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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Folieren eines Bauteiles, insbesondere eines Fahrzeugkarosserieteils, mit mindestens einer Oberflächenvertiefung, die beispielsweise als Verprägung, Aussparung, Durchbruch oder einer Kombination daraus ausgebildet sein kann.
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Folierverfahren für Fahrzeugkarosserieteile sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die
DE 10 2009 012 239 A1 ein Verfahren zum Applizieren einer Lackfolie auf einem Fahrzeugteil, bei dem die Lackfolie mit einer Spanneinrichtung aufgespannt wird und das Bauteil von unten gegen die aufgespannt Folie gedrückt wird.
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Ferner offenbart die
DE 10 2009 041 163 A1 ein Verfahren zum Überziehen eines Karosserie-Bauteils mit einer Folie, die auf der dem Bauteil zugewandten Seite mit Kleber versehen ist. Die
DE 10 2007 058 714 A1 offenbart, die Folie auf das Bauteil aufzubringen, der vorab mit einem Haftvermittler versehen wurde.
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Auch sind Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt, die der Tatsache Rechnung tragen, dass die Karosserie-Bauteile zumeist dreidimensional gewölbt und mit Oberflächenvertiefungen versehen sind. Die
DE 196 28 966 C1 offenbart hierzu ein verhältnismäßig aufwendiges Verfahren zum Applizieren einer Lackfolie unter Verwendung elektromagnetischer Strahlung zur Enthärtung der Lackschicht. Die
DE 10 2009 009 690 A1 beschreibt ein Verfahren zum Applizieren von Lackfolien auf Karosserieteile unter Verwendung einer Walze, die eine biegeelastisch aufgenommene Rolle aufweist, die den Konturen des Karosseriebauteils Rechnung trägt.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ermöglichen zwar das Aufbringen von Folien und Lackfolien auf Fahrzeugkarosseriebauteile, gleichwohl wird hierbei stets das gesamte Bauteil mit der Folie überzogen, das heißt auch sämtliche Oberflächenvertiefungen, wie beispielsweise Verprägungen oder Aussparungen, die für Embleme oder Anbauteile an verschieden Karosseriebauteilen vorzusehen sind.
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Als „Oberflächenvertiefung” wird vorliegend jede Art von Vertiefung gegenüber der äußersten Oberflächenebene verstanden, wobei explizit eine Verprägung, Aussparung, ein Durchbruch oder eine Kombination aus den genannten wie beispielsweise ein Durchbruch innerhalb einer Verprägung mitumfasst ist. Dabei gibt es zwei Arten der Folienanordnung. In manchen Fällen kann die Folie auch im Inneren der Oberflächenvertiefung vorgesehen werden. Diese Ausführung war bisher aufwendig und nur unter Verwendung von extra hierfür vorgesehenen Stempeln möglich, welche die Folie in die Vertiefung hineindrückte. Ein solches Verfahren ist jedoch deshalb auch nachteilhaft, da es für das Hin- und Rückrüsten des Stempels zwei Werkzeugwechsel und die nicht unerhebliche Zeit des Stempelvorgangs benötigt.
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Im Regelfall ist es jedoch unerwünscht, dass in der Oberflächenvertiefung bzw. der Veprägung bereits eine verklebt Folie angeordnet ist, nämlich dann, wenn beispielsweise das in der Verprägung anzuordnende Bauteil ebenfalls durch eine Verklebung befestigt werden soll. Beispielhaft für Automobil-Karosserieteile ist hier eine Befestigungsaufnahme für Anbauteile wie beispielsweise Embleme, Antennen oder eine Dachrehling zu nennen.
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Zwei übereinander angeordnete Verklebungen ergeben ein unbestimmtes System, dessen Entwicklung über die Jahre nicht vorhersehbar bzw. berechenbar ist. In einem derartigen Fall muss deshalb die Folie innerhalb der Verprägung vor der Befestigung des Anbauteils entfernt, zum Beispiel herausgeschnitten werden. Das Schneiden unmittelbar auf dem (Karosserie-)Bauteil kann jedoch zu unerwünschten Verletzungen der Oberfläche führen.
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Vor diesem Hintergrund ist dies Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem kostengünstig und für Großserien geeignet Bauteile mit Folien überzogen werden können, wobei Oberflächenvertiefungen anschließend, zumindest abschnittsweise, folienfrei sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Folieren eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugkarosserieteils, mit mindestens einer Oberflächenvertiefung mit den Verfahrensschritten des Einlegens eines Einlegeelementes in die mindestens eine Oberflächenvertiefung, des Überziehens von mindestens der Oberflächenvertiefung mit dem darin angeordneten Einlegeelement mit einer Folie, dem Schneiden der Folie im Bereich des Einlegeelements und dem Entfernen des Einlegeelements aus der Oberflächenvertiefung.
