DE102015012359A1 - Tool for manufacturing a laminated sandwich component, laminated sandwich component and method for producing such a laminated sandwich component - Google Patents

Tool for manufacturing a laminated sandwich component, laminated sandwich component and method for producing such a laminated sandwich component Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (1) zum Fertigen eines kaschierten Sandwichbauteils (2), welches eine sichtbare A-Oberfläche und eine nicht sichtbare oder nur selten sichtbare, weniger wertanmutende, untergeordnete B-Oberfläche aufweist. Erfindungsgemäß umfasst das Werkzeug (1) drei Werkzeugteile (1.1 bis 1.3), die eine Formkavität zur Aufnahme eines zu kaschierenden Sandwichbauteils (2) begrenzen, wobei – ein oberes, zur Ausbildung der A-Oberfläche vorgesehenes Werkzeugteil (1.1) einen der Formkavität zugewandten konturgenauen Oberflächenverlauf einer mit der A-Oberfläche zu kaschierenden Seite des Sandwichbauteils (2) aufweist, – ein unteres, zur Ausbildung der B-Oberfläche des zu kaschierenden Sandwichbauteils (2) vorgesehenes Werkzeugteil (1.2) in einem einen inneren Randbereich der Formkavität umfassenden Randbereich eine Aussparung (1.2.1) aufweist, und – ein horizontal in die Aussparung (1.2.1) verschiebbares Werkzeugteil (1.3) vorgesehen ist, welches einen Schieber (1.3.1) und einen Vorläufer (1.3.2) umfasst, die zeitlich versetzt horizontal zueinander verschiebbar ausgebildet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein kaschiertes Sandwichbauteil (2) und ein Verfahren zur Herstellung des kaschierten Sandwichbauteils (2) unter Verwendung des Werkzeugs (1).The invention relates to a tool (1) for manufacturing a laminated sandwich component (2), which has a visible A-surface and a non-visible or only rarely visible, less valued, subordinate B-surface. According to the invention, the tool (1) comprises three tool parts (1.1 to 1.3) which delimit a mold cavity for receiving a sandwich component (2) to be laminated, wherein - an upper tool part (1.1) provided for forming the A surface has a precise contour facing the mold cavity Surface profile of a to be laminated with the A-surface side of the sandwich component (2), - a lower, for forming the B surface of the sandwiching component to be laminated (2) provided tool part (1.2) in an inner edge region of the mold cavity comprehensive edge region a recess (1.2.1), and - a horizontally in the recess (1.2.1) displaceable tool part (1.3) is provided, which comprises a slide (1.3.1) and a precursor (1.3.2), the temporally offset from each other horizontally are formed displaceable. Furthermore, the invention relates to a laminated sandwich component (2) and a method for producing the laminated sandwich component (2) using the tool (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Fertigen eines kaschierten Sandwichbauteils. Die Erfindung betrifft weiterhin ein kaschiertes Sandwichbauteil und ein Verfahren zum Fertigen des kaschierten Sandwichbauteils unter Verwendung des Werkzeugs.The invention relates to a tool for manufacturing a laminated sandwich component. The invention further relates to a laminated sandwich component and a method for manufacturing the laminated sandwich component using the tool.

Im Zuge der Leichtbauweise, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, kommen zunehmend Bauteile mit Sandwichaufbau zur Senkung sowohl der Kraftstoffkosten als auch der Kohlendioxidemissionen zum Einsatz, die ein deutlich verringertes Gewicht gegenüber herkömmlichen Bauteilen aufgrund der geringen Dichte des Kernmaterials und ausreichende Festigkeitswerte durch eine geeignete Deckschichtmaterialauswahl bieten können.In the course of lightweight construction, especially in motor vehicles, components with sandwich construction are increasingly used to reduce both fuel costs and carbon dioxide emissions, which can offer a significantly reduced weight compared to conventional components due to the low density of the core material and sufficient strength values through a suitable cover layer material selection.

Derartige Kernmaterialien erhalten Deckschichten, die weiter mit Dekors aufkaschiert werden können, um das Bauteil mit seiner End-Oberflächengestaltung zu versehen. Die Anforderungen an die sichtbaren Deckschichten sind neben den mechanischen Eigenschaften auch hinsichtlich Optik und Haptik sehr hoch, wobei gerade die Kanten der Bauteile schwierig herzustellen sind.Such core materials obtain cover layers which can be further laminated with decorations to provide the component with its final surface finish. The requirements for the visible cover layers are very high in addition to the mechanical properties in terms of look and feel, with just the edges of the components are difficult to produce.

