DE102010034096A1

DE102010034096A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Hinterfüllten Dekorteilen

Info

Publication number: DE102010034096A1
Application number: DE201010034096
Authority: DE
Inventors: Uwe Hauel; Jörg Jungblut
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von hinterfüllten Dekorteilen aus einer Dekorfolie und Gussmaterial für den Einbau in Kraftfahrzeugen. Die Vorrichtung weist dabei Mittel auf, die Sowohl zum Verformen der Dekorfolie, wie auch zum Hinterfüllen der Dekorfolie geeignet sind. Darüber hinaus ist wenigstens eine vertikale Verstellvorrichtung vorgesehen, die untere Niederhalterteile von wenigstens zwei Niederhaltervorrichtungen vertikal verstellen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von hinterfüllten Dekorteilen aus einer Dekorfolie und Gussmaterial für den Einbau in Kraftfahrzeugen. Die Vorrichtung weist dabei Mittel auf, die Sowohl zum Verformen der Dekorfolie, wie auch zum Hinterfüllen der Dekorfolie geeignet sind.
Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die Dekorfolien mit Gussmaterial hinterspritzen, um Dekorteile für den Einbau in Kraftfahrzeugen herzustellen. Um die Dekorfolie für das Formen der Dekorfolie und den anschließenden Hinterspritzvorgang in der dafür notwendigen Position zu halten, sind bei bekannten Vorrichtungen Niederhalter vorgesehen, die in Abhängigkeit zum Verfahrensstatus unterschiedliche Niederhaltekräfte auf die Dekorfolie ausüben. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Dekorfolie während ihres Formprozesses nachfließen, bzw. sich nachbewegen kann und eine einheitliche Dicke der Dekorfolie im zu produzierenden Dekorteil vorherrscht. Beim Produktwechsel, insbesondere wenn eine Dekorfolien mit unterschiedlicher Dicke verwendet werden sollen, müssen die Niederhalter durch alternative Niederhalter anderer Geometrie ersetzt werden, was einen hohen Kosten- und Lageraufwand hinsichtlich der Vielzahl unterschiedlicher Niederhalter beinhaltet und darüber hinaus die Standzeit, also die unproduktive Zeit der Vorrichtung, steigert.
Darüber hinaus sind bei den bekannten Vorrichtungen die Niederhalter an festen Positionen angebracht, so dass zumindest teilweise, also bei besonderen Geometrien der Dekorfolien bzw. der Werkzeuge, der Abstand zwischen dem Niederhalter und den Werkzeugen der Vorrichtung relativ groß wird. Aufgrund dieses großen Abstandes, welcher nicht zur Einspannung der Dekorfolie durch den Niederhalter verwendet werden kann, ist der anschließende Nachbearbeitungsaufwand des hergestellten Dekorteils zur Finalisierung sehr aufwendig. So ist ein relativ großer Abschnitt der Dekorfolie zu entfernen und der entfernte Abschnitt auch nicht mehr wiederverwendbar. Somit ist auch der Verschnitt und damit der Materialverbrauch bei bekannten Vorrichtungen sehr hoch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend erläuterten Nachteile bekannter Vorrichtungen zu lösen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche in möglichst einfacher und kostengünstiger Weise flexibel auch für verschieden dicke Dekorfolien für die Herstellung von hinterfüllten Dekorteilen einsetzbar ist.
Gelöst wird voranstehende Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie mit den Merkmalen der unabhängigen Verfahrensansprüche 11 und 12. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen ergeben sich aus den anschließenden Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von hinterfüllten Dekorteilen aus einer Dekorfolie und Gussmaterial für den Einbau in Kraftfahrzeugen weist dabei ein erstes und ein zweites Werkzeug auf. Das erste Werkzeug weist wenigstens eine Negativform auf, die als formgebende Konturfläche zumindest abschnittsweise eine Kavität für das herzustellende Dekorteil bildet. Die Negativform kann dabei sowohl eine Makroform, wie auch eine Mikroform aufweisen. Unter Makroform ist dabei im Wesentlichen die geometrische Grobausgestaltung, also beispielsweise die Form von Armlehnenvertiefungen oder Aufnahmebereichen für das herzustellende Dekorteil für den Einbau in Kraftfahrzeugen zu verstehen. Unter Mikrostruktur ist eine Struktur zu verstehen, die die Oberfläche der Dekorfolie veredelt. So sind zum Beispiel Narbstrukturen als Mikrostruktur vorstellbar, die der Dekorfolie ein hochwertiges, zum Beispiel lederartiges Aussehen geben und damit eine hochwertige Anmutung der produzierten Dekorteile erzeugen.
Das zweite Werkzeug ist relativ zum ersten Werkzeug zumindest abschnittsweise in dessen Kavität reversibel hinein bewegbar und weist Hinterfüllmittel für das Zuführen von Gussmaterial mit wenigstens einer Hinterfüllöffnung in Richtung der Kavität auf. Aufgrund der relativen Bewegbarkeit des zweiten Werkzeugs zum ersten Werkzeug kann eine Verformung der dazwischen gespannten Dekorfolie erfolgen. Mit anderen Worten ist das zweite Werkzeug in der Lage, die Dekorfolie in die Kavität des ersten Werkzeugs hinein zu bewegen und gegen die Negativform des ersten Werkzeuges zu drücken. Je nach Druckkraft können dabei nicht nur die Makrostruktur der Negativform sondern auch die Mikrostruktur der Negativform auf die Dekorfolie des Dekorteils übertragen werden.
Um die Dekorfolie in der notwendigen Position vorzusehen, ist eine Spannrahmenvorrichtung zum Spannen der Dekorfolie über der Negativform vorgesehen, die relativ zum ersten Werkzeug fixiert oder fixierbar ist. Diese Spannrahmenvorrichtung ist demnach in der Lage, die Dekorfolie zu positionieren und ihre relative Position zwischen erstem und zweitem Werkzeug während des Verfahrens an den Haltepositionen konstant zu halten. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung sowohl möglich, dass die Spannrahmenvorrichtung das Spannen der Dekorfolie an einem separaten Platz ermöglicht und anschließend relativ zum ersten Werkzeug fixierbar ist. Jedoch ist es auch möglich, dass die Spannrahmenvorrichtung bereits relativ zum ersten Werkzeug in der erfindungsgemäßen Vorrichtung fixiert ist und die Dekorfolie in der bereits fixierten Spannrahmenvorrichtung gespannt wird.
