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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Innenausstattungsbauteilen mittels Aufschäumen eines Schäummaterials nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden beispielsweise im Bereich der Automobilindustrie häufig eingesetzt, um Innenverkleidungsteile für Kraftfahrzeuge wie beispielsweise Instrumententafeln, Türverkleidungen oder dergleichen herzustellen. So offenbart beispielsweise die
WO 2010/139307 A2 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Zum Herstellen des Formteils wird ein aushärtbares Schaummaterial, wie beispielsweise PUR in die Kavität der Form eingeführt, wobei die Form zu diesem Zweck einen sogenannten Angussverschluss besitzt, über den das Schäummaterial in die Kavität der Form zugeführt wird. Darüber hinaus besitzt die Form üblicherweise eine Entlüftungsöffnung bzw. ein Entlüftungsventil, sodass die in der Kavität enthaltene Luft während des Einführens des Schäummaterials entweichen kann.
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Sowohl im Bereich des Angussverschlusses als auch im Bereich des Entlüftungsventils ist üblicherweise ein spezieller Funktionseinsatz vorgesehen, der beispielsweise auf den zum Zuführen des Schäummaterials vorgesehenen Mischkopf abgestimmt ist.
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Diese Funktionseinsätze unterliegen einer hohen Beanspruchung durch Druck und Temperatur und müssen nach dem zumindest teilweisen Aushärten des Schäummaterials von dem Schaummaterial getrennt werden. Dabei hat sich gezeigt, dass Funktionseinsätze häufig eine Schwachstelle der Gesamtvorrichtung darstellen und bisweilen zu erheblichem Umbauaufwand führen können.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Innenausstattungsbauteilen bereitzustellen, bei welcher der Wartungs- und Umbauaufwand reduziert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Innenausstattungsbauteilen nach Anspruch 1 gelöst. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung die Dauerhaftigkeit von Funktionseinsätzen mit geringem Aufwand zu erhöhen und gleichzeitig schneller und flexibler unterschiedliche Funktionseinsätze einsetzen zu können. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der (mindestens eine) Funktionseinsatz mittels einer (bevorzugt schnell lösbaren) Formschlussverbindung in die Durchgangsöffnung der Form eingesetzt ist, und dass der Funktionseinsatz zumindest kavitätsseitig aus einem Material besteht, das gegenüber einem Schäummaterial, wie insbesondere PUR selbsttrennenden Eigenschaften aufweist.
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Auf diese Weise wird zunächst möglich, auf aufwändige Maßnahmen zum Schutze des Funktionseinsatzes wie beispielsweise Trennmittel zu verzichten, da der Funktionseinsatz Dank des kavitätsseitig vorgesehenen Materials mit selbsttrennenden Eigenschaften stets problemlos von dem Schäummaterial getrennt werden kann. Hierdurch werden nicht nur Zeitbedarf und Arbeitsaufwand zum Vorbereiten der Form auf den nächsten Arbeitszyklus reduziert, sondern die Lebensdauer des Funktionseinsatzes wird unter Umständen sogar verlängert. Gleichzeitig wird jedoch auch die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht, da der Funktionseinsatz Dank der bevorzugt schnell lösbaren Formschlussverbindung innerhalb kurzer Zeit und mit geringem Aufwand ausgewechselt werden kann, sodass der jeweilige Funktionseinsatz flexibel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden kann. Die Kombination einer Formschlussverbindung mit der speziellen Materialauswahl des Funktionseinsatzes ist darüber hinaus besonders vorteilhaft, da sich so ein dauerhaftes und flexibles Baukastensystem schaffen lässt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innenflächen der Form zumindest abschnittsweise mit mindestens einem Formeinsatz versehen sind, der zumindest kavitätsseitig ebenfalls aus einem Material besteht, das gegenüber einem Schäummaterial wie insbesondere PUR selbsttrennende Eigenschaften aufweist. Hierdurch kann auch im Bereich der Forminnenflächen eine erhebliche Zeit- und Arbeitsersparnis bei der Vorbereitung der Form auf den nächsten Arbeitszyklus erzielt werden, da beispielsweise auf den Einsatz eines Trennmittels verzichtete werden kann und auch geringere Nacharbeiten anfallen. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der mindestens eine Formeinsatz im Wesentlichen luftdicht an den mindestens einen Funktionseinsatz angebunden ist, wobei der mindestens eine Formeinsatz bevorzugt zwischen Funktionseinsatz und Form eingeklemmt ist. Auf diese Weise wird der Wartungs- und Vorbereitungsaufwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter vermindert und die Lebensdauer verlängert, da das Eindringen des Schäummaterials in Fugen zwischen Form- und Funktionseinsatz weitgehend ausgeschlossen wird.