Ein solches Sandwichbauteil ist beispielsweise aus der DE 10 2010 005 456 A1 bekannt; es umfasst einen Wabenkern aus Stegen und eine Deckschicht, die aus einem faserverstärkten Halbzeug mit einer thermoplastischen Kunststoffmatrix gebildet wird. Dabei sind die Stege des Wabenkerns an Anschlussstellen zu der Deckschicht wenigstens teilweise in die thermoplastische Kunststoffmatrix der Deckschicht aufgenommen, so dass ein Verbund des Sandwichbauteils bereitgestellt wird, das anschließend mit Leder, einem natürlichen Textil oder einem Kunstfasertextil kaschiert werden kann.Such a sandwich component is for example from the DE 10 2010 005 456 A1 known; it comprises a honeycomb core of webs and a cover layer which is formed from a fiber-reinforced semifinished product with a thermoplastic polymer matrix. In this case, the webs of the honeycomb core are at least partially included in the thermoplastic resin matrix of the cover layer at connection points to the cover layer, so that a composite of the sandwich component is provided, which can be subsequently laminated with leather, a natural textile or synthetic fiber textile.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugbauteilen ist das sogenannte One-Shot-Presskaschier-Verfahren. Hierbei wird das Trägermaterial, z. B. ein Vlies, aus glasfaserverstärktem Polypropylen und, zusammen mit dem Dekormaterial, z. B. Polyestervlies, Gewebe, oder Gewirke, in ein konturgenaues Ober- und Unterwerkzeug eingelegt und in einem Arbeitsgang verformt und verpresst. Die Konturbearbeitung erfolgt entweder im Pressprozess über eine Abquetsch- oder Schneidkante oder durch einen Folgeprozess, wie z. B. Stanzen, Wasserstahlbearbeitung oder Laserbeschnitt.A known method for the production of motor vehicle components is the so-called one-shot press laminating method. Here, the carrier material, for. As a nonwoven, made of glass fiber reinforced polypropylene and, together with the decorative material, for. As polyester fleece, fabric, or knitted fabric, placed in a contour-accurate upper and lower tool and deformed and pressed in one operation. The contouring is done either in the pressing process via a pinch or cutting edge or by a subsequent process, such. As punching, water jet machining or laser cutting.

Aus der DE 10 2012 002 838 A1 sind ein kaschiertes Sandwichbauteil, ein Werkzeug zum Fertigen desselben und ein Fertigungsverfahren hierfür bekannt. Das kaschierte Sandwichbauteil umfasst einen Wabenkern mit einer Vielzahl von Stegen, einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht. Das Bauteil weist eine hochwertige A-Oberfläche, die mit einem ersten Dekormaterial kaschiert ist, und eine weniger hochwertige B-Oberfläche auf. Das Werkzeug umfasst eine erste Werkzeugform und eine zweite Werkzeugform, die eine Formkavität für das zu kaschierende Sandwichbauteil begrenzen. Die Formkavität hat bis auf einen Randbereich, der an einer Trenngrenze zwischen den Werkzeugformen vorliegt, einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Oberflächen den Werkzeugformen entsprechend einer für das Sandwichbauteil vorgesehenen Bauteildicke. Dabei nimmt in dem Randbereich der Abstand zwischen den Oberflächen der Werkzeugformen zu der Trenngrenze hin, an der die Oberflächen der Werkzeugformen einen Knick bildend aufeinandertreffen, ab. Weiterhin weist eine der Werkzeugformen, die zur Ausbildung der hochwertige A-Oberfläche des Bauteils vorgesehen ist, einen gleichmäßigen stetigen Oberflächenformverlauf auf, und die andere Werkzeugform, die zur Ausbildung der weniger hochwertigen B-Oberfläche des Bauteils vorgesehen ist, stellt den abnehmenden Abstand zwischen den Oberflächen der Werkzeugformen in dem Randbereich bereit. Somit werden Sandwichbauteile mit Papierwabenkern am äußeren Rand ihrer Geometrie vertikal geklemmt bzw. abgequetscht, auch als Pinchen bekannt, wobei die Kante von oben und von der Seite ungewollt gut sichtbar ist.From the DE 10 2012 002 838 A1 are a laminated sandwich component, a tool for manufacturing the same and a manufacturing method thereof known. The laminated sandwich component comprises a honeycomb core having a plurality of ridges, an upper cover layer and a lower cover layer. The component has a high-quality A-surface laminated with a first decorative material and a lower-quality B-surface. The tool includes a first tool mold and a second mold that define a mold cavity for the sandwich component to be laminated. The mold cavity has a uniform distance between the surfaces of the molds according to a provided for the sandwich component component except for an edge region which is present at a separation boundary between the molds. In this case, in the edge region, the distance between the surfaces of the tool molds increases towards the cut-off boundary, at which the surfaces of the tool molds meet forming a kink. Furthermore, one of the tool molds provided for forming the high-quality A surface of the component has a smooth continuous surface shape course, and the other tool shape provided for forming the less-high-quality B surface of the component represents the decreasing distance between them Surfaces of the tool shapes in the border area ready. Thus sandwich components with paper honeycomb core are clamped or squeezed vertically at the outer edge of their geometry, also known as Pinchen, the edge of the top and from the side is unintentionally well visible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Werkzeug zum Fertigen eines Sandwichbauteils, ein verbessertes Sandwichbauteil sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung des Sandwichbauteils anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved tool for manufacturing a sandwich component, an improved sandwich component and an improved method for producing the sandwich component.

