DE102014111071A1

DE102014111071A1 - Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bauteils und Werkzeug hierfür

Info

Publication number: DE102014111071A1
Application number: DE102014111071.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Ernst; Rolf Harer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bauteils (5), mit einem Spritzgusswerkzeug (1) aufweisend zumindest zwei Werkzeugelemente (2, 3), welche zwischen sich eine Kavität (4) zum Einspritzen des Kunststoffs zur Erzeugung des Bauteils (5) aufweisen, wobei in den Werkzeugelementen (2, 3) gegenüberliegend jeweils ein verlagerbarer Stempel (6, 7) angeordnet ist, welche derart beabstandet sind, dass sich zwischen den beiden Stempeln (6, 7) Raum (8) der Kavität (4) befindet, wobei in einem Schritt die Kavität (4) mit Kunststoff befüllt wird um das Bauteil (5) zu bilden, anschließend der erste Stempel (7) zurückgezogen wird, um einen Freiraum (9) benachbart des Bauteils (5) zu bilden, und der zweite Stempel (6) als Stanzstempel durch das Bauteil (5) geführt wird zur Erzeugung eines Lochs (10), wobei der Stanzrest (11) in den Freiraum (9) überführt wird. Auch betrifft die Erfindung ein Werkzeug hierfür.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bauteils und ein Werkzeug hierfür.
In Kraftfahrzeugen werden vielfältig gelochte Bauteile eingesetzt. Dabei sind auch gelochte Kunststoffbauteile eingesetzt, die in einem Spritzgusswerkzeug hergestellt und anschließen im Produktionsprozess zu einer Lochstation geführt werden, um an der richtigen vorgesehenen Stelle gelocht zu werden. Dieses Lochen kann durch ein Stanzverfahren in einem Stanzwerkzeug durchgeführt werden. Dieses Verfahren ist relativ aufwändig und kann auch dazu führen, dass die Lochung an der falschen Stelle vorgenommen wird.
Solche Methoden zur nachträglichen Lochherstellung sind durch die Druckschriften DE 102 39 453 A1 , DE 10 2006 012 245 A1 und FR 2 768 648 A1 bekannt geworden.
Die DE 20 2005 009 812 U1 offenbart ein Spritzgusswerkzeug mit einem Schieber zur Verformung einer zu umspritzenden metallischen Einlage in dem Spritzgusswerkzeug.
Auch ist es bekannt, dass in dem Werkzeug Stempel vorgesehen sind, welche beim Spritzgießen den für das loch vorgesehenen Raum aussparen, so dass dort kein Material zufließen kann. Dies stellt sich jedoch hinsichtlich der Genauigkeit der Maße des Lochs als eher nicht ausreichend dar.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bauteils und ein Werkzeug hierfür zu schaffen, das relativ einfach und zuverlässig die Bauteile mit hoher Genauigkeit fertigen lässt.
Die Aufgabe zum Verfahren wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bauteils, mit einem Spritzgusswerkzeug aufweisend zumindest zwei Werkzeugelemente, welche zwischen sich eine Kavität zum Einspritzen des Kunststoffs zur Erzeugung des Bauteils aufweisen, wobei in den Werkzeugelementen gegenüberliegend jeweils ein verlagerbarer Stempel angeordnet ist, welche derart beabstandet sind, dass sich zwischen den beiden Stempeln Raum der Kavität befindet, wobei in einem Schritt die Kavität mit Kunststoff befüllt wird um das Bauteil zu bilden, anschließend der erste Stempel zurückgezogen wird, um einen Freiraum benachbart des Bauteils zu bilden, und der zweite Stempel als Stanzstempel durch das Bauteil geführt wird zur Erzeugung eines Lochs, wobei der Stanzrest in den Freiraum überführt wird. Dadurch wird das Loch, das allgemein als Aussparung definiert ist, in dem Bauteil, in dem Werkzeug der Spritzgussherstellung erzeugt. Somit entfällt ein nachgelagerter Stanzschritt und das Herstellungsverfahren kann kostengünstiger gestaltet werden. Das Loch muss dabei kein rundes Loch sein. Es kann beliebig geformt sein. Es kann auch ein offenes Loch mit offenem Außenrand sein.
Bevorzugt erfolgt das Stanzen des Lochs im Werkzeug nach der Nachdrückphase des Spritzgießens. Dadurch wird eine verbesserte Bauteilqualität erzielt, wobei die Kontur des Lochs auch verbessert ist. Durch den Verzicht auf die lochformenden Stempel entsteht beim Spritzprozess keine Bindenaht. Dies hat zum einen optische Vorteile und zum anderen wird so weniger Ausschuss produziert.