Zum Spannen der Dekorfolie sind wenigstens eine Spannrahmenplatte bei der Spannrahmenvorrichtung sowie zumindest zwei auf der Spannrahmenplatte angeordnete Niederhaltervorrichtungen vorgesehen. Die Niederhaltervorrichtungen weisen jeweils ein unteres Niederhalterteil und ein oberes Niederhalterteil auf, das relativ zum unteren Niederhalterteil bewegbar ist. Die Niederhaltervorrichtungen sind derart ausgestaltet, dass zwischen diesen ein Abschnitt der Dekorfolie geklemmt werden kann, wobei das untere Niederhalterteil eine vertikale Verstellvorrichtung zur Verstellung des unteren Niederhalterteils relativ zur Spannrahmenplatte aufweist. Mit anderen Worten weist die Spannrahmenvorrichtung eine geometrische Grundplatte in Form der Spannrahmenplatte auf. Auf dieser sind die Niederhaltervorrichtungen als funktionale Elemente der Spannrahmenvorrichtung angeordnet. Es sind zumindest zwei Niederhaltervorrichtungen vorgesehen. Jedoch können diese auch in deutlich größerer Anzahl vorgesehen sein. Jede dieser Niederhaltervorrichtungen weist ein unteres Niederhalterteil und ein oberes Niederhalterteil auf, wobei durch die Bewegbarkeit der beiden Niederhalterteile zueinander ein Einspannen bzw. ein Freigeben der Dekorfolie erfolgen kann. Der Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen definiert somit die Haltekraft auf die Dekorfolie.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das untere Niederhalterteil während der Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von hinterfüllten Dekorteilen nicht bewegt wird. Das obere Niederhalterteil kann durch mechanische Mittel oder auch durch hydraulische oder elektrische Antriebe oder eine Kombination aus diesen den Abstand zum unteren Niederhalterteil variieren. Die Variation dieses Abstandes dient dabei im einfachsten Fall einem Einspannen und einem Ausspannen der Dekorfolie. So kann sich das obere Niederhalterteil in eine Position bewegen, in welche eine Dekorfolie zwischen den beiden Niederhalterteilen eingelegt werden kann. Anschließend verfährt das obere Niederhalterteil in eine Position, in welcher der Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen so gering wird, dass die Dekorfolie zwischen diesen beiden Niederhalterteilen einklemmt wird. Nach dem Verfahren wird das obere Niederhalterteil wieder in eine Freigabeposition geführt, so dass das nun fertiggestellte Dekorteil aus der Vorrichtung entnommen werden kann.
In weiteren Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, wenn während des Ablaufs des Verfahrens das obere Niederhalterteil den Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen variieren kann. So kann es vorteilhaft sein, wenn zu Beginn des Verfahrens, also während des Einfahrens des zweiten Werkzeugs in die Kavität des ersten Werkzeugs die Niederhaltekraft relativ groß und damit der Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen relativ klein ist. Sobald die Dekorfolie aufgrund des Kontakts mit dem zweiten Werkzeug beginnt sich in die Kavität und damit auch in die Negativform des ersten Werkzeuges hinein zu verformen, kann es vorteilhaft, wenn die Niederhaltekraft reduziert wird, so dass die Dekorfolie zwischen den beiden Niederhalterteilen in definierter Weise in Richtung der Kavität des ersten Werkzeugs nachfließen bzw. nachrutschen kann. Sobald die Dekorfolie in einer Position angekommen ist, in welcher sie in gewünschter Weise in der Negativform des ersten Werkzeugs anliegt, kann es vorteilhaft sein, wenn die Kraft des oberen Niederhalters, also die Niederhaltekraft wieder zunimmt, bzw. der Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen abnimmt. Ein solcher Kraftverlauf ermöglicht es, das Verfahren noch genauer zu steuern und insbesondere einen exakten Dickenverlauf der Dekorfolie im zu produzierenden Dekorteil zu erzielen.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das untere Niederhalterteil jedoch nicht konstant, sondern variabel fixiert. Die variable Fixierung ist durch eine vertikale Verstellvorrichtung ermöglicht, welche die vertikale Verstellung des unteren Niederhalters relativ zur Spannrahmenplatte ermöglicht. Die vertikale Verstellung definiert die Position des unteren Niederhalterteils relativ zum oberen Niederhalterteil. Damit ist es möglich, den grundsätzlichen Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen zu variieren ohne die Funktionalität des oberen Niederhalterteils ändern zu müssen. Beispielsweise ist es möglich, bei der Verwendung von dickeren Dekorfolien den grundsätzlichen Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen zu vergrößern, so dass die Aufnahme einer dickeren Dekorfolie zwischen den beiden Niederhalterteilen möglich wird. Durch den vergrößerten grundsätzlichen Abstand wird auch die Niederhaltecharakteristik während des Ablaufs des Verfahrens, insbesondere die Kraftverläufe der Niederhaltekraft in gleicher Weise erzielt, ohne dass die Steuerung der Niederhaltekraft mechanisch oder elektronisch an die geänderte Dicke der Dekorfolie angepasst werden muss. Die Einstellbarkeit des grundsätzlichen Abstandes auf rein mechanische Weise durch die vertikale Verstellvorrichtung ermöglicht einerseits eine deutlich schnellere Anpassung an den Wechsel zwischen unterschiedlichen Dekorfoliendicken, andererseits auch eine besonders kostengünstige Konstruktion, da eine Einstellbarkeit der Niederhaltekraft nicht notwendig ist. Auch die Optimierung im laufenden Prozess ist auf diese Weise besonders einfach möglich, da bei der Verwendung einer Vielzahl von Niederhaltern, insbesondere mehr als zwei Niederhaltern bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine einzige mechanische oder hydraulische oder elektrische Vorrichtung verwendet werden kann, welche die Niederhaltekraft erzeugt. Diese zentrale Niederhaltekraftvorrichtung wäre nur unter sehr großem Aufwand in der Lage, für die einzelnen Niederhalter unterschiedliche Niederhaltekraftverläufe zu erzeugen. Bei komplexen Dekorteilen, welche zum Beispiel komplexe Dekorfolien, die zumindest abschnittsweise unterschiedliche Dickenbereiche aufweisen, angepasst sein soll, müsste somit eine äußert kostenaufwendige Niederhaltekraftvorrichtung vorgesehen werden oder in Kauf genommen werden, dass die Qualität der hergestellten Dekorteile vermindert ist. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedes Niederhalterteil einzeln an die explizite Situation am Niederhalterteil einstellbar. So sind auch Dekorfolien mit unterschiedlichen Dicken ohne weiteres mit einer zentralen Niederhaltekraftvorrichtung kombinierbar, so dass auch komplexe Dekorteile mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in kostengünstiger und vor allem flexibler Weise hergestellt werden können. Mit anderen Worten handelt es sich bei der vertikalen Verstellvorrichtung um eine Feinjustierung der Niederhaltekraft bezogen auf die Einsatzsituation am jeweiligen Niederhalter. Auf diese Weise wird die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht und der Kostenaufwand bei der Konstruktion und Fertigung der Vorrichtung um ein Vielfaches reduziert.
Dabei ist weiter hervorzuheben, dass durch die vertikale Verstellvorrichtung ein Verstellen in beide vertikale Richtungen möglich ist. Während bei bekannten Vorrichtungen teilweise ein Abschleifen des unteren Niederhalterteils erfolgen muss und damit ein irreversibles Einstellen eines vergrößerten Abstandes zwischen den beiden Niederhalterteilen erfolgt, kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren auch nach einem Vergrößern des Abstandes mit einem anschließenden Schritt der Abstand zwischen den beiden Niederhalterteilen durch die vertikale Verstellvorrichtung wieder verringert werden. Im Bezug auf die Flexibilität und die Kosteneinsparung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung bietet dies einen weiteren Vorteil.