Hinsichtlich des Werkzeugs wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Sandwichbauteils wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.With regard to the tool, the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1. With regard to the sandwich component, the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 5. With regard to the method, the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 8.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Werkzeug zum Fertigen eines kaschierten Sandwichbauteils, welches eine sichtbare A-Oberfläche und eine nicht sichtbare oder nur selten sichtbare, weniger wertanmutende, untergeordnete B-Oberfläche aufweist, umfasst erfindungsgemäß drei Werkzeugteile, die eine Formkavität zur Aufnahme eines zu kaschierenden Sandwichbauteils begrenzen, wobei ein oberes, zur Ausbildung der A-Oberfläche vorgesehenes Werkzeugteil einen der Formkavität zugewandten konturgenauen Oberflächenverlauf einer mit der A-Oberfläche zu kaschierenden Seite des Sandwichbauteils aufweist, wobei ein unteres, zur Ausbildung der B-Oberfläche des zu kaschierenden Sandwichbauteils vorgesehenes Werkzeugteil in einem einen inneren Randbereich der Formkavität umfassenden Randbereich eine Aussparung aufweist, und wobei ein horizontal in die Aussparung verschiebbares Werkzeugteil vorgesehen ist, welches einen Schieber und optional einen Vorläufer umfasst, die zeitlich versetzt horizontal zueinander verschiebbar ausgebildet sind.A tool for manufacturing a laminated sandwich component, which has a visible A-surface and a non-visible or rarely visible, less valued, subordinate B-surface, according to the invention comprises three tool parts, which limit a mold cavity for receiving a sandwich component to be laminated, wherein a upper, provided for the formation of the A-surface of the tool part has a mold cavity facing contour-accurate surface profile of a to be laminated with the A-surface side of the sandwich component, wherein a lower, provided for forming the B-surface of the sandwiching component to be sandwiched in a part of an inner edge region of the mold cavity edge region has a recess, and wherein a horizontally displaceable in the recess tool part is provided which comprises a slide and optionally a precursor, the temporally offset are formed horizontally displaced to each other.

