DE102010043044A1

DE102010043044A1 - Spritz-/Presswerkzeug

Info

Publication number: DE102010043044A1
Application number: DE201010043044
Authority: DE
Inventors: Joerg Theinert; Falko Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-05-03

Abstract

Spritz-/Presswerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen, mit mindestens zwei Werkzeughälften, von denen eine Werkzeughälfte zum Öffnen bzw. Schließen des Spritz-/Presswerkzeugs relativ zu der anderen Werkzeughälfte verfahrbar ist. Für den Fall, dass die Werkzeughälften durch Kunststoff eines herzustellenden Kunststoffbauteils miteinander verkleben, ist mindestens eine Notlöseeinrichtung zum Trennen der verklebten Werkzeughälften vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritz-/Presswerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Faserverstärkte Kunststoffbauteile für Fahrzeuge können in Großserienfertigung mit Spritz-/Presswerkzeugen hergestellt werden. Dabei wird ein aus einer Fasermatte hergestellter Vorformling (Preform), dessen Form im Wesentlichen dem herzustellenden Kunststoffteil entspricht, in ein sogenanntes RTM-Werkzeug (Rapid-Transfer-Moulding-Werkzeug), das im Folgenden auch als „Spritz-/Presswerkzeug” bezeichnet wird, eingebracht. Nach dem Schließen des Spritz-/Presswerkzeugs wird ein aushärtbarer Kunststoff in das Werkzeug eingebracht. Das Werkzeug wird dann für eine gewisse Zeitdauer geschlossen gehalten, was zum Vernetzen und Aushärten des Kunststoffs führt. Der Kunststoff wirkt bei der Vernetzung wie ein Kleber, was die Gefahr birgt, dass die Werkzeughälften miteinander verkleben und durch den Öffnungs-/Schließmechanismus des Werkzeugs ohne weiteres nicht mehr geöffnet werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spritz-/Presswerkzeug anzugeben, das selbst bei einem unbeabsichtigten Verkleben der Werkzeughälften sicher geöffnet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Spritz-/Presswerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen. Das Werkzeug weist mindestens zwei Werkzeughälften, d. h. mindestens ein Oberwerkzeug und mindestens ein Unterwerkzeug auf, von denen eine Werkzeughälfte (z. B. das Oberwerkzeug) zum Öffnen bzw. Schließen des Spritz-/Presswerkzeugs relativ zu der anderen Werkzeughälfte verfahrbar ist.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass für den Fall, dass die Werkzeughälften durch in eine Formkavität des Spritz-/Presswerkzeugs eingebrachten Kunststoff miteinander verkleben, mindestens eine Notlöseeinrichtung zum Trennen der verklebten Werkzeughälften vorgesehen ist.
Der Begriff ”Notlöseeinrichtung ist ganz allgemein so zu interpretieren, dass hiermit eine hinreichend hohe „Aufreißkraft” aufbringbar ist, so dass sichergestellt ist, dass unbeabsichtigt miteinander verklebte Werkzeughälften voneinander getrennt werden können, ohne dass die Werkzeughälften dadurch beschädigt werden.
Unabhängig von der mindestens eine Notlöseeinrichtung ist eine Öffnungs/Schließeinrichtung vorgesehen, mittels der das Spritz-/Presswerkzeug im „Normalbetrieb”, d. h. wenn die Werkzeughälften nicht oder nur sehr leicht miteinander verkleben, geöffnet und geschlossen werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Notlöseeinrichtung ausschließlich zum Trennen verklebter Werkzeughälften, nicht aber zum vollständigen Öffnen des Spritz-/Presswerkzeugs vorgesehen. Somit genügt es, wenn mittels der mindestens eine Notlöseeinrichtung ein minimaler ”Werkzeughub” erzeugbar ist, der lediglich so groß sein braucht, dass miteinander verklebte Werkzeughälften getrennt werden.
Die mindestens eine Notlöseeinrichtung kann an einer der beiden Werkzeughälften angeordnet sein und drückt gegen die andere der beiden Werkzeughälften. Bei der mindestens eine Notlöseeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Hydraulikzylinder handeln. Selbstverständlich kann die Notlöseeinrichtung durch mehrere Aktuatoren, bei denen es sich z. B. um Hydraulikzylinder handeln kann, gebildet sein. Beispielsweise können an dem Spritz-/Presswerkzeug vier oder mehr derartige Notlöseaktuatoren vorgesehen sein.
Die einzelnen Notlöseaktuatoren können alle an einer der beiden Werkzeughälften angeordnet sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, einen Teil der Notlöseaktuatoren an der einen und die übrigen Notlöseaktuatoren an der anderen Werkzeughälfte anzuordnen. Die Notlöseaktuatoren wirken zwischen den Werkzeughälften in Öffnungsrichtung des Spritz-/Presswerkzeugs, wenn sich dieses mit der Öffnungs-/Schließeinrichtung nicht (mehr) öffnen lässt. Durch Druckbeaufschlagen der Notlöseeinrichtung können selbst stark miteinander verklebte Werkzeughälften getrennt werden.
Prinzipiell könnte zwar auch die Öffnungs-/Schließeinrichtung so ausgelegt werden könnte, dass sie ein Auseinanderreißen verklebter Werkzeughälften ermöglicht. Eine derart leistungsfähige Öffnungs-/Schließeinrichtung wäre allerdings relativ teuer, da sie nicht nur relativ hohe Kräfte erzeugen können muss, sondern darüber hinaus auch eine hohe Positions- und Kraftsteuerung bieten muss.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung in schematischer Darstellung.
1 zeigt ein Spritz-/Presswerkzeug 1, das zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffbauteile vorgesehen und geeignet ist. Das Spritz-/Presswerkzeug 1 weist ein Unterwerkzeug 2 auf, das beispielsweise ortsfest angeordnet sein kann, und ein Oberwerkzeug 3, das in einer Öffnungs-/Schließrichtung 4 durch eine hier nicht näher dargestellte Öffnungs-/Schließeinrichtung relativ zu dem Unterwerkzeug 2 verfahrbar angeordnet ist.
Bei geöffnetem Spritz-/Presswerkzeug 1 kann ein aus einer z. B. mehrlagigen Fasermatte hergestellter Vorformling zwischen die Werkzeughälften 2, 3 des Spritz-/Presswerkzeugs 1 eingebracht werden. Der Vorformling kann beispielsweise aus Kohle- und/oder Glasfasern, Metalldrähten o. ä. bestehen. Seine Form entspricht im Wesentlichen der Form des herzustellenden Kunststoffbauteils.
Nach dem Einbringen des Vorformlings in das Spritz-/Presswerkzeug 1 wird werden die beiden Werkzeughälften 2, 3 zusammengefahren. Bei geschlossenem Spritz-/Presswerkzeug 1 wird über eine hier nicht näher dargestellte Zuführeinrichtung ein aushärtbarer Kunststoff, z. B. ein duroplastisches Kunstharz, in eine hier nicht näher dargestellte Formkavität, welche durch beiden Werkzeughälften 2, 3 definiert ist, eingebracht, z. B. eingespritzt.
Während einer Aushärte- bzw. Vernetzungsphase vernetzt der Kunststoff mit dem Vorformling und härtet aus. Das Spritz-/Presswerkzeug 1 kann während dieser Phase mittels einer hier nicht näher dargestellten Heizeinrichtung beheizt werden, was den Vernetzungs- bzw. Aushärteprozess beschleunigt. Durch eine ebenfalls hier nicht näher dargestellte Öffnungs-/Schließeinrichtung bleiben die Werkzeughälften 2, 3 zusammengepresst. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Öffnungs-/Schließeinrichtung ausschließlich zu Öffnen bzw. Schließen, d. h. zum Auseinander- bzw. Zusammenfahren der Werkzeughälften dient und zum „Zuhalten” des Spritz-/Presswerkzeugs 1 eine separate Zuhalteeinrichtung vorgesehen ist.
Da der aushärtende bzw. vernetzende Kunststoff wie ein Kleber wirkt, besteht die Gefahr, dass die beiden Werkzeughälften 2, 3 unbeabsichtigt miteinander verkleben und durch die Öffnungs-/Schließeinrichtung nicht mehr geöffnet werden können. Für einen derartigen ”Notfall” ist eine Notlöseeinrichtung vorgesehen, die hier durch mehrere entlang des Außenumfangs des Spritz-/Presswerkzeugs 1 angeordnete Hydraulikzylinder 5, 6, 7 gebildet ist, die im Bereich der Werkzeugtrennebene 8 angeordnet sind bzw. wirken.
Die Hydraulikzylinder 5–7 sind bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel in das Unterwerkzeug 2 integriert. Sie weisen jeweils einen Kolben 9–11 auf, der gegen das Oberwerkzeug 3 drückt. Die relativ leistungsstarken Hydraulikzylinder 5–7 sind vergleichsweise kurzhubig. Sie sind nicht zum vollständigen Öffnen des Spritz-/Presswerkzeugs vorgesehen, sondern lediglich zum Trennen unbeabsichtigt miteinander verklebter Werkzeughälften 2, 3.