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Üblicherweise wird das gesamte Bauteil mit der Folie und somit auch die Oberflächenvertiefung mit dem darin angeordneten Einlegeelement mit der Folie überzogen und diese anschließend abschnittsweise im Bereich des Einlegeelements derart ausgeschnitten, dass dieses beispielsweise mit einem Greifer entfernt werden kann. Die Randabschnitte der Schnittkanten der Folie werden dann in die Oberflächenvertiefung hineingedrückt oder die Folie legt sich eigenständig an das Bauteil an. Aufgrund des Einschneidens oder des Ausschneidens von Teilen der Folie ist gewährleistet, dass die Oberflächenvertiefung anschließend einen Bereich ohne Folie aufweist, in dem Anbauteile verklebt werden können.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Oberfläche, das heißt, die der Folie zugewandte Fläche des Einlegeelements derart ausgebildet, dass Klebstoffe nicht anhaften können. Hierzu kann beispielsweise eine entsprechende Beschichtung des Einlegeelements vorgesehen sein. Die Folie ist günstigerweise selbstklebend, das heißt auf der dem Bauteil und dem Einlegeelement zugewandten Seiten mit Kleber versehen, wobei der Kleber an dem Einlegeelement nicht anhaften kann. Die Folie kann mit dem beispielsweise aus dem Stand der Technik
DE 10 2009 009 690 A1 bekannten Verfahren auch mit einem Rakel- oder einer Walze auf das Bauteil aufgebracht werden.
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Das Schneiden der Folie im Bereich des Einlegeelements umfasst erfindungsgemäß verschiedene Arten des Einschneidens der Folie und Ausschneidens von Folienteilen. Das Schneiden der Folie erfolgt entweder im Bereich der Oberflächenerstreckung des Einlegeelements oder entlang dessen Außenkante oder im Bereich zwischen dem Einlegeelement und dem Bauteil (Luftraum) oder alternativ in Fällen, bei denen das Einlegeelement über die Oberflächenebene der Oberflächenvertiefung hervorsteht, auch direkt auf dem Bauteil selbst.
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In einer ersten Ausführung erstreckt sich die Oberflächenebene des Einlegeelements bündig zu der an die Oberflächenvertiefung angrenzende Oberfläche des Bauteils, so dass das Einlegeelement die Oberflächenvertiefung zumindest abschnittsweise in seitlicher Richtung, jedoch vollständig in der Höhenrichtung ausgleicht. Vorzugsweise ist die Außenkante des Einlegeelements von der die Oberflächenvertiefung einleitenden Oberflächenkante des Bauteils beabstandet, so dass die Folie einen Luftraum zwischen Einlegeelement und Außenkante der Oberflächenvertiefung überstreckt. Die Folie kann dann entlang der Außenkante des Einlegeelements ausgeschnitten und zusammen mit dem Einlegeelement entfernt werden. Die den Luftraum überstreckenden Abschnitte der Folie legen sich anschließend an die Außenwand der Oberflächenvertiefung an. In einer vorteilhaften Ausführung weist das Einlegeelement an der Außenkante eine Schnitt-Führungskante auf, die aus hartem Material, z. B. Metall, gebildet ist und als Schneid-Gegenlage für das Schnittwerkzeug dienen kann.
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In einer alternativen Ausführung erfolgt das Schneiden nicht entlang der Außenkante des Einlegeelements, sondern im Bereich dessen Oberflächenerstreckung, dass heißt nach innen beabstandet zu der Außenkante, wobei das Schneidwerkzeug das Einlegeelement als eine Art Unterlage wie einen Amboss verwendet werden kann. Günstig hierbei ist, wenn die aus der Folie ausgeschnittene Fläche kleiner ist als die Oberflächenerstreckung des Einlegeelements, so dass, nachdem das Einlegeelement durch das aus der elastischen Folie ausgeschnittene Loch und aus der Oberflächenvertiefung entfernt wurde, die Folie an die Randabschnitte der Oberflächenvertiefung angelegt werden kann und sich eine Erstreckung weit in die Oberflächenvertiefung hinein, falls gewünscht bis zum Bodenbereich ergibt. Häufig sind im Zentralbereich von derartigen Vertiefungen/Verprägungen Löcher angeordnet, die als Befestigungsaufnahme dienen. In dem beschriebenen Fall würde sich die Folie nach dem Entfernen des Einlegeelements vorzugsweise in die Nähe des Loches erstrecken können, wobei ein vordefinierter Abstand zwischen der Schnittkante der Folie und dem Lochrand stehen bleibt. In einer günstigen Ausführung ist der Abstand 10 mm und bietet somit Befestigungsmöglichkeit von Anbauteilen unmittelbar auf dem Material des Bauteils.