Mittels des derart ausgebildeten Werkzeugs kann ein Sandwichbauteil mit einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Stabilität und Haptik gefertigt werden. Das Sandwichbauteil ist dabei ökonomisch mit einem Dekormaterial kaschierbar, ohne das bei der Fertigung des Sandwichbauteils, insbesondere an einer das Sandwichbauteil begrenzenden Kante, eine optische Qualität sowie eine Stabilität des Sandwichbauteils in den Randbereichen negativ beeinflusst wird. Die das Sandwichbauteil begrenzende Kante ist dabei vorzugsweise nicht oder zumindest nur eingeschränkt sichtbar. Des Weiteren wird eine Profilierung einer Außenseite des Dekormaterials, die eine Wabenstruktur des Sandwichbauteils zeigt, mittels des Werkzeugs zuverlässig vermieden.By means of the tool designed in this way, a sandwich component can be produced with improved stability and haptics compared with the prior art. In this case, the sandwich component can be economically laminated with a decorative material, without adversely affecting an optical quality and a stability of the sandwich component in the edge regions during the production of the sandwich component, in particular on an edge delimiting the sandwich component. The edge limiting the sandwich component is preferably not or at least only partially visible. Furthermore, a profiling of an outer side of the decorative material, which shows a honeycomb structure of the sandwich component, reliably avoided by means of the tool.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das untere Werkzeugteil im Bereich der Aussparung eine weitere Aussparung auf, die einen Querschnitt der Formkavität im inneren Randbereich vergrößert. Die weitere Aussparung ist vorzugsweise kreisbogensegmentförmig oder ellipsenbogensegmentförmig ausgebildet, so dass beim Abquetschen der Kante im Randbereich des Sandwichbauteils mittels des Schiebers die Wabenstruktur im Bereich der A-Oberfläche aufgefächert und im Bereich der B-Oberfläche gestaucht wird. Dies ermöglicht die Ausbildung der Kante, ohne dass die Waben kollabieren. Dies unterstützt die Vermeidung einer Profilierung der sichtbaren A-Oberfläche, die beim Kollabieren der Wabenstruktur entstehen würde.According to one embodiment of the invention, the lower tool part in the region of the recess has a further recess which increases a cross section of the mold cavity in the inner edge region. The further recess is preferably designed as a circular arc segment or elliptical arc segment, so that when the edge is squeezed in the edge region of the sandwich component by means of the slider, the honeycomb structure is fanned out in the area of the A surface and compressed in the area of the B surface. This allows the formation of the edge without the honeycomb collapse. This helps to avoid profiling the visible A-surface that would result from collapsing the honeycomb structure.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Schieber zur Ausbildung einer das Sandwichbauteil begrenzenden Kante eine abschnittsweise mit einem Randbereich des Sandwichbauteils korrespondierende Ausnehmung auf. Wird der Schieber in Richtung des Sandwichbauteils bewegt, wird eine Spannung im Sandwichbauteil, insbesondere in einem die A-Oberfläche kaschierenden Dekormaterial erzeugt, so dass die Wabenstruktur in einen durch die Aussparung im unteren Werkzeugteil entstandenen Freiraum gelenkt wird. Die erhöhte Spannung im Dekormaterial ermöglicht eine knitterfreie Ausbildung des Dekormaterials und somit der sichtbaren Oberfläche des Sandwichbauteils. Dieser Effekt wird mittels des Vorläufers verbessert, wobei dieser derart einstellbar ist, dass die Wabenstruktur zerstört und daraus resultierend die Spannung im Dekormaterial weiter erhöht wird. Ein Schneiden des Sandwichbauteils erfolgt erst, wenn der Schieber das untere Werkzeugteil berührt.According to a further embodiment of the invention, the slider for forming an edge bounding the sandwich component on a section corresponding to an edge region of the sandwich component recess. If the slider is moved in the direction of the sandwich component, a stress is produced in the sandwich component, in particular in a decorative material laminating the A-surface, so that the honeycomb structure is deflected into a free space created by the recess in the lower tool part. The increased tension in the decorative material allows a wrinkle-free formation of the decorative material and thus the visible surface of the sandwich component. This effect is improved by means of the precursor, wherein this is adjustable in such a way that the honeycomb structure is destroyed and as a result the tension in the decorative material is further increased. A cutting of the sandwich component takes place only when the slider touches the lower tool part.

Des Weiteren weist die Formkavität mit Ausnahme des Randbereichs einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Oberflächen des unteren Werkzeugteils und des oberen Werkzeugteils entsprechend einer für das Sandwichbauteil vorgesehenen Bauteildicke auf. Damit ist sichergestellt, dass die Bauteildicke nahezu über den gesamten Bauteilquerschnitt konstant ist und eine Querschnittsänderung der durch Stege gebildeten Waben nur im Randbereich des Sandwichbauteils erfolgt. Damit kann in vorteilhafter Art und Weise eine Stabilität des Sandwichbauteils erhalten werden.Furthermore, with the exception of the edge region, the mold cavity has a uniform spacing between the surfaces of the lower tool part and the upper tool part in accordance with a component thickness provided for the sandwich component. This ensures that the component thickness is constant almost over the entire component cross section and a change in cross section of the honeycombs formed by webs takes place only in the edge region of the sandwich component. This can be obtained in an advantageous manner, a stability of the sandwich component.

Ein mit dem Werkzeug gefertigtes, kaschiertes Sandwichbauteil weist einen Wabenkern mit einer Vielzahl von Stegen, eine den Wabenkern bedeckende obere Deckschicht und untere Deckschicht und zumindest eine mit Dekormaterial kaschierte A-Oberfläche und eine davon abgewandte B-Oberfläche auf. Eine Bauteildicke ist zumindest abschnittsweise konstant, wobei in dem Bereich konstanter Bauteildicke die Stege im Wabenkern Waben mit einem konstanten Querschnitt bilden.A laminated sandwich component produced with the tool has a honeycomb core with a multiplicity of webs, an upper cover layer covering the honeycomb core and a lower cover layer and at least one A surface laminated with decorative material and a B surface facing away therefrom. A component thickness is constant at least in sections, wherein the webs in the honeycomb core form honeycombs with a constant cross-section in the region of constant component thickness.