Claims

Spritz-/Presswerkzeug (1) zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen, mit mindestens zwei Werkzeughälften (2, 3), von denen eine Werkzeughälfte (3) zum Öffnen bzw. Schließen des Spritz-/Presswerkzeugs (1) relativ zu der anderen Werkzeughälfte (2) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Werkzeughälften (2, 3) durch Kunststoff eines herzustellenden Kunststoffbauteils miteinander verkleben, mindestens eine Notlöseeinrichtung (5–7) zum Trennen der verklebten Werkzeughälften (2, 3) vorgesehen ist.
Spritz-/Presswerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnungs-/Schließeinrichtung zum Öffnen bzw. Schließen des Spritz-/Presswerkzeugs (1) vorgesehen ist.
Spritz-/Presswerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlöseeinrichtung (5–7) ausschließlich zum Trennen verklebter Werkzeughälften (2, 3), nicht aber zum vollständigen Öffnen des Spritz-/Presswerkzeugs (1), vorgesehen ist.
Spritz-/Presswerkzeug (1) nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Notlöseeinrichtung (5–7) im Bereich einer Trennebene (8) der beiden Werkzeughälften (2, 3) vorgesehen ist.
Spritz-/Presswerkzeug (1) nach einem Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Notlöseeinrichtung (5–7) an mindestens einer der beiden Werkzeughälften (2) angeordnet ist und gegen die andere der beiden Werkzeughälften (3) drückt.
Spritz-/Presswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Notlöseeinrichtung (5–7) einen Hydraulikzylinder (5–9) mit einem verschieblich angeordneten Hydraulikkolben (9–11) aufweist.
Spritz-/Presswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass entlang eines Außenumfangs des Spritz-/Presswerkzeugs (1) mindestens vier Notlöseeinrichtungen (5–7) beabstandet voneinander angeordnet sind.