiliegenden
Rückseitenbereich 13a über den naheliegenden
entsprechenden Rand 17 der Trägerschicht 11 hinaus.
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In
diesem Zustand kann ein Beschneiden der Trägerschicht und/oder
der Dekorschicht alternativ oder zusätzlich zu dem Beschneiden
im Press-Verformungsschritt vorgesehen sein. Das Beschneiden kann
mit einer Schneidvorrichtung erfolgen. Das Schneidmesser derselben
kann insbesondere beheizt sein. Beim Schneiden können sich
die Werkzeugteile W1 und W2 im zusammen gefahrenen Zustand befinden,
in dem diese die Anordnung aus Dekorschicht und Trägerschicht
halten.
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Bei
der Bildung des Umbugs erfolgt in dem Zustand, in dem die Dekorschicht 12 und
die Trägerschicht 11 in dem Werkzeug W liegen,
ein Beheizen eines Heizerkzeugs oder eines bandförmigen
Werkzeugteils W3 und ein Anlegen des beheizten Werkzeugteils W3
an den freiliegenden Rückseitenbereich 13a des
Umbugbereichs 13 der Dekorschicht 12 (Pfeil P1).
Das bandförmige Werkzeugteil W3 erstreckt sich dabei mit
seiner Längsrichtung entlang des freiliegenden Rands des
Randbereiches der Dekorschicht, jedoch oberhalb des freiliegenden
Rückseitenbereichs 13a. Das bandförmige
Werkzeugteil W3 ist derart erwärmt und speichert ausreichend Wärmemenge,
dass bei dem Anlegen des bandförmigen Werkzeugteils W3
an den Rückseitenbereich 13a ein Aufschmelzen
eines Teils der Dekorschicht 12 am und entlang des freiliegenden
Rückseitenbereichs 13a erfolgt.
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Nach
dem Erwärmen des Umbugbereichs und Ausfschmelzen zumindest
des an der Rückseite 13 anliegenden Querschnittsbereichs
der Dekorschicht 12 erfolgt ein Umlegen des Umbugbereichs 13 um
den naheliegenden Rand 17 der Trägerschicht 11 und
ein Auflegen des Umbugbereichs 13 mit seinem Rückseitenbereich 13a auf
die zur ersten Seite 11a entgegengesetzt gelegenen zweiten
Seite 11b der Trägerschicht 11. Anschließend
kann der Umbugbereich 13 auf die Trägerschicht 11 aufgedrückt oder
aufgepresst werden. Dies kann insbesondere mit einem dem ersten
Werkzeugteil W1 gegenüber liegenden zweiten Werkzeugteil
W2 erfolgen.
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Vor
dem Umlegen des Umbugbereichs muss gegebenenfalls das Heizwerkzeug
oder das bandförmige Werkzeugteil W3 in eine Position gefahren
werden, in der dieses das Umlegen nicht behindert.
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Alternativ
oder zusätzlich kann das Beheizen des Umbugbereichs auch
durch Wärme-Bestrahlung erfolgen.
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Anschließend
erfolgt die Entnahme der Anordnung aus Trägerschicht 11 und
Dekorschicht 12 mit dem auf die zweite Seite 11b der
Trägerschicht 11 aufgelegten Umbugbereich der
Dekorschicht 12 aus dem Werkzeug W.
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Wenn
das Andrücken oder Zusammenpressen des Umbugbereichs auf
die Rückseite 18 der Trägerschicht mit
dem zweiten Werkzeugteil W2 erfolgt, muss vor der Entnahme der Anordnung
aus Trägerschicht 11 und Dekorschicht 12 ein
Auseinanderfahren der Werkzeugteile W1, W2 erfolgen.
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Das
Umlegen des Umbugbereichs 13 um den naheliegenden Rand 17 der
Trägerschicht 11 kann mittels eines Schiebers
W4 erfolgen. Der Schieber W4 zum Umlegen des Umbugbereichs 13 um den
naheliegenden Rand 17 der Trägerschicht 12 wird
dabei, von dem Inneren des Werkzeugs W her gesehen, von außen
(Pfeil P2) entlang der der Dekorschicht 12 zugewandten
Werkzeugkontur 1 des ersten Werkzeugsteils W1 auf den Umbugbereich 15 der Dekorschicht 11 zu
bewegt wird.