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Das im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommende Material mit selbsttrennenden Eigenschaften kann aus unterschiedlichsten Materialien ausgewählt werden. Als besonders dauerhaft und selbsttrennend hat sich jedoch PE, insbesondere HDPE erwiesen, sodass diese Materialien im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt sind.
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Die Formschlussverbindung zwischen Funktionseinsatz und Form kann im Rahmen der Erfindung ebenfalls auf unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein. Vorteilhaft ist die Formschlussverbindung jedoch als Bajonettverschluss oder ein Schnappverschluss, insbesondere Ringschnappverschluss. Diese Verschlüsse sind bei einfacher Konstruktion besonders schnell und einfach lösbar und bringen keinen spielbaren Wartungsaufwand mit sich.
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Der jeweilige Funktionseinsatz kann im Rahmen der Erfindung unterschiedlichste Funktionen erfüllen, wie beispielsweise als Angusverschluss oder dergleichen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass mindestens ein Funktionseinsatz als Entlüftungseinsatz ausgebildet ist, der bevorzugt ein Entlüftungsventil aufweist. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass auch das Entlüftungsventil zumindest abschnittsweise aus dem Material mit gegenüber Schäummaterial selbsttrennenden Eigenschaften besteht. Hierdurch wird sichergestellt, dass nicht nach jedem Arbeitszyklus eine aufwändige Reinigung des Entlüftungsventils erforderlich ist. Auch kann auf spezielle Vorbehandlungen des Entlüftungsventils verzichtet werden. Ferner ergibt sich der Zusatzvorteil, dass das Entlüftungsventil problemlos auch einstückig mit dem Funktionseinsatz ausgeführt werden kann, sodass sich eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des Gesamtfunktionseinsatzes ergibt.
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Das Entlüftungsventil ist vorzugsweise in einem Ausgangszustand geöffnet, jedoch mittels einer Schließeinrichtung verschließbar. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Entlüftungsventil geschlossen werden kann, sobald die Kavität der Form vollständig mit dem Schäummaterial geschlossen ist, sodass nicht übermäßige Mengen an Schäummaterial an dem Entlüftungsventil austreten und dieses gegebenenfalls sogar verstopfen könnten.
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Die Schließeinrichtung kann im Rahmen der Erfindung auf unterschiedliche Art und Weise ausgestaltet sein und dabei sowohl selbsttätig arbeiten als auch über eine Steuerung oder sogar Regelung verschieben. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schließeinrichtung einen Aktor zum Schließen des Entlüftungsventils aufweist und bevorzugt anhand einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Schäummaterials in der Kavität steuerbar oder regelbar ist. Hierdurch ergibt sich ein besonders präziser und schnell ansprechender Öffnungs- und Schließbetrieb des Entlüftungsventils.
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Alternativ oder zusätzlich weist die Schließeinrichtung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung einen bewegbaren Schwimmer auf, der eingerichtet ist, infolge eines Auftriebs durch Kontakt mit dem Schäummaterial das Entlüftungsventil zu schließen. Eine derartige, selbsttätige Schließeinrichtung weist eine besonders einfache Konstruktion auf, wobei auf spezielle Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen verzichtet werden kann und lediglich einfache mechanische Bauteile erforderlich sind.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Funktionseinsatz auf seiner Außenseite ein Auffangmittel wie insbesondere einen Trichter aufweist.