Unter dem Begriff ”vertikal” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Bezug auf die vertikale Verstellvorrichtung eine Erstreckung im Wesentlichen quer zur Erstreckung der Spannrahmenplatte verstanden. Die Spannrahmenplatte selbst erstreckt sich also nach dieser Definition in horizontaler Weise. Mit anderen Worten kann das untere Niederhalterteil von der Spannrahmenplatte weg oder auf diese zubewegt werden. Dabei kann das Verstellen sowohl ein winkliges Verstellen, als auch eine Parallelverschiebung des Niederhalterteils relativ zu der Spannrahmenplatte sein. Je nachdem, wie das obere Niederhalterteil ausgeführt ist bzw. ob ein flächiges Klemmen der Dekorfolie zwischen den Niederhalterteilen erwünscht oder sogar notwendig ist, kann ein paralleles Verschieben des unteren Niederhalterteils vorteilhaft sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es von Vorteil sein, wenn das untere Niederhalterteil eine horizontale Verstellvorrichtung aufweist, die zur horizontalen Verstellung des unteren Niederhalterteils relativ zur Spannrahmenplatte ausgestaltet ist, um den Abstand zwischen dem unteren Niederhalterteil und einer Umrandung der Negativform einzustellen. Die horizontale Verstellvorrichtung ist mit anderen Worten in der Lage, im Wesentlichen quer zur Verstellrichtung der vertikalen Verstellvorrichtung des unteren Niederhalterteils zu verstellen. Die horizontale Verstellung hat den Vorteil, dass das untere Niederhalterteil möglichst an die Umrandung der Negativform angenähert werden kann. Je näher das untere Niederhalterteil in Bezug auf die Umrandung der Negativform einstellbar ist, um so geringer ist auch der nachfolgende Bearbeitungsaufwand nach dem Entformen des Dekorteils aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Insbesondere wird der Verschnitt, welcher durch das Zuschneiden des Überstands der Dekorfolie notwendig ist, auf ein Minimum reduziert. Die horizontale Verstellvorrichtung kann dabei vorteilhafterweise derart ausgestaltet sein, dass damit in gleicher Weise auch das obere Niederhalterteil horizontal mit verstellt wird. Damit wandert die Einspannposition im Gesamten näher an die Umrandung der Negativform heran. Das horizontale Verstellen kann dabei vorteilhafterweise in mehreren Optimierungsversuchen stattfinden, so dass nach mehreren Durchgängen eines Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein optimaler Abstand in horizontaler Richtung durch die horizontale Verstellvorrichtung zwischen dem unteren Niederhalterteil, bzw. dem unteren und dem oberen Niederhalterteil und der Umrandung der Negativform eingestellt worden ist.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die horizontale Verstellvorrichtung jedes unteren Niederhalterteils wenigstens ein Befestigungsmittel aufweist, welches zur horizontal variablen Befestigung des unteren Niederhalterteils an der Spannrahmenplatte ausgebildet ist. So ein Befestigungsmittel kann beispielsweise eine Schraube und ein Langloch aufweisen, wobei die Schraube durch das Langloch in einem unteren Niederhalterteil ragen kann und in einem Gewinde in der Spannrahmenplatte fixiert ist. Durch ein Verspannen zwischen einer Seitenfläche des Langlochs und dem Gewinde in der Spannrahmenplatte auf der anderen Seite ist somit eine Fixierung der Verstellvorrichtung in horizontaler Richtung durch eine solche Befestigungsschraube möglich. Dabei kann das Langloch auch in der Spannrahmenplatte selbst ausgeführt sein, so dass ein Fixieren des Befestigungsmittels, beispielsweise in Form einer Schraube, durch eine Mutter auf der anderen Seite der Spannrahmenplatte erfolgen kann. Damit würde eine horizontale Einstellung durch die horizontale Verstellvorrichtung mittels der Befestigungsschraube erfolgen.
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das Befestigungsmittel jedes unteren Niederhalterteils wenigstens eine Zugschraube aufweist. Die Verwendung einer Zugschraube bedeutet also, dass durch eine Korrespondenz mit einem Gewinde, beispielsweise in einer Vertiefung oder Öffnung oder Durchgangsbohrung der Spannrahmenplatte oder mit einer auf der gegenüberliegenden Seite der Spannrahmenplatte liegenden Mutter, eine Zugkraft in der Zugschraube erzeugt werden kann. Mittels dieser Zugkraft werden die Flächen des Niederhalterteils gegen die Schraube und die Mutter, bzw. gegen die Schraube und die Spannrahmenplatte, insbesondere ein Gewinde innerhalb der Spannrahmenplatte miteinander verspannt und damit aufgrund der durch die Zugkraft eingestellten Reibungskräften gegen ein vertikales Verschieben gesichert. Die vertikale Verstellvorrichtung ist damit im Bezug auf die vertikale Position des Niederhalterteils durch das Befestigungsmittel, das eine Zugschraube aufweist, gesichert.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Zugschraube sowohl für die Befestigung des unteren Niederhalterteils bei der horizontalen Verstellung, wie auch zur Befestigung des unteren Niederhalterteils bei der vertikalen Verstellung dient. Die Verwendung der Zugschraube für beide Verstellvorrichtungen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung reduziert die Kosten für die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Darüber hinaus ist auch der Aufwand der Einstellung verringert, da mittels einer einzigen Zugschraube die Einstellung in horizontaler, wie auch in vertikaler Richtung fixiert werden kann. Mit anderen Worten kann der Niederhalter sowohl horizontal, als auch vertikal positioniert werden und mit einem einzigen Arbeitsschritt über die Zugschraube in der jeweiligen Position fixiert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, dass die vertikale Verstellvorrichtung jedes unteren Niederhalterteils wenigstens ein vertikal wirkendes Verstellmittel aufweist, welches ausgestaltet ist über eine zur Spannrahmenplatte vertikale Gewindeführung in dem unteren Niederhalterteil das untere Niederhalterteil von der Spannrahmenplatte in definierter Weise in vertikaler Richtung zu entfernen. Eine Ausgestaltungsform solcher vertikaler Verstellmittel können Madenschrauben in Form von Druckschrauben sein. Solche Druckschrauben können über die Gewindeführung im unteren Niederhalterteil gegen die Spannrahmenplatte drücken und auf diese Weise den