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Der
Schieber kann insbesondere durch eine Bewegungsmechanik geführt
werden. Weiterhin kann eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen
sein, mit der die betätigt, d. h. in Gang gesetzt und der Schieber
von einer Ausgangsstellung in die Arbeitsstellung und wieder zurück
bewegt werden kann.
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Dabei
ist die Werkzeugkontur 1 des ersten Werkzeugs W1 und der
Schieber W4 derart gestaltet ist und der Schieber (W4) eine derart
aufweist, dass beim Bewegen des Schiebers W4 zum Umlegen des Umbugbereichs 13 eine
Krümmung desselben in Richtung zur Trägerschicht 12 bewirkt
werden kann und dass der Umbugbereich 15 durch seine Schwerkraft
um den naheliegenden Rand 17 der Trägerschicht 11 klappt.
Hierzu kann die Arbeitsfläche des Schiebers W4 insbesondere
eine konkav gekrümmte Oberfläche 20 mit
einer geeigneten Gestaltung aufweisen, bei der das Umklappen des
Umbugbereichs effizient unterstützt wird und möglichst
kein weiteres Werkzeug oder gar ein manuelles Unterstützen
dieses Schritts notwendig ist.
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Es
kann vorgesehen sein, dass vor dem Umlegen des erwärmten
Umbugbereichs 13 die Anordnung aus der Trägerschicht 11 und
der Dekorschicht 12 zwischen den zwei Werkzeugteilen 1, 2 eines Werkzeugs
W gelegen sind und dass ein Fixieren der Anordnung aus der Trägerschicht 11 und
der Dekorschicht 12 durch Zusammenpressen der beiden Werkzeugteile
W1, W2 erfolgt. Ebenso kann vorgesehen sein, dass während
des Aufschmelzens des Umbugbereichs 13 an der freiliegenden
Oberfläche der Schaumschicht 17 der Dekorschicht 12 mit
dem beheizten Werkzeugteil 10 sich die Werkzeugteile 1, 2 in
einem die Anordnung aus der Trägerschicht 11 und
der Dekorschicht 12 zusammen pressenden Zustand befinden.
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Erfindungsgemäß ist
auch eine Vorrichtung zum Kaschieren eines Formteils aus Kunststoff
mit räumlichen Oberflächenkonturen insbesondere
für Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen unter Verwendung
einer Trägerschicht 11 und einer Dekorschicht 12 vorgesehen.
Die Vorrichtung weist auf: zwei Werkzeugteile W1, W2 zur Aufnahme
einer Anordnung aus zwei Schichten mit einem Schieber W4, und eine
Bewegungsmechanik, mit der der Schieber W4 durch Betätigung
einer Betätigungsvorrichtung entlang der Werkzeugkontur 1 des
ersten Werkzeugs bewegbar ist. Die Bewegungsmechanik und die Betätigungsmechanik
sind derart beschaffen, dass mit diesen die Geschwindigkeit des
Schiebers bei der Bewegung entlang der Werkzeugkontur 1 des
ersten Werkzeugs W1 eingestellt bzw. umgesetzt werden kann.
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Durch
die Erwärmung der Umbugbereiche und ein teilweises Aufschmelzen
desselben kann die Verbindung zwischen der Trägerschicht 11 und
der Rückseite 13 des Umbugbereichs 15 kleberlos
erfolgen. Es kann jedoch zusätzlich vorgesehen sein, dass
auf den entsprechenden Bereich der Rückseite 18 der
Trägerschicht ein Klebstoff aufgetragen wird.
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Durch
ein teilweises Aufschmelzen des Umbugbereichs ist weiterhin dieser
Bereich, insbesondere in dem Krümmungsbereich am Rand 17 der
Trägerschicht derart verformbar und/oder plastifiziert, dass
die Dekorschicht 12 am Rand 17 nicht ausbeult und
dicht am Rand 17 der Trägerschicht 11 aufliegt und
auch eine Verbindung zwischen Dekorschicht 12 mit dem Rand 17 der
Trägerschicht 11 erfolgt.