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Hierdurch kann der Reinigungsaufwand der erfindungsgemäßen Form weiter vermindert werden, da möglicherweise austretendes Schäummaterial unmittelbar aufgefangen werden kann. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das Auffangmittel ebenfalls aus dem Material mit gegenüber Schäummaterial selbsttrennenden Eigenschaften besteht und gegebenenfalls wiederum einstückig mit dem Funktionseinsatz ausgeführt ist, sodass sich Wartungs- und Reinigungsaufwand bei einfacher Konstruktion und Herstellung weiter minimieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt schematisch eine teilweise Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 zeigt schematisch eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich eines Funktionseinsatzes;
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3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Funktionseinsatzes;
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4 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Funktionseinsatzes;
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5 zeigt schematisch den in 4 gezeigten Funktionseinsatz in einer anderen Arbeitsstellung;
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6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Funktionseinsatzes;
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7 zeigt schematisch den in 6 gezeigten Funktionseinsatz in einer anderen Arbeitsstellung;
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Herstellen von Innenausstattungsbauteilen ist in 1 schematisch in einer teilweisen Schnittansicht dargestellt. Die Vorrichtung dient zum Herstellen von Innenausstattungsbauteilen mittels Aufschäumen eines Schäummaterials 2, bei dem es sich beispielsweise um PUR handeln kann. Dabei kann es sich sowohl um offenes als auch um geschlossenes Schäumen handeln, und es können beispielsweise Träger aus unterschiedlichen Materialien hinterschäumt oder umschäumt werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung 1 eine Schäumform 10 mit einem Oberteil 12 und einem Unterteil 14, die eine Kavität 16 zwischen sich definieren. In diese Kavität 16 kann ein Schäummaterial 2 über eine mit einem Funktionseinsatz 20 versehene Durchgangsöffnung eingeführt werden.
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Die Innenflächen der Form 10 sind in der vorliegenden Ausführungsform mit einem Formeinsatz 18 bzw. mehreren Formeinsätzen 18 versehen, der bzw. die zumindest kavitätsseitig aus einem Material bestehen, das gegenüber dem Schäummaterial 2 selbsttrennende Eigenschaften aufweist. Bei dem Material mit selbsttrennenden Eigenschaften gegenüber dem Schäummaterial 2 kann es sich beispielsweise um PE oder insbesondere HDPE handeln.
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Aus diesem oder einem anderen Material mit selbsttrennenden Eigenschaften gegenüber dem Schäummaterial 2 ist auch der Funktionseinsatz 20 hergestellt. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Funktionseinsatzes 20 ist in 2 näher gezeigt. Bei dem in 2 gezeigten Funktionseinsatz 20 handelt es sich um einen Angussverschluss, der als Schnittstelle zu einem Mischkopf 6 dient, mittels dessen das Schäummaterial 2 in die Kavität der Form 10 zugeführt wird. Der Funktionseinsatz 20 ist in der vorliegenden Ausführungsform vollständig aus dem Material mit selbsttrennenden Eigenschaften hergestellt und ist mittels einer schnell lösbaren Formschlussverbindung in die Durchgangsöffnung in dem Formoberteil 12 eingesetzt. Bei der schnell lösbaren Formschlussverbindung handelt es sich in der vorliegenden Ausführungsform um einen Ringschnappverschluss, wobei auch sonstige Schnellverschlüsse wie beispielsweise herkömmliche Schnappverschlüsse, Bajonettverschlüsse oder dergleichen zum Einsatz kommen können.