Abstand zur Spannrahmenplatte verändern. Werden die Druckschrauben aus der Gewindeführung des Niederhalterteils herausgeschraubt, so verschiebt sich der Niederhalterteil von der Spannrahmenplatte weg. Werden die Druckschrauben entgegengesetzt gedreht, so bewegt sich der Niederhalter wieder auf die Spannrahmenplatte zu. In besonderer Weise kann eine Verspannung zwischen Druckschrauben und Zugschrauben erfolgen, wenn wenigstens ein Befestigungsmittel für die horizontale Verstellvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form einer Zugschraube vorgesehen ist, und weiter wenigstens eine Druckschraube als vertikal wirkendes Verstellmittel für die vertikale Verstellvorrichtung vorgesehen ist. Dabei wird in einem ersten Schritt die Zugschraube des Befestigungsmittels der horizontalen Verstellvorrichtung gelöst. Anschließend wird der untere Niederhalterteil in seine gewünschte horizontale Position bewegt. Darüber hinaus wird mittels der Druckschrauben die vertikale gewünschte Position des unteren Niederhalterteils eingestellt. Um sowohl die vertikale, als auch die horizontale eingestellte Position zu fixieren, wird die Zugschraube angezogen, so dass ein Verspannen zwischen der Zugschraube und den beiden Druckschrauben erfolgt und damit der untere Niederhalterteil sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung in Bezug auf die Spannrahmenplatte gesichert ist.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das Hinterfüllmittel im zweiten Werkzeug zumindest einen Fluidkanal aufweist, welcher in fluidkommunizierender Verbindung mit den Hinterfüllöffnungen steht und derart ausgestaltet ist, dass er in fluidkommunizierende Verbindung mit einem Spritzgussextruder bringbar ist. Ein Spritzgussextruder verwendet als Hinterfüllmittel Spritzgussmaterial, welches beispielsweise in Form von Granulat zur Verfügung gestellt wird und durch den Spritzgussextruder sowohl geschmolzen als auch gefördert wird. Im Spritzgussextruder wird somit Druck aufgebaut, mit welchem das Gussmaterial, insbesondere in dieser Ausführungsform das Spritzgussmaterial durch den Fluidkanal oder mehrere Fluidkanäle im zweiten Werkzeug zu der Hinterfüllöffnung oder den Hinterfüllöffnungen gefördert werden kann. Mit anderen Worten wird über die Hinterfüllöffnung bei der Verwendung eines Spritzgussextruders Gussmaterial, insbesondere Spritzgussmaterial, in die Kavität, also in den Bereich zwischen dem zweiten Werkzeug und der Dekorfolie eingespritzt. Für das Einspritzen, also das Hinterfüllen wird Volumen benötigt, weshalb das zweite Werkzeug entweder durch das eingespritzte Gussmaterial zurückgedrückt wird, oder aktiv aus der Kavität zurückgezogen wird. Mit anderen Worten unterfüttert, bzw. hinterfüllt der Spritzgussextruder über den Fluidkanal und die Hinterfüllöffnungen der Hinterfüllmittel die Dekorfolie. Nach dem Erkalten des Gussmaterials und damit dem Erkalten der Hinterfüllung kann das Dekorteil aus der Vorrichtung entfernt werden und bildet eine Einheit aus Dekorfolie und Hinterfüllmaterial.
Das Hinterfüllmaterial ist dabei je nach Einsatzsituation unterschiedlich gestaltet. So können besonders weiche, insbesondere schaumartige Füllmaterialien verwendet werden, um eine besonders angenehme Haptik zu erzeugen. Auch harte Füllmaterialien, wie beispielsweise Polypropylen (PP) sind denkbar, um einen harten Träger, der mechanische Stabilität für das Dekorteil liefert, auszubilden. Auch das Hinterfüllen mit mehreren Materialschichten ist denkbar, so dass in einem ersten Schritt beispielsweise eine weiche, insbesondere eine schaumartige Schicht hinter die Dekorfolie hinterfüllt werden kann, während in einem zweiten nachfolgenden Schritt eine harte Trägerschicht hinter der schaumartigen Schicht aufgebracht wird, um die mechanische Stabilität des Dekorteils zu erzielen. Solche mehrschichtigen Verfahren haben den Vorteil, dass auch komplexe Dekorteile, insbesondere Dekorteile mit hochwertiger optischer und haptischer Anmutung hergestellt werden können. Dabei kann das Hinterfüllmittel im zweiten Werkzeug vorteilhafter Weise für die Hinterfüllung aller Hinterfüllmaterialien/Hinterfüllschichten verwendet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es weiter von Vorteil sein, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Hydrauliksystem aufweist, welches die Bewegung des oberen Niederhalterteils relativ zum unteren Niederhalterteil und/oder die Bewegung des zweiten Werkzeugs relativ zum ersten Werkzeug ausführt. Die Verwendung von Hydrauliksystemen hat den Vorteil, dass in besonders einfacher Weise über Hydraulikleitungen Kräfte zu der jeweils benötigten Position transportiert werden können. Auch ist es auf diese Weise möglich, mit einem einzigen Hydrauliksystem über Ventilsteuerungen unterschiedliche Verstellkräfte für das zweite Werkzeug bzw. für die oberen Niederhalterteile vorzusehen. In besonders einfacher Weise ist das Hydrauliksystem derart ausgestaltet, dass es eine einzige mechanische Verbindung zu allen oberen Niederhalterteilen aufweist, so dass der mechanische Niederhaltedruck, also die Niederhaltekraft durch das Hydrauliksystem den gleichen Betrag der Kraft auf alle oberen Niederhalterteile bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verteilt.
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Höhe jedes unteren Niederhalterteils in vertikaler Richtung entlang der Umrandung der Kavität des ersten Werkzeugs im Bereich zwischen 10 und 100 mm liegt. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Höhe des unteren Niederhalterteils in vertikaler Richtung eine einmalige Auswahl darstellt. Die Feinjustierung während des Verfahrens wird durch die vertikale Verstellvorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung übernommen. Je nach Flexibilität und Ausgestaltung der vertikalen Verstellvorrichtung sind somit besonders kleine oder besonders große Höhen für das untere Niederhalterteil vorteilhaft. Wird eine besonders hohe Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewünscht, so ist insbesondere eine Kombination aus einer vertikalen Verstellvorrichtung mit großen vertikalen Verstellwegen und einer relativ kleinen Höhe des unteren Niederhalterteils, insbesondere im Bereich zwischen 10 und 40 mm vorteilhaft.