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Die
Vorrichtung zum Kaschieren eines Formteils aus Kunststoff mit räumlichen
Oberflächenkonturen weist somit auf: zwei Werkzeugteile
W1, W2 zur Aufnahme einer Anordnung aus zwei Schichten mit einem
Schieber W4, und eine Bewegungsmechanik, mit der der Schieber W4
durch Betätigung einer Betätigungsvorrichtung
entlang der Werkzeugkontur 1 des ersten Werkzeugs bewegbar
ist. Der Schieber W4 hat eine Unterseite 21 und kann insbesondere eine
von dieser ausgehende schräg verlaufende Kontur 23 mit
zwischen diesen gelegene Spitze 24 aufweisen, so dass die
Unterseite 21 und die schräg verlaufende Kontur 23 einen
keilförmigen Schieber-Querschnitt bilden.
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Für
die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahren kann die Bewegungsmechanik zur Bewegung des Schiebers
(W4) derart gestaltet sein, dass der Schieber W4 in einer Ausgangslage
vor der Umbugbildung derart auf dem Außenbereich 40 des ersten
Werkzeugs W1 liegt, dass dessen Spitze 24 zum Inneren des
ersten Werkzeugteils W1 gerichtet ist, dass bei Betätigung
der Bewegungsmechanik der Schieber W4 entlang der Oberseite des
ersten Werkzeugteils W1 bewegt wird, so dass bei dieser Bewegung
der Randbereich 15 von der schräg verlaufenden
Kontur 23 aufgenommen und von dem ersten Werkzeugteil W1
abgehoben wird, und dass der Schieber W4 bei Betätigung
der Bewegungsmechanik derart weiter bewegt wird, dass der Randbereich 15 auf
die Rückseite 18 der Trägerschicht 11 umgelegt
wird. auf der die ein Umlegen eines überstehenden Umbugbereichs 13 der
Dekorschicht 12 über den Rand 17 der
Trägerschicht 12 erfolgen kann.
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Der
Schieber W4 kann auf seiner Rückseite 27, die
entgegen gesetzt zu der die Spitze 24 aufweisenden Vorderseite 26 desselben
gelegen ist, einen Konturbereich 28 aufweisen, der mit
einer sich senkrecht zu dieser erstreckenden Abweichung von maximal
15% bezogen auf die Länge der Werkzeugunterseite 21 dieselbe
Querschnittsform hat wie die Konturoberfläche 28a des
ersten Werkzeugsteils W1 an einer Stelle, an der bei einem für
die Umbugbildung bestimmten Positionieren der Dekorschicht 12 und der
Trägerschicht 11 im ersten Werkzeugteil W1 der Randbereich 15 gelegen
ist. Die Länge der Werkzeugunterseite 21 ist insbesondere
75% der Fläche, die auf der Oberfläche des Werkzeugteils
W1 aufliegt, wenn der Schieber an dieser entlang bewegt wird.
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Der
Schieber W4 kann insbesondere derart gestaltet sein, dass von der
Spitze 24 ausgehend hinter der keilförmigen Kontur 23 eine
konkave Kontur 25 verläuft, um einer Bewegung
des Schiebers W4 zum Randbereich 15 hin diesen aufzunehmen
und diesen mit einer Krümmung zu versehen, bei der das Umklappen
des Randbereichs 15 um den Rand 17 der Trägerschicht 11 zu
unterstützen.
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Weiterhin
kann die Bewegungsmechanik zur Bewegung des Schiebers W4 derart
gestaltet sein, dass der Schieber W4 nach dem Umlegen des Randbereichs 15 auf
die Rückseite 18 der Trägerschicht 11 die
Bewegungsmechanik durch deren Betätigung den Schieber W4
derart weiter bewegt, dass dessen Rückseite 28 den
auf der Rückseite 18 der Trägerschicht 11 liegende
Randbereich 15 der Dekorschicht 12 auf die Trägerschicht 12 gepresst
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4007829
A1 [0002]
- - DE 4303459 A1 [0003]
- - DE 19750285 A1 [0004]