Vorteilhaft ist es, wenn das Verlagern des ersten Stempels und des zweiten Stempels gleichzeitig erfolgt. Dadurch kann eine kurze Taktzeit realisiert werden, da keine zusätzlichen nachgeschalteten Prozesse mehr benötigt werden.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Verlagern des ersten Stempels und des zweiten Stempels zeitversetzt erfolgt, wobei erst der erste Stempel und danach der zweite Stempel verlagert werden. Dadurch wird der Freiraum zur Aufnahme des Stanzrests erst erzeugt, bevor gestanzt wird. Dies kann ein Vorteil für eine saubere Kontur des Lochs bedeuten.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der erste Stempel bei der Öffnung des Werkzeugs in der zurückgezogenen Stellung verbleibt und ein Greifer das Bauteil entnimmt. So kann erst das Bauteil entnommen werden, ohne dass es durch die Entnahme des Stanzrests evtl. verkratzt oder beschädigt wird.
Auch nimmt vorteilhaft ein Greifer den Stanzrest heraus, vorteilhaft nach Entnahme des Bauteils, so dass im nächsten Fertigungszyklus dieser nicht stört.
Dazu ist es vorteilhaft, wenn eine Überwachung, wie eine Kameraüberwachung vorgenommen wird, um die Entnahme des Stanzrests zu überwachen. So kann sichergestellt werden, dass der Stanzrest entnommen ist, bevor das Werkzeug für den nächsten Zyklus wieder schließt.
Die Aufgabe zum Werkzeug wird mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung eines gelochten Bauteils, wie Spritzgusswerkzeug, mit zumindest zwei Werkzeugelementen, welche zwischen sich eine Kavität zum Einspritzen des Kunststoffs zur Erzeugung des Bauteils aufweisen, wobei in den Werkzeugelementen gegenüberliegend jeweils ein verlagerbarer Stempel angeordnet ist, welche derart beabstandet sind, dass sich zwischen den beiden Stempeln Raum der Kavität befindet, wobei in einem Schritt die Kavität mit Kunststoff befüllbar ist, um das Bauteil zu bilden, wobei der erste Stempel zurückziehbar ist, um einen Freiraum benachbart des Bauteils bilden zu können, und wobei der zweite Stempel als Stanzstempel durch das Bauteil führbar ist, zur Erzeugung eines Lochs, wobei der Stanzrest in den Freiraum überführbar ist. Durch die Ausgestaltung der zwei sich gegenüberliegenden Stempel kann das Loch einfach nach dem Einspritzen hergestellt werden, ohne dass zu viel Material ausgestanzt werden muss.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein erster Greifer vorgesehen ist, um das Bauteil zu entnehmen. Auch ist es vorteilhaft, wenn ein zweiter Greifer oder der erste Greifer vorgesehen ist, um den Stanzrest zu entnehmen. Dabei kann ein zweiter Greifer auf die Kontur des Stanzrests ausgelegt werden, was eine einfachere Entnahme und eine verbesserte Dynamik des Greifers bedeuten kann.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Stempel mittels Zylindern, wie Hydraulikzylindern betätigbar sind. Alternativ könnten die Stempel aber auch beispielsweise elektromotorisch oder anderweitig betätigbar sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, zur Überwachung der Entnahme des Stanzrests. Dadurch kann der Prozess vorteilhaft überwacht werden, so dass die nachfolgenden Bauteile ohne Fehler produziert werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zur Herstellung eines Bauteils,
2 ein Ausschnitt aus 1 zu einem vorgegebenen Verfahrenszeitpunkt, und
3 ein Ausschnitt aus 1 zu einem anderen Verfahrenszeitpunkt.
Die 1 zeigt ein Werkzeug 1 zur Herstellung eins Bauteils mit zumindest einem Loch und die 2 und 3 zeigen einen vergrößerten Ausschnitt in unterschiedlichen Betriebssituationen.
Das Werkzeug 1 zur Herstellung eines gelochten Bauteils, wie Spritzgusswerkzeug, weist zumindest zwei Werkzeugelemente 2, 3 auf, welche zwischen sich eine Kavität 4 zum Einspritzen des Kunststoffs zur Erzeugung des Bauteils aufweisen. ‚In den 2 du 3 ist die Kavität 4 bereits mit dem Bauteil 5 gefüllt dargestellt.
In den Werkzeugelementen 2, 3 sind gegenüberliegend jeweils verlagerbare Stempel 6, 7 angeordnet, welche derart beabstandet sind, dass sich zwischen den beiden Stempeln 6, 7 Raum 8 der Kavität 4 befindet.
In einem ersten Schritt wird die Kavität 4 mit Kunststoff befüllt, wie durch Spritzgießen befüllt, um das Bauteil 5 zu bilden.