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Erstreckung jedes unteren Niederhalterteils in horizontaler Richtung entlang der Richtung der Umrandung der Negativform des ersten Werkzeugs sich proportional zum Krümmungsradius der Umrandung der Negativform des ersten Werkzeugs an der dem jeweiligen unteren Niederhalterteil zugeordneten Stelle verhält. Mit anderen Worten hängt die Erstreckung des unteren Niederhalterteils in horizontaler Richtung von der Krümmung der Umrandung der Negativform ab. Ist die Umrandung an einer Stelle besonders stark gekrümmt, weist also einen besonders kleinen Krümmungsradius auf, ist auch die Erstreckung des unteren Niederhalterteils in horizontaler Richtung besonders klein. In Bereichen der Umrandung der Negativform, welche einen großen Krümmungsradius aufweisen, also in Bereichen, die im Wesentlichen geradlinig sind, ist die Erstreckung des unteren Niederhalterteils in horizontaler Richtung relativ groß. Durch die kleine Erstreckung in horizontaler Richtung des Niederhalterteils bei stark gekrümmten Bereichen können diese stark gekrümmten Bereiche also durch kurze Niederhalterteile gut nachgebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, dass bei der Verwendung einer Vielzahl von Niederhalterteilen, insbesondere einer Vielzahl von Niederhaltervorrichtungen die Dekorfolie auch in stark gekrümmten Abschnitten der Umrandung der Negativform ausreichend gut während des Verfahrens gehalten werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von hinterfüllten Dekorteilen aus einer Dekorfolie und Gussmaterial für den Einbau in Kraftfahrzeugen unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:

• Einspannen einer Dekorfolie in der Spannvorrichtung,
• relative Bewegung des zweiten Werkzeugs in Richtung der Negativform des ersten Werkzeugs,
• Verformen der Dekorfolie durch Einfahren des zweiten Werkzeugs in die Kavität des ersten Werkzeugs und
• Einführen von flüssigen Gussmaterial mittels der Hinterfüllmittel und gleichzeitiges Herausfahren des zweiten Werkzeugs aus der Kavität des ersten Werkzeugs, wobei das durch das Herausfahren des zweiten Werkzeugs freigegebenen Volumen dem Volumen des eingeführten Gussmaterials entspricht.

Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren können die gleichen Vorteile erzielt werden, wie sie ausführlich zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert worden sind. Insbesondere ist auf diese Weise eine besonders flexible Einsatzweise möglich, da auch bei der Verwendung unterschiedlich dicker Dekorfolien das Einspannen in der Spannvorrichtung schnell funktioniert, da eine Einstellbarkeit in vertikaler Richtung durch die vertikale Verstellvorrichtung gegeben ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Optimierungsverfahren mit den folgenden Schritten:

• Durchführen eines ersten Verfahrensdurchgangs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
• Verstellen der Niederhaltervorrichtungen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung,
• Durchführen eines weiteren Verfahrensdurchgangs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und
• Vergleich der Herstellergebnisse der beiden Verfahrensdurchgänge hinsichtlich deren Qualität.

Durch das wiederholte Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchgänge kann eine Anpassung der Position der Niederhaltervorrichtungen sowohl in vertikaler, als auch in horizontaler Richtung schrittweise erfolgen. So kann durch das Durchführen eines Optimierungsverfahrens vorteilhafterweise in mehrfacher Anzahl eine Annäherung der Niederhaltervorrichtung an die optimale Position in vertikaler, wie auch in horizontaler Richtung erfolgen. Die Qualität der Herstellergebnisse wird dabei insbesondere im Bezug auf die Ausgestaltung der Dekorfolie beim fertigen Dekorteil gerichtet sein. So ist einerseits der Verlauf der Niederhaltekraft während des Verfahrens anhand der Qualität der Dekorfolie sowohl hinsichtlich der Makrostruktur, als auch hinsichtlich der Mikrostruktur nachvollziehbar. Darüber hinaus ist im Bezug auf die horizontale Positionierung der Niederhaltervorrichtung die Verschnittmenge für die Qualität des Herstellergebnisses mit ausschlaggebend. So wird versucht werden, den Niederhalter möglichst weit in horizontaler Richtung an die Umrandung der Kavität anzunähern, so dass sich der Verschnitt am hergestellten Dekorteil auf ein Minimum reduziert, ohne dass die Niederhaltervorrichtung mit dem zweiten Werkzeug kollidieren würde.
Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die verwendeten Begriffe ”links”, ”rechts”, ”oben” und ”unten” beziehen sich dabei auf die Zeichnungsfiguren mit einer Ausrichtung mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen:
1 im Querschnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 die Ausführungsform nach 1 in einem zweiten Verfahrenszustand,
3 die Ausführungsform der 1 bis 2 in einem dritten Verfahrenszustand,
4 die Ausführungsform der 1 bis 3 in einem vierten Verfahrenszustand,
5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen unteren Niederhalterteils mit horizontaler Verstellvorrichtung,
6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen unteren Niederhalterteils mit horizontaler Verstellvorrichtung,
7 eine Ausführungsform eines unteren Niederhalterteils mit vertikaler Verstellvorrichtung,
8 die Ausführungsform der 7 in einem weiteren Einstellzustand,
9 die Ausführungsform der 7 und 8 in einer weiteren Einstellposition,
10 in isometrischer Darstellung eine Spannrahmenplatte einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 dargestellt, die ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführt. Die Vorrichtung 10 dieser Ausführungsform weist ein erstes Werkzeug 20 und ein zweites Werkzeug 40 auf. Das erste Werkzeug 20 ist oberhalb des zweiten Werkzeugs 40 angeordnet. Darüber hinaus weist das erste Werkzeug 20 eine Negativform 22 auf, durch welche eine Kavität 22a gebildet wird. Die Negativform 22 ist zumindest abschnittsweise als formgebende Konturfläche 23 für eine Dekorfolie 110 ausgebildet. Das zweite Werkzeug 40 ist relativ zum ersten Werkzeuge 20 bewegbar ausgeführt. So kann es sich in die Kavität 22a, die durch die Negativform 22 im ersten Werkzeug 20 gebildet ist, hinein und aus dieser wieder heraus bewegen. In dem Weg der Bewegbarkeit des zweiten Werkzeugs 40 ist die Dekorfolie 110 vorgesehen. Die Dekorfolie 110 überspannt die Kavität 22a, also insbesondere die Negativform 22 des ersten Werkzeugs 20.
Um dieses Überspannen zu gewährleisten, ist eine Spannrahmenvorrichtung 60 vorgesehen, die eine Spannrahmenplatte 62 aufweist. Auf dieser Spannrahmenplatte 62 sind zumindest zwei Niederhaltervorrichtungen 70 angeordnet, die beide in den Querschnitten der 1 bis 4 zu erkennen sind. Jede dieser Niederhaltervorrichtungen 70 weist ein unteres Niederhalterteil 72 sowie ein oberes Niederhalterteil 74 auf. Die Begriffe ”unten” und ”oben” beziehen sich dabei auf die vertikale Richtung im Hinblick auf die Spannrahmenplatte 62. Zwischen den beiden Niederhalterteilen 72 und 74 ist die Dekorfolie 110 eingespannt. Die Einspannung der Dekorfolie 110 erfolgt dabei durch die Variation des Abstandes zwischen den beiden Niederhalterteilen 72 und 74. Das obere Niederhalterteil 74 ist dabei von einer nicht näher dargestellten Mechanik oder einer nicht näher dargestellten hydraulischen Vorrichtung vertikal zur Spannrahmenplatte 62 verstellbar. In 1 ist das obere Niederhalterteil 74 in der Position dargestellt, in welcher die Dekorfolie 110 im eingespannten Zustand vorliegt. Die oberen Niederhalterteile 74 können nach oben bewegt werden, um den Zugriff auf die Dekorfolie 110 zu ermöglichen, bzw. das Einlegen der Dekorfolie 110 möglich zu machen. Nach dem Einlegen der Dekorfolie 110 bewegen sich die oberen Niederhalterteile 74 in die Positionen wie sie in 1 gezeigt sind und reduzieren den Abstand zwischen dem oberen Niederhalterteil 74 und dem unteren Niederhalterteil 72 jeder Niederhaltervorrichtung 70 auf einem Betrag, der zum Einspannen der Dekorfolie 110 führt, also insbesondere kleiner oder gleich der Dicke der Dekorfolie 110 ist. Die Niederhaltervorrichtungen 70, insbesondere die unteren Niederhalterteile 72 weisen dabei eine Position in vertikaler Richtung und eine Position in horizontaler Richtung relativ zur Spannrahmenplatte 62 auf. Die horizontale Richtung ist insbesondere im Bezug auf die Umrandung 24 der Kavität 22a bzw. der Negativform 22 definiert.