Das derart ausgebildete Sandwichbauteil weist in vorteilhafter Art und Weise eine knitter- und abdruckfreie sichtbare Oberfläche mit einer verdeckten Pinch- oder Schneidkante auf und ist durch diese Verdeckung hinsichtlich seiner optischen Qualität und Stabilität gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbessert.The thus formed sandwich component advantageously has a wrinkle-free and impression-free visible surface with a concealed pinch or cutting edge and is significantly improved by this masking in terms of its optical quality and stability over the prior art.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Dekormaterial aus Vlies oder Schaumstoff gebildet. Dies ermöglicht die Ausbildung einer weichen Kante und einer verbesserten Haptik des Sandwichbauteils.According to one embodiment of the invention, the decorative material is formed of fleece or foam. This allows the formation of a soft edge and an improved feel of the sandwich component.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Deckschichten jeweils aus einer faserverstärkten Kunststoffmatrix gebildet. Besonders bevorzugt sind die Deckschichten zusätzlich thermoplastisch ausgeführt.According to a further embodiment of the invention, the cover layers are each formed from a fiber-reinforced plastic matrix. Particularly preferably, the cover layers are additionally made thermoplastic.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fertigung eines kaschierten Sandwichbauteils unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges umfasst die folgenden Schritte:

  • – Ausführen eines Press-Heiz-Vorgangs zwischen dem oberen Werkzeugteil und dem unteren Werkzeugteil zur stoff- und oder formschlüssigen Verbindung des Wabenkerns mit den Deckschichten und der oberen Deckschicht mit dem Dekormaterial, und
  • – Anordnen des Wabenkerns zwischen zwei zur Ausbildung der oberen und unteren Deckschicht vorgesehenen Kunststoffmatrizen in der Formkavität,
  • – Anordnen eines Dekormaterials zur Ausbildung der ersten Oberfläche, wobei das Dekormaterial im unteren Werkzeugteil positioniert wird ohne aufgeheizt zu werden,
  • – Auflegen des heißen Sandwichmaterials und der Deckschicht für die zweite Oberfläche
  • – Schließen des Werkzeugs
  • – horizontales Verschieben des Vorläufers relativ zum Schieber in die Aussparung des unteren Werkzeugteils und zeitlich versetztes Verschieben des Schiebers relativ zum Vorläufer in die Aussparung des unteren Werkzeugteils.
An inventive method for manufacturing a laminated sandwich component using a tool according to the invention comprises the following steps:
  • Performing a press-heating operation between the upper tool part and the lower tool part for material and / or positive connection of the honeycomb core with the cover layers and the upper cover layer with the decorative material, and
  • - Arranging the honeycomb core between two to form the upper and lower cover layer provided plastic matrices in the mold cavity,
  • Arranging a decorative material to form the first surface, wherein the decorative material is positioned in the lower tool part without being heated,
  • - Laying the hot sandwich material and the cover layer for the second surface
  • - Close the tool
  • - Horizontal displacement of the precursor relative to the slider in the recess of the lower tool part and time-shifted displacement of the slider relative to the precursor in the recess of the lower tool part.

Mittels des horizontalen Verschiebens des Vorläufers relativ zum Schieber in die Aussparung des unteren Werkzeugteils und des zeitlich versetzten Verschiebens des Schiebers relativ zum Vorläufer in die Aussparung des unteren Werkzeugteils kann ein optisch qualitativ hochwertiger Kantenverschluss und Beschnitt durch Abquetschen erreicht werden.By means of the horizontal displacement of the precursor relative to the slider in the recess of the lower tool part and the staggered displacement of the slider relative to the precursor in the recess of the lower tool part, a high-quality optical edge closure and trimming by squeezing can be achieved.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kunststoffmatrizen thermoplastisch ausgebildet und werden zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindungen mit einer Temperatur beaufschlagt, die deutlich über der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegt. Damit wird ein mechanisch und chemisch stabiler stoffschlüssiger oder auch formschlüssiger Verbund zwischen den Kunststoffmatrizen und dem Wabenkern sowie zwischen den Kunststoffmatrizen und dem Dekormaterial erreicht.According to one embodiment of the invention, the plastic matrices are formed thermoplastic and are applied to produce the cohesive compounds with a temperature which is well above the melting temperature of the plastic. Thus, a mechanically and chemically stable cohesive or even positive bond between the plastic matrices and the honeycomb core and between the plastic matrices and the decorative material is achieved.