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Wie in 2 zu erkennen ist, ist der Formeinsatz 18 im Wesentlichen luftdicht an den Funktionseinsatz 20 angebunden, indem der Formeinsatz 18 zwischen dem Funktionseinsatz 20 und der Form 10 eingeklemmt ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Funktionseinsatzes ist in 3 schematisch dargestellt. Bei diesem Funktionseinsatz 20 handelt es sich um einen Entlüftungseinsatz, der dazu dient, während des Einführens des Schäummaterials in die Kavität ein gleichzeitiges Ausströmen der in der Kavität enthaltenen Luft zu ermöglichen. Obgleich in 3 nicht gezeigt, ist auch dieser Funktionseinsatz 20 mittels einer schnell lösbaren Formschlussverbindung in das Formoberteil 12 eingesetzt und darüber hinaus aus dem Material mit selbsttrennenden Eigenschaften hergestellt. Der Funktionseinsatz 20 besitzt darüber hinaus eines oder mehrere Entlüftungslöcher. Ferner ist an dem Funktionseinsatz 20 in der vorliegenden Ausführungsform ein Auffangmittel 32 in Form eines Trichters vorgesehen, der bevorzugt ebenfalls aus dem Material mit gegenüber dem Schäummaterial 2 selbsttrennenden Eigenschaften hergestellt ist und vorzugsweise einstückig mit dem Funktionseinsatz ausgeführt ist.
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Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Funktionseinsatzes ist in den 4 und 5 schematisch in zwei unterschiedlichen Arbeitsschritten dargestellt. Bei dem in den 4 und 5 gezeigten Funktionseinsatz 20 handelt es sich ebenfalls um einen Entlüftungseinsatz, der in dieser Ausführungsform jedoch zusätzlich ein Entlüftungsventil 22 aufweist. Das Entlüftungsventil 22 ist in dem in 4 gezeigten Ausgangszustand geöffnet, jedoch mittels einer Schließeinrichtung 24 derart verschließbar, dass der in 5 gezeigte Schließzustand erreicht wird. Die Schließeinrichtung 24 weist in der vorliegenden Ausführungsform einen Aktor 26 zum Schließen des Entlüftungsventils 22 auf. Dabei kann der Füllgrad der Kavität mittels einer Erfassungseinrichtung 28, die in der vorliegenden Ausführungsform durch einen Sensor zur Erfassung des Schäummaterials 2 gebildet ist, überwacht werden, und der Aktor 26 der Schließeinrichtung 24 kann auf der Grundlage eines Signals der Erfassungseinrichtung 28 entsprechend gesteuert bzw. geregelt werden.
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Das Entlüftungsventil 22 kann ebenfalls aus dem Material mit gegenüber dem Schäummaterial 2 sebsttrennenden Eigenschaften hergestellt sein und darüber hinaus vorzugsweise auch einstückig mit dem Funktionsseinsatz 20 ausgebildet sein, wobei sich eine Beweglichkeit des Entlüftungsventils 22 in Bezug auf den Funktionseinsatz 20 beispielsweise durch Vorsehen eines Filmscharniers zwischen diesen beiden Bauteilen erreichen lässt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funktionseinsatzes ist in den 6 und 7 in unterschiedlichen Arbeitsstellungen schematisch dargestellt. Bei dem in den 6 und 7 gezeigten Funktionseinsatz 20 handelt es sich ebenfalls um einen Entlüftungseinsatz mit Entlüftungsventil, wobei das Entlüftungsventil 22 in der vorliegenden Ausführungsform eine Schließeinrichtung 24 mit einem bewegbaren Schwimmer 30 aufweist, der eingerichtet ist, infolge eines Auftriebs durch Kontakt mit dem Schäummaterial 2, das Entlüftungsventil 22 zu schließen. So kann bei der in 6 gezeigten, offenen Stellung des Entlüftungsventil 22 Luft aus der Kavität entweichen. Erst wenn zunehmend Schäummaterial 2 an dem Schwimmer 30 anliegt, wird das Entlüftungsventil 22 sukzessive geschlossen und die Kavität gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet (vgl. 7).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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