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In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Folie unmittelbar auf dem Bauteil geschnitten wird. Dies ist dann sinnvoll, wenn sich die Oberflächenebene des Einlegeelements außerhalb zu der an die Oberflächenvertiefung angrenzende Oberfläche des Bauteils erstreckt, so dass das Einlegeelement über die Oberflächenvertiefung in Höhenrichtung hervorsteht und die Folie eine Beule bildet.
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In einer weiteren alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Folie nicht ausgeschnitten, sondern beispielsweise kreuzförmig eingeschnitten wird, so dass das Einlegeelement entfernt und die Folie entlang der Schnittkante in die Oberflächenvertiefung über eine vorbestimmte Länge hineinragt und darin befestigt wird.
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In einer weiteren günstigen Ausführung kann ein Einlegeelement als Opferteil vorgesehen werden, das heißt, das Einlegeelement wird nur einmalig verwendet. Beispielsweise könnte hierfür ein Karton oder Papierteil verwendet werden, auf dem die Klebeseite der Folie nicht haftet und das nach dem Ausschneiden des Folienabschnitts zusammen mit der Folie leicht entsorgt und recycelt werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführung kann ferner vorgesehen sein, dass das Einlegeelement Mittel zu Zentrierung innerhalb der Oberflächenvertiefung und alternativ oder zusätzlich Mittel zur Zentrierung eines Werkzeugs aufweist, wobei die Geometrie des Einlegeelements selbst als Zentrierung für ein Werkzeug dienen kann. Insbesondere für die Serienproduktion ist es wichtig, reproduzierbare Ergebnisse mit automatisierten Werkzeugen zu erzielen. Es wird deshalb eine Ausführung bevorzugt, bei dem das Einlegeelement in immer derselben Position innerhalb der Oberflächenvertiefung angeordnet ist. Dies kann beispielsweise durch Positionierungsstifte ermöglicht werden, die in entsprechende, in dem Bauteil angeordnete Ausnehmungen eingreifen. Auch könnte vorgesehen sein, wenn in der Oberflächenvertiefung ein Loch angeordnet ist, dass ein entsprechend geformter Ring an dem Einlegeelement vorgesehen ist, der bei Positionierung des Einlegeelement in das Loch eingreift und die Position des Einlegeelements fixiert.
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Um dem zumeist robotergeführten Schneidwerkzeug eine Positionsaufnahme zu ermöglichen, ist es günstig, wenn auf dem Einlegeelement auf der der Folie zugewandten Seite eine Zentrierung vorgesehen ist.
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Ferner ist vorteilhaft, dass das Einlegeelement in einer weiteren Ausführungsform in der Oberflächenvertiefung lösbar befestigt ist, um eine Verlagerung während des Verfahrens zu vermeiden und immer gleiche Ergebnisse erzielen zu können. Die lösbare Befestigung kann Beispielsweise durch rückseitig an dem Bauteil angeordnete Magneten oder Elektromagneten gewährleistet werden, wenn das Einlegeelement entsprechend magnetisch ausgebildet ist.
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Als vorteilhafte Werkstoffe für das Einlegeelement können Stahl, Aluminium, CFK, Hartkunststoff oder Hartgummi vorgesehen sein.
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Die nachfolgenden Figuren zeigen beispielhaft schematisch, Ausführungsbeispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
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1 eine seitliche Schnittansicht eines Bauteils mit in eine Oberflächenvertiefung eingelegtem Einlegeelement, und
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2 eine seitliche Schnittansicht mit Schneidwerkzeug und einem alternativen Einlegeelement
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3 eine seitliche Schnittansicht mit Schneidwerkzeug und einem weiteren alternativen Einlegeelement.