Alternativ dazu wird zwischen den Wabenkern und den Deckschichten jeweils ein reaktiver Klebstoff eingebracht wird. Der Klebstoff ist dabei vorzugsweise wärmereaktiv.Alternatively, a reactive adhesive is introduced between the honeycomb core and the cover layers. The adhesive is preferably heat-reactive.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:Showing:

1 schematisch eine Seitenansicht eines Werkzeugs zum Fertigen eines Sandwichbauteils mit einem solchen Sandwichbauteil in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. 1 schematically a side view of a tool for manufacturing a sandwich component with such a sandwich component in an embodiment of the invention.

Die einzige 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Werkzeugs 1 zum Fertigen eines kaschierten Sandwichbauteils 2 in schematischer Seitenansicht.The only 1 shows an embodiment of a tool according to the invention 1 for manufacturing a laminated sandwich component 2 in a schematic side view.

Das Werkzeug 1 umfasst drei Werkzeugteile 1.1 bis 1.3 die eine Formkavität zur Aufnahme des zu kaschierenden Sandwichbauteils 2 begrenzen. Dabei sind ein oberes Werkzeugteil 1.1 zur Ausbildung einer sichtbaren und hochwertigen A-Oberfläche (nicht dargestellt) des Sandwichbauteils 2, ein unteres Werkzeugteil 1.2 zur Ausbildung einer nichtsichtbaren und weniger hochwertigen B-Oberfläche (nicht dargestellt) des Sandwichbauteils 2 und ein horizontal verschiebbares Werkzeugteil 1.3 zur Ausbildung eines Kantenverschlusses und zum Beschneiden des Sandwichbauteils 2 vorgesehen.The tool 1 includes three tool parts 1.1 to 1.3 the one mold cavity for receiving the sandwich component to be laminated 2 limit. Here are an upper tool part 1.1 to form a visible and high quality A-surface (not shown) of the sandwich component 2 , a lower tool part 1.2 to form a non-visible and less high-quality B-surface (not shown) of the sandwich component 2 and a horizontally displaceable tool part 1.3 for forming an edge closure and for trimming the sandwich component 2 intended.

Die durch das obere Werkzeugteil 1.1 und das untere Werkzeugteil 1.2 gebildete Formkavität weist einen gewölbten Verlauf auf, so dass diese sich konvex in das obere Werkzeugteil 1.1 und konkav in das untere Werkzeugteil 1.2 erstreckt.The through the upper tool part 1.1 and the lower tool part 1.2 Mold cavity formed has a curved course, so that they are convex in the upper part of the tool 1.1 and concave in the lower tool part 1.2 extends.

Des Weiteren weist die Formkavität mit Ausnahme des Randbereichs einen gleichmäßigen Abstand zwischen den einander zugewandten Oberflächen des unteren Werkzeugteils 1.2 und des oberen Werkzeugteils 1.1 entsprechend einer für das Sandwichbauteil 2 vorgesehenen Bauteildicke D auf. Der innere Randbereich ist hierbei ein Randbereich der Formkavität, welcher beim Schließen des Werkzeugs 1 von allen drei Werkzeugteilen 1.1 bis 1.3 begrenzt wird.Furthermore, with the exception of the edge region, the mold cavity has a uniform spacing between the mutually facing surfaces of the lower tool part 1.2 and the upper tool part 1.1 according to one for the sandwich component 2 provided component thickness D on. The inner edge region here is an edge region of the mold cavity, which when closing the tool 1 of all three tool parts 1.1 to 1.3 is limited.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Formkavität das Sandwichbauteil 2 mit einem korrespondierenden Oberflächenverlauf angeordnet.In the present embodiment, the sandwich component is within the mold cavity 2 arranged with a corresponding surface course.

Das untere Werkzeugteil 1.2 weist in einem einen inneren Randbereich der Formkavität umfassenden Randbereich eine Aussparung 1.2.1 auf, so dass sich das untere Werkzeugteil 1.2 und das obere Werkzeugteil 1.1 nicht berühren und ein Randbereich des Sandwichbauteils 2 freiliegt.The lower tool part 1.2 has a recess in an edge region encompassing an inner edge region of the mold cavity 1.2.1 on, so that the lower tool part 1.2 and the upper tool part 1.1 do not touch and an edge area of the sandwich component 2 exposed.