Das zweite Werkzeug 40 ist zum Hinterfüllen der Dekorfolie 110 ausgestattet. So weist das zweite Werkzeug 40 neben einer konturgebenden Oberfläche zum Bewegen und Verformen der Dekorfolie 110 Hinterfüllmittel 42 auf, die einen Fluidkanal 46 und Hinterfüllöffnungen 44 aufweisen. Der Fluidkanal 46 ist exemplarisch dargestellt. So können auch eine Vielzahl von einzelnen Fluidkanälen vorgesehen sein. Auch die Anzahl der Hinterfüllöffnungen 44 ist an den jeweiligen Einsatzort und die jeweilige Einsatzsituation anzupassen und kann die dargestellte Anzahl von zwei Hinterfüllöffnungen 54 übersteigen oder unterschreiten. Auch ist es möglich, dass die Hinterfüllmittel 42 nicht nur einen Fluidkanal 46 aufweisen, sondern bereits die Zurverfügungstellung des Hinterfüllmaterials ermöglichen. So ist es denkbar, dass im zweiten Werkzeug 40 bei der Verwendung einer Spritzgusstechnik ein kleiner Extruder vorgesehen ist, der Spritzgussmaterial über einen Fluidkanal 46 und die Hinterfüllöffnungen 44 direkt an den gewünschten Ort unterhalb der Dekorfolie 110 transportiert.
Anhand der 1 bis 4 wird anschließend das Verfahren erläutert werden, welches mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 durchgeführt werden kann.
In 1 ist die Situation dargestellt, in welcher, wie bereits voranstehend erläutert, die Dekorfolie 110 zwischen den Niederhalterteilen 72 und 74 jeder Niederhaltervorrichtung 70 eingespannt ist. Das Einspannen erfolgt in einer Weise, dass die Dekorfolie 110 im Wesentlichen straff gespannt die Negativform 22 des ersten Werkzeugs 20 überspannt. Nach dem Einspannen werden, sofern notwendig, alle Werkzeuge sowie der Spannrahmen 60 in die gewünschte Position, wie in 1 dargestellt, gebracht. In dieser Position sind die Niederhaltervorrichtungen 70 und damit auch die gesamte Spannrahmenvorrichtung 60 relativ zum ersten Werkzeug 20 fixiert. Das zweite Werkzeug 40 ist relativ zum ersten Werkzeug 20 bewegbar.
2 zeigt eine Situation nach Beginn des Verfahrens während der Verformung der Dekorfolie 110. Das zweite Werkzeug 40 ist bereits ein Stück in die Kavität 22a des ersten Werkzeug 20 eingefahren und ist bereits abschnittsweise mit der Dekorfolie 110 in Kontakt getreten. Durch das Weiterfahren des zweiten Werkzeugs 40 in die Kavität 22a des ersten Werkzeugs 20 hinein wird die Dekorfolie 110 verformt, bzw. in diese Kavität 22a hinein verschoben. Dieses Verformen, bzw. Hineinbewegen wird unter anderem dadurch ermöglicht, dass die Niederhaltekraft der Niederhaltervorrichtungen 70 derart gewählt ist, dass ein Nachfließen von Material, bzw. ein Nachbewegen der Dekorfolie 110 zwischen dem oberen Niederhalterteil 74 und dem unteren Niederhalterteil 72 möglich ist.
In 3 ist der Endzustand der Bewegung des zweiten Werkzeugs 40 in die Kavität 22a des ersten Werkzeugs 20 hinein dargestellt. Die Dekorfolie 110 liegt im Wesentlichen vollständig, bzw. vollflächig an der Negativform 22 und damit an der formgebenden Konturfläche 23 des ersten Werkzeugs 23 an. Das zweite Werkzeug 40 hat die Dekorfolie 110 in diese Position verschoben, bzw. in diese Position verformt. Wie aus 3 im Vergleich zu den 1 und 2 ersichtlich ist, wurde der Überstand der Dekorfolie 110 zwischen den Niederhalterteilen 72 und 74 deutlich reduziert. In 3 ist die Situation am Ende des Verformungs- bzw. Bewegungszustandes der Dekorfolie 110 dargestellt, so dass der Restüberstand der Dekorfolie 110 zwischen den Niederhalterteilen 72 und 74 der Niederhaltervorrichtungen 70 den Mindestüberstand darstellt. Dieser Mindestüberstand ist notwendig, um während des nachfolgenden, in 4 dargestellten und anhand dieser Figur erläuterten Prozessschritts, die Dekorfolie 110 in der Position gemäß 3 zu halten.
4 zeigt den abschließenden Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Hier kommen die Hinterfüllmittel 42 zum Einsatz, wobei bei der Ausführungsform gemäß 4 eine nicht näher dargestellte Vorrichtung Gussmaterial in verflüssigter, bzw. in fließfähiger Form zur Verfügung stellt und durch den Fluidkanal 46 zu den Hinterfüllöffnungen 44 transportiert. Das Gussmaterial 120 verlässt die Hinterfüllmittel 42 durch die Hinterfüllöffnungen 44 in die Kavität 22a hinein, insbesondere in den Bereich zwischen dem zweiten Werkzeug 40 und der Rückseite der Dekorfolie 110. Die Dekorfolie 110 wird also mit Gussmaterial 120 hinterfüllt, insbesondere hinterspritzt. Anschließend, nicht näher dargestellt, erkaltet das Hinterfüllmaterial hinter der Dekorfolie 110, oder wird aktiv auf eine Erstarrungstemperatur abgekühlt. Nach dem Erstarren ist vorteilhafterweise nicht nur die Form der Dekorfolie 110 wie auch die Form des Gussmaterials 120 erstarrt, sondern darüber hinaus auch eine Verbindung zwischen der Dekorfolie 110 und dem Hinterfüllmaterial 120 hergestellt. Diese Verbindung kann zum Beispiel durch materialschlüssige oder auch formschlüssige Verbindung insbesondere durch ein Aufschmelzen der Rückseite der Dekorfolie 110 und anschließendes materialschlüssiges Verbinden mit dem Gussmaterial 120 hergestellt sein.