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In 1 ist beispielhaft schematisch dargestellt, wie in einem Bauteil 1 mit Oberflächenvertiefung 2 ein Einlegeelement 3 angeordnet ist, wobei sich die Folie 4 über das Bauteil 1 und die Oberflächenvertiefung 2 vollständig hinweg erstreckt. Mit einem Rakel 9 wird die Folie auf das Bauteil 1 blasenfrei aufgebracht. Die Folie 4 ist auf der dem Bauteil 1 zugewandten Seite mit Klebstoff versehen, so dass sie an dem Bauteil 1 anhaften kann. Die Oberfläche des Einlegeelements 3 ist beschichtet, so dass der Kleber der Folie 4 daran nicht anhaftet und Folie 4 und Einlegeelement 3 stets voneinander lösbar bleiben. In der gezeigten Ausführung erstreckt sich die Oberflächenebene des Einlegeelements 3 bündig zu der an die Oberflächenvertiefung 2 angrenzenden Oberfläche 6 des Bauteils 1. Zwischen der Außenkante 5 des Einlegeelements 3 und der Kante der Oberflächenvertiefung 2 ist ein Abstand vorgesehen, der zwischen Einlegeelement 3 und Bauteil 1 einen Luftraum bildet, so dass die Folie 4, wenn sie entlang der Außenkante 5 des Einlegeelements 3 ausgeschnitten wird, nach dem Entfernen des Einlegeelements 3 in die Oberflächenvertiefung 2 über eine vorbestimmte Länge hineinragt und darin befestigt werden kann. In der gezeigten Ausführung ist der Abstand klein, so dass der Abschnitt, auf dem das Einlegeelement 3 aufliegt, nach Beendigung des Verfahrens folienfrei ist. In dem Bauteil 1 sind innerhalb der Oberflächenvertiefung 2 Aussparungen vorgesehen, in die an dem Einlegeelement 3 angeordnete Zentrierstifte 7 hineinragen, um ein Versetzen des Einlegeelements 3 während des Verfahrens zu vermeiden. Da die Folie 4 an dem Einlegeelement 3 nicht anhaftet, kann der ausgeschnittene Teil der Folie 4 sowie das Einlegeelement 3 nach dem Schneidevorgang entfernt werden und das Einlegeelement 3 wiederverwendet werden.
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In 2 ist beispielhaft schematisch dargestellt, wie die Folie 4 geschnitten wird. Soweit nicht als anders beschrieben stimmen die Merkmale mit denen der 1 überein. Das Einlegeelement 3 ist in dieser Ausführung von einem rückseitig an dem Bauteil 1 angeordneten Magneten 8 in Position gehalten. Es werden zwei alternativ zu verwendende Schneidwerkzeuge 10, 10' gezeigt, die im Falle des Schneidwerkzeugs 10 einen Schnitt entlang der Außenkante 5 des Einlegeelements 3, im Falle des Schneidwerkzugs 10' einen Schnitt im Bereich der Oberflächenerstreckung des Einlegeelements 3 nach innen beabstandet zur Außenkante 5 darstellt. Je nachdem, wo der Schnitt geführt wird, wird ein kürzerer oder längerer in die Oberflächenvertiefung 2 hineinragender Restabschnitt der Folie 4 erzielt, wobei der sich in die Oberflächenvertiefung 2 hinein erstreckende Restabschnitt hinsichtlich seiner Länge auch dadurch variabel ist, wie groß der Abstand zwischen der Außenkante 5 des Einlegers und der Kante der Oberflächenvertiefung 2 ist. Bei der in 2 dargestellten Ausführung ist der Abstand gegenüber in 1 dargestellten Ausführung größer, so dass die Seitenkanten der Oberflächenvertiefung 2 und Abschnitte des Bodens der Oberflächenvertiefung 2 nach durchlaufen des Verfahrens mit Folie 4 bedeckt bleiben und lediglich der Zentralbereich der Oberflächenvertiefung, der von dem Einlegeelement 3 überdeckt wurde, folienfrei ist.
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In 3 stimmen die Merkmale mit denen der 1 und 2 überein, soweit nichts anderes beschrieben ist. Es ist beispielhaft schematisch dargestellt, wie die Folie 4 bei einer Ausführung des Einlegeelements 3 mit einer Erstreckung in Höhenrichtung, die über die Oberflächenebene des Bauteils 1 hinausragt, mit einem Schneidwerkzeug 10'' im Bereich zwischen dem Bauteil 1 und dem Einlegeelement oder alternativ mit einem Schneidwerkezeug 10''' unmittelbar auf dem Bauteil geschnitten wird. Das über die Oberflächenebene des Bauteils 1 hinausragende Einlegeelement 3 wird von der Folie 4 überspannt, so dass die Folie 4 eine Beule bildet. Dabei steht die Folie 4 während des Schneidens unter einer vorbestimmten Spannung und kann sich nicht, sobald der Schneidevorgang beginnt, undefiniert im Inneren der Oberflächenvertiefung 2 verkleben.
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Die 1 und 2 zeigen je Abschnitte des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die einzelnen dargestellten Merkmale durch ebenfalls in der Anmeldung offenbarte Alternativen austauschbar sind, soweit dies technisch möglich ist. Die Erfindung beschränkt sich in Ihrer Ausführung deshalb nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten mit umfasst, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann eine in 1 dargestellte Zentriereinrichtung auch bei einer Ausführung gemäß 2 zusätzlich oder alternativ verwendet werden. Auch kann das in beiden dargestellte Einlegeelement als (Papier-)Opferteil zur einmaligen Verwendung vorgesehen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009012239 A1 [0002]
- DE 102009041163 A1 [0003]
- DE 102007058714 A1 [0003]
- DE 19628966 C1 [0004]
- DE 102009009690 A1 [0004, 0012]