Weiterhin weist das untere Werkzeugteil 1.2 eine weitere Aussparung 1.2.2 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisbogensegmentförmig ausgebildet ist und eine Querschnittsvergrößerung, jedoch zumindest keine Querschnittsreduktion, der Formkavität in deren inneren Randbereich bewirkt. Alternativ kann die weitere Aussparung 1.2.2 auch ellipsenbogensegmentförmig ausgebildet sein.Furthermore, the lower tool part 1.2 another recess 1.2.2 auf, which is formed in the present embodiment circular arc segment-shaped and causes a cross-sectional enlargement, but at least no cross-sectional reduction, the mold cavity in the inner edge region. Alternatively, the further recess 1.2.2 also ellipsenbogensegmentförmig be formed.

In der Aussparung 1.2.1 des unteren Werkzeugteils 1.1 ist das horizontal verschiebbare Werkzeugteil 1.3 horizontal gegenüber dem oberen und unteren Werkzeugteil 1.1, 1.2 verschiebbar angeordnet. Das horizontal verschiebbare Werkzeugteil 1.3 umfasst einen Schieber 1.3.1 und einen Vorläufer 1.3.2, die wiederum horizontal zueinander verschiebbar sind.In the recess 1.2.1 of the lower tool part 1.1 is the horizontally displaceable tool part 1.3 horizontally opposite the upper and lower tool parts 1.1 . 1.2 slidably arranged. The horizontally movable tool part 1.3 includes a slider 1.3.1 and a precursor 1.3.2 , which in turn are mutually displaceable.

Der Schieber 1.3.1 grenzt vertikal mit einer oberen Seite an das obere Werkzeugteil 1.1 und mit einer unteren Seite am Vorläufer 1.3.2 an. Eine dem unteren Werkzeugteil 1.2 zugewandte Stirnseite des Schiebers 1.3.1 weist eine abschnittsweise mit dem Randbereich des Sandwichbauteils 2 korrespondierende Ausnehmung 1.3.1.1 auf, die von einer vertikal unterhalb angeordneten, weiteren Ausnehmung 1.3.1.2 über eine stegartige Ausformung 1.3.1.3 beabstandet ist.The slider 1.3.1 Adjusts vertically with an upper side to the upper tool part 1.1 and with a lower side on the precursor 1.3.2 at. A lower tool part 1.2 facing end of the slide 1.3.1 has a section with the edge region of the sandwich component 2 corresponding recess 1.3.1.1 on, by a vertically arranged below another recess 1.3.1.2 over a web-like shape 1.3.1.3 is spaced.

Das Sandwichbauteil 2 ist ein Leichtbauteil z. B. zur Anordnung in einem nicht dargestellten Fahrzeug. Das Sandwichbauteil 2 umfasst einen Wabenkern, welcher durch eine Mehrzahl von Waben bildenden Stegen 2.1 geformt wird. Die Stege 2.1 sind aus Papier oder alternativ aus Mineralwolle oder Basaholz gebildet.The sandwich component 2 is a lightweight component z. B. for arrangement in a vehicle, not shown. The sandwich component 2 comprises a honeycomb core formed by a plurality of honeycomb-forming webs 2.1 is formed. The bridges 2.1 are made of paper or alternatively made of mineral wool or base wood.

Der Wabenkern wird von einer oberen Deckschicht 2.2 und von einer unteren Deckschicht 2.3 begrenzt, die vorzugsweise jeweils aus einer thermoplastisch, glasfaserverstärkten Kunststoffmatrix, z. B. Polypropylen, gebildet sind. Die obere Deckschicht 2.2 ist zur Ausbildung der hochwertigen A-Oberfläche des Sandwichbauteils 2 mit einem hochwertigen Dekormaterial 2.4, z. B. Leder, Schaumstoff oder Vlies, kaschiert. Optional kann die untere Deckschicht 2.3 ebenfalls kaschiert sein, z. B. mit einem weniger hochwertigen Nadelvlies mit kompakter Textilstruktur. Denkbar ist auch, das Sandwichbauteil 2 ohne das Dekormaterial 2.4 zu fertigen.The honeycomb core is covered by an upper cover layer 2.2 and from a lower cover layer 2.3 limited, preferably each of a thermoplastic, glass fiber reinforced plastic matrix, for. As polypropylene, are formed. The upper cover layer 2.2 is to form the high-quality A-surface of the sandwich component 2 with a high-quality decorative material 2.4 , z. As leather, foam or fleece, laminated. Optionally, the lower cover layer 2.3 also be laminated, z. B. with a less high quality needle felt with a compact textile structure. It is also conceivable, the sandwich component 2 without the decor material 2.4 to manufacture.