5 zeigt eine Ausführungsform eines unteren Niederhalterteils 72 im Querschnitt im Ausschnitt. Bei dieser Ausführungsform ist das untere Niederhalterteil 72 auf einer Spannrahmenplatte 62 einer Spannrahmenvorrichtung 60 angeordnet. Die Spannrahmenplatte 62 ist mit einem Langloch als horizontale Verstellvorrichtung 78 versehen. Darüber hinaus ist als Befestigungsmittel 80 eine Zugschraube 82 vorgesehen, die mit einer Kontermutter auf der Unterseite der Spannrahmenplatte 62 gesichert ist. Löst man die Zugschraube 82 des unteren Niederhalterteils 72 in Bezug auf die Mutter auf der Unterseite der Spannrahmenplatte 62, so kann man das untere Niederhalterteil 72 horizontal im Bezug auf die Spannrahmenplatte 62 verschieben. In 5 ist also eine Verschiebbarkeit nach links und rechts gegeben. Sobald das untere Niederhalterteil 72 in die gewünschte Position verschoben worden ist, kann mittels der Zugschraube 82 des Befestigungsmittels 80 über die Kontermutter auf der gegenüberliegenden Seite der Spannrahmenplatte 62 das untere Niederhalterteil 72 in der horizontalen Verstellvorrichtung 78 gesichert werden. Durch das Verschrauben erfolgt also eine Fixierung des unteren Niederhalterteils 72 in der gewünschten horizontalen Position.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform zu 5. Hier konnte insbesondere auf eine Kontermutter auf der Gegenseite der Spannrahmenplatte 62 verzichtet werden. Dies wurde dadurch möglich, dass für die Ausbildung der horizontalen Verstellvorrichtung 78 ein Langloch direkt in dem unteren Niederhalterteil 72 vorgesehen wurde. Durch dieses Langloch erstreckt sich eine Zugschraube 82 eines Befestigungsmittels 80, welche in einem Gewinde der Spannrahmenplatte 62 der Spannrahmenvorrichtung 60 eingreift. Auch hier ermöglicht ein Lösen der Gewindeverbindung eine Verschiebbarkeit des unteren Niederhalterteils 72 in horizontaler Richtung, also in 6 nach links oder rechts. Nach erfolgreicher Positionierung des unteren Niederhalterteils wird die Verschraubung der Befestigungsmittel 80, also der Zugschraube 80 in der Spannrahmenplatte 62 wieder angezogen, so dass die Position des unteren Niederhalterteils 72 fixiert wird. Im Vergleich zu der in 5 dargestellten Lösung konnte hier auf das zusätzliche Bauteil einer Mutter verzichtet werden.
Anhand der 7, 8 und 9 wird nachfolgend eine Ausführungsform einer vertikalen Verstellvorrichtung erläutert.
7 zeigt im Ausschnitt im Querschnitt ein unteres Niederhalterteil 72 einer Spannrahmenvorrichtung 60 sowie eine Spannrahmenplatte 62. Das untere Niederhalterteil 72 weist zwei vertikale Verstellmittel 77a auf, die in Gewindeführungen 77b für die vertikalen Verstellmittel 77a eingreifen. Bei dieser besonderen Ausführungsform sind die vertikalen Verstellmittel 77a als Madenschrauben ausgeführt. Darüber hinaus ist zur Verspannung und Befestigung ein Befestigungsmittel 80 in Form einer Zugschraube 82 vorgesehen.
In 7 ist die vertikal noch nicht definierte Position des unteren Niederhalterteils 72 dargestellt. Um die Position festzulegen und zu fixieren, werden in einem ersten Schritt die vertikalen Verstellmittel 77a durch die Gewindeführungen 77b nach unten geschraubt, bis sie in Kontakt mit der Oberseite der Spannrahmenplatte 62 treten. Ein weiteres Schrauben der vertikal wirkenden Verstellmittel 77a entlang der Gewindeführungen 77b verschiebt das untere Niederhalterteil 72 nach oben, drückt es also von der Spannrahmenplatte 62 weg. Eine solche Situation ist in 8 dargestellt. Mit anderen Worten lagert das untere Niederhalterteil 72 nun auch oder sogar ausschließlich auf dem oder den vertikal wirkenden Verstellmittel(n) 77a, ist also von der Spannrahmenplatte 62 abgehoben. Trotzdem verbleibt noch eine Bewegbarkeit des unteren Niederhalterteils 72 nach oben. Um auch diese zu nehmen und eine endgültige Fixierung des unteren Niederhalterteils 72 in der gewünschten vertikalen Position zu definieren, wird das Befestigungsmittel 80, also die Zugschraube 82, über eine Gewindeführung in der Spannrahmenplatte 62 verschraubt. Es erfolgt also ein Verspannen zwischen der Zugschraube 82 und den vertikal wirkendem Verstellmittel 77b.
Es ist selbstverständlich, dass die vertikale Verstellvorrichtung, insbesondere die Verwendung der Zugschraube 82 als Befestigungsmittel 80 gemäß der 7, 8 und 9 mit Ausführungsformen einer horizontalen Verstellvorrichtung, wie sie in den 5 oder 6 dargestellt ist, kombinierbar ist. In einem solchen Fall wäre in den 7, 8 und 9 in gleicher Weise im unteren Niederhalterteil 72 ein Langloch, bzw. in der Spannrahmenplatte 62 ein Langloch mit einer Kontermutter auf der gegenüberliegenden Seite der Spannrahmenplatte 62 vorgesehen. Somit wäre in beiden Fällen eine kombinierte Wirkungsweise der Zugschraube 82 als Befestigungsmittel 80 möglich, welche sowohl die Befestigung, also die Fixierung, der unteren Niederhalterteile 72 in horizontaler, wie auch in vertikaler Richtung ermöglicht.