Danach wird der erste Stempel 7 zurückgezogen, um einen Freiraum 9 benachbart des Bauteils 5 bilden zu können. Danach oder gleichzeitig wird der zweite Stempel 6 als Stanzstempel durch das Bauteil 5 geführt, zur Erzeugung eines Lochs 10, wobei der Stanzrest 11 in dem Freiraum 9 angeordnet ist.
Zum Entnehmen des Bauteils 5 aus dem geöffneten Werkzeug 1 ist ein erster Greifer 12 vorgesehen. Dieser Greifer 12 oder ein zweiter Greifer 13 ist vorgesehen, um den Stanzrest 11 zu entnehmen.
Die die Stempel 6, 7 werden mittels Zylindern 14, 15, wie Hydraulikzylinder, betätigbar. Alternativ ist aber auch eine elektromotorische Betätigung oder eine anderweitige Betätigung der Stempel 6, 7 darstellbar.
Weiterhin ist eine Überwachungsvorrichtung 16 vorgesehen, zur Überwachung der Entnahme des Stanzrests 11.
Das Bauteil ist beispielsweise ein Stoßfänger und das Loch ist ein Loch zur Aufnahme eines Sensors eines Parkassistenten.
Die 2 zeigt, wie das Bauteil 5 eingespritzt ist, wobei die Stempel 6, 7 noch in ihrer Ausgangsstellung sind.
Die 3 zeigt, wie das Loch durch Verlagerung der Stempel 6, 7 erzeugt ist und der Stanzrest 11 in dem Freiraum 9 angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10239453 A1 [0003]
DE 102006012245 A1 [0003]
FR 2768648 A1 [0003]
DE 202005009812 U1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bauteils (5), mit einem Spritzgusswerkzeug (1) aufweisend zumindest zwei Werkzeugelemente (2, 3), welche zwischen sich eine Kavität (4) zum Einspritzen des Kunststoffs zur Erzeugung des Bauteils (5) aufweisen, wobei in den Werkzeugelementen (2, 3) gegenüberliegend jeweils ein verlagerbarer Stempel (6, 7) angeordnet ist, welche derart beabstandet sind, dass sich zwischen den beiden Stempeln (6, 7) Raum (8) der Kavität (4) befindet, wobei in einem Schritt die Kavität (4) mit Kunststoff befüllt wird um das Bauteil (5) zu bilden, anschließend der erste Stempel (7) zurückgezogen wird, um einen Freiraum (9) benachbart des Bauteils (5) zu bilden, und der zweite Stempel (6) als Stanzstempel durch das Bauteil (5) geführt wird zur Erzeugung eines Lochs (10), wobei der Stanzrest (11) in den Freiraum (9) überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzen des Lochs (10) im Werkzeug (1) nach der Nachdrückphase des Spritzgießens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagern des ersten Stempels (7) und des zweiten Stempels (6) gleichzeitig erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagern des ersten Stempels (7) und des zweiten Stempels (6) zeitversetzt erfolgt, wobei erst der erste Stempel (7) und danach der zweite Stempel (6) verlagert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stempel (7) bei der Öffnung des Werkzeugs (1) in der zurückgezogenen Stellung verbleibt und ein Greifer (12) das Bauteil entnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (12, 13) den Stanzrest entnimmt, vorteilhaft nach Entnahme des Bauteils.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachung, wie eine Kameraüberwachung vorgenommen wird, um die Entnahme des Stanzrests (11) zu überwachen.
Werkzeug (1) zur Herstellung eines gelochten Bauteils (5), wie Spritzgusswerkzeug, mit zumindest zwei Werkzeugelementen (2, 3), welche zwischen sich eine Kavität (4) zum Einspritzen des Kunststoffs zur Erzeugung des Bauteils (5) aufweisen, wobei in den Werkzeugelementen (2, 3) gegenüberliegend jeweils ein verlagerbarer Stempel (6, 7) angeordnet ist, welche derart beabstandet sind, dass sich zwischen den beiden Stempeln (6, 7) Raum (8) der Kavität (4) befindet, wobei in einem Schritt die Kavität (4) mit Kunststoff befüllbar ist, um das Bauteil (5) zu bilden, wobei der erste Stempel (7) zurückziehbar ist, um einen Freiraum (9) benachbart des Bauteils (5) bilden zu können, und wobei der zweite Stempel (6) als Stanzstempel durch das Bauteil (5) führbar ist, zur Erzeugung eines Lochs (10), wobei der Stanzrest (11) in den Freiraum (10) überführbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Greifer (12) vorgesehen ist, um das Bauteil (5) zu entnehmen.
Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Greifer (13) oder der erste Greifer (12) vorgesehen ist, um den Stanzrest (11) zu entnehmen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (6, 7) mittels Zylindern (14, 15), wie Hydraulikzylindern, betätigbar sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungsvorrichtung (16) vorgesehen ist, zur Überwachung der Entnahme des Stanzrests (11).