10 zeigt in isometrischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannrahmenplatte 62 einer Spannvorrichtung 60. Hier ist zu erkennen, dass ein Durchbruch durch die Spannrahmenplatte 62 von eher komplexer geometrischer Form vorgesehen ist. Durch diesen Durchbruch kann das zweite Werkzeug 40 in die Kavität des ersten Werkzeugs 20 geführt werden. Entlang dieses Durchbruchs sind Niederhaltervorrichtungen 70 angeordnet. Wie aus 10 gut zu erkennen ist, sind die Niederhaltervorrichtungen 70 in ihrer Erstreckung horizontal zur Spannrahmenplatte 62 unterschiedlich. Die Unterschiedlichkeit der Erstreckung hängt von der entsprechenden Ausformung des Durchbruchs durch die Spannrahmenplatte 62, insbesondere der Krümmung an der jeweiligen Position ab. So sind an der hinteren Kante des Durchbruchs gelegen drei Niederhaltervorrichtungen 70 dargestellt, die eine relativ kurze Erstreckung haben, um in horizontaler Richtung die starke Krümmung des Durchbruchs in der Spannrahmenplatte 62 abzubilden. In den im Wesentlichen geraden Abschnitten des Durchbruchs der Spannrahmenplatte 62 sind die Niederhaltervorrichtungen 70 mit relativ großer Erstreckung in horizontaler Richtung ausgestattet, um den Aufwand des Nachstellens und die Kosten in der Produktion der Niederhaltervorrichtungen möglichst gering zu halten.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind ausschließlich Beispiele der vorliegenden Erfindung und beschränken diese nicht. So ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass die einzelnen vorgeschlagenen Konzepte, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombinierbar sind.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
20: erstes Werkzeug
22: Negativform
22a: Kavität
23: formgebende Konturfläche
24: Umrandung der Kavität
40: zweites Werkzeug
42: Hinterfüllmittel
44: Hinterfüllöffnung
46: Fluidkanal
60: Spannrahmenvorrichtung
62: Spannrahmenplatte
70: Niederhaltervorrichtung
72: unteres Niederhalterteil
74: oberes Niederhalterteil
76: vertikale Verstellvorrichtung
77a: vertikales Verstellmittel
77b: Gewindeführung für vertikales Verstellmittel
78: horizontale Verstellvorrichtung
80: Befestigungsmittel
82: Zugschraube
100: Dekorteil
110: Dekorfolie
120: Gussmaterial

Claims

Vorrichtung (10) zum Herstellen von hinterfüllten Dekorteilen (100) aus einer Dekorfolie (110) und Gussmaterial (120) für den Einbau in Kraftfahrzeugen, aufweisend ein erstes Werkzeug (20) mit wenigstens einer Negativform (22), die als formgebende Konturfläche (23) zumindest abschnittsweise eine Kavität (22a) für das herzustellende Dekorteil (100) bildet, ein zweites Werkzeug (40), das relativ zum ersten Werkzeug (20) zumindest abschnittsweise in dessen Kavität (22) reversibel hinein bewegbar ist und Hinterfüllmittel (42) für das Zuführen von Gussmaterial (120) mit wenigstens einer Hinterfüllöffnung (44) in Richtung der Kavität (22) aufweist, und einen Spannrahmenvorrichtung (60) zum Spannen der Dekorfolie (110) über der Negativform (22), die relativ zum ersten Werkzeug (20) fixiert oder fixierbar ist und wenigstens eine Spannrahmenplatte (62) sowie zumindest zwei auf der Spannrahmenplatte (62) angeordnete Niederhaltervorrichtungen (70) aufweist, die jeweils ein unteres Niederhalterteil (72) und ein oberes Niederhalterteil (74), das relativ zum unteren Niederhalterteil (72) bewegbar ist, derart ausgestaltet aufweisen, dass zwischen diesen ein Abschnitt der Dekorfolie (110) geklemmt werden kann, wobei das untere Niederhalterteil (72) eine vertikale Verstellvorrichtung (76) aufweist zur vertikalen Verstellung des unteren Niederhalters (72) relativ zur Spannrahmenplatte (62).
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Niederhalterteil (72) eine horizontale Verstellvorrichtung (78) aufweist, die zur horizontalen Verstellung des unteren Niederhalterteils (72) relativ zur Spannrahmenplatte (62) gestaltet ist, um den Abstand zwischen dem unteren Niederhalterteil (72) und einer Umrandung (24) der Negativform (22) einzustellen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Verstellvorrichtung (78) jedes unteren Niederhalterteils (72) wenigstens ein Befestigungsmittel (80) aufweist, welches zur horizontal variablen Befestigung des unteren Niederhalterteils (72) an der Spannrahmenplatte (62) ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (80) jedes unteren Niederhalterteils (72) wenigstens eine Zugschraube (82) aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugschraube (82) sowohl für die Befestigung des unteren Niederhalterteils (72) bei der horizontalen Verstellung, wie auch zur Befestigung des unteren Niederhalterteils (72) bei der vertikalen Verstellung dient.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Verstellvorrichtung (76) jedes unteren Niederhalterteils (72) wenigstens ein vertikal wirkendes Verstellmittel (77a) aufweist, welches ausgestaltet ist über eine zur Spannrahmenplatte (62) vertikale Gewindeführung (77b) in dem untern Niederhalterteil (72) das untere Niederhalterteil (72) von der Spannrahmenplatte (62) in definierter Weise in vertikaler Richtung zu entfernen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterfüllmittel (42) im zweiten Werkzeug (40) zumindest einen Fluidkanal (46) aufweist, welcher in fluidkommunizierender Verbindung mit den Hinterfüllöffnungen (44) steht und derart ausgestaltet ist, dass er in fluidkommunizierende Verbindung mit einem Spritzgussextruder bringbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydrauliksystem vorgesehen ist, welches die Bewegung des oberen Niederhalterteils (74) relativ zum unteren Niederhalterteil (72) und/oder die Bewegung des zweiten Werkzeuges (40) relativ zum ersten Werkzeug (20) ausführt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe jedes unteren Niederhalterteils (72) in vertikaler Richtung entlang der Richtung der Umrandung (24) der Kavität (22) des ersten Werkzeugs (20) im Bereich zwischen 10 und 100 mm liegt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung jedes unteren Niederhalterteils (72) in horizontaler Richtung entlang der Richtung der Umrandung (24) der Negativform (22) des ersten Werkzeugs (20) sich proportional zum Krümmungsradius der Umrandung (24) der Negativform (22) des ersten Werkzeugs (20) an der dem jeweiligen unteren Niederhalterteil (72) zugeordneten Stelle verhält.
Verfahren zum Herstellen von hinterfüllten Dekorteilen (100) aus einer Dekorfolie (110) und Gussmaterial (120) für den Einbau in Kraftfahrzeugen unter Verwendung einer Vorrichtung mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die folgenden Schritte: • Einspannen einer Dekorfolie (110) in der Spannrahmenvorrichtung (70), • relative Bewegung des zweiten Werkzeuges (40) in Richtung der Negativform (22) des ersten Werkzeuges (20), • Verformen der Dekorfolie (110) durch Einfahren des zweiten Werkzeuges (40) in die Kavität (22a) des ersten Werkzeuges (20) und • Einführen von flüssigem Gussmaterial (120) mittels der Hinterfüllmittel (42) und gleichzeitiges Herausfahren des zweiten Werkzeuges (40) aus der Kavität (22a) des ersten Werkzeuges (20), wobei das durch das Herausfahren des zweiten Werkzeuges (40) freigegebene Volumen dem Volumen des eingeführten Gussmaterials entspricht.
Optimierungsverfahren, aufweisend die folgenden Schritte: • Durchführen eines ersten Verfahrensdurchgangs nach Anspruch 11, • Verstellen der Niederhaltervorrichtungen (70) in vertikaler und/oder horizontaler Richtung, • Durchführen eines weiteren Verfahrensdurchgangs und • Vergleich der Herstellergebnisse der beiden Verfahrensdurchgänge hinsichtlich deren Qualität.