Zur Formgebung und Kaschierung des Sandwichbauteils 2 wird der Wabenkern gemeinsam mit den Deckschichten 2.2, 2.3 und dem Dekormaterial 2.4 in der Formkavität angeordnet, wobei das Werkzeug 1 zweckmäßigerweise geöffnet ist. Die Komponenten ohne Dekor des zu fertigenden Sandwichbauteils 2 sind zuvor beispielsweise in einer Heizpresse oberhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffanteils der Deckschicht erwärmt worden. Dies ist auch dann durchführbar, wenn anstelle thermoplastischer Kunststoffmatrizen die Deckschichten 2.2, 2.3 über einen Klebstoff, insbesondere ein wärmereaktiver Klebstoff zur Ausbildung eines stoffschlüssigen Verbunds der in der Formkavität angeordneten Komponenten vorgesehen ist.For shaping and lamination of the sandwich component 2 The honeycomb core is together with the outer layers 2.2 . 2.3 and the decor material 2.4 arranged in the mold cavity, wherein the tool 1 is suitably opened. The components without decor of the sandwich component to be produced 2 have previously been heated, for example, in a hot press above the melting temperature of the plastic portion of the cover layer. This is also feasible if, instead of thermoplastic plastic matrices the outer layers 2.2 . 2.3 is provided via an adhesive, in particular a heat-adhesive for forming a cohesive composite of arranged in the mold cavity components.

Anschließend wird das Werkzeug 1 teilweise geschlossen, wobei das obere Werkzeugteil 1.1 und das untere Werkzeugteil 1.2 aufeinander zu bewegt werden, bis die Komponenten des zu fertigenden Sandwichbauteils 2 formschlüssig in der Formkavität aufgenommen sind. Gleichzeitig wird der Vorläufer 1.3.2 relativ zum Schieber 1.3.1 horizontal in Richtung des unteren Werkzeugteils 1.2 bis zu einer Position bewegt, in welcher eine dem unteren Werkzeugteil 1.2 zugewandte Stirnseite des Vorläufers 1.3.2 beabstandet zum unteren Werkzeugteil 1.2 ist oder an dieses anschlägt.Then the tool becomes 1 partially closed, with the upper tool part 1.1 and the lower tool part 1.2 be moved toward each other until the components of the sandwich component to be produced 2 are positively received in the mold cavity. At the same time, the precursor 1.3.2 relative to the slider 1.3.1 horizontally in the direction of the lower tool part 1.2 moved to a position in which a the lower tool part 1.2 facing end face of the precursor 1.3.2 spaced from the lower tool part 1.2 is or hits this.

Anschließend wird der Schieber 1.3.1 relativ zum Vorläufer 1.3.2 horizontal in Richtung des unteren Werkzeugteils 1.2 bewegt, wobei der Randbereich des Sandwichbauteils 2, welcher durch die Aussparung 1.2.1 freiliegt, zumindest teilweise in die weitere Aussparung 1.2.2 bewegt, insbesondere gedrückt wird, so dass im Dekormaterial 2.4 eine Spannung erzeugt wird und eine Deformation der Waben nur im Bereich der B-Oberfläche des Sandwichbauteils 2 erfolgt. In einer alternativen Ausführungsform kann der Vorauseiler auch gemeinsam, synchron mit dem Schieber zusammen fahren.Subsequently, the slider 1.3.1 relative to the precursor 1.3.2 horizontally in the direction of the lower tool part 1.2 moves, wherein the edge region of the sandwich component 2 passing through the recess 1.2.1 exposed, at least partially in the further recess 1.2.2 moved, in particular, is pressed, so that in the decorative material 2.4 a stress is generated and a deformation of the honeycomb only in the area of the B surface of the sandwich component 2 he follows. In an alternative embodiment, the Vorausiler can also drive together, synchronously with the slide together.

Eine das Sandwichbauteil 2 begrenzende Kante, die sich in einem Übergangsbereich zwischen der oberen Deckschicht 2.2 und der unteren Deckschicht 2.3 bei einer Kaschierung mit dem Dekormaterial 2.4 ergibt, lässt sich mittels des Schiebers 1.3.1 in Kombination mit dem Vorläufer 1.3.2 sicher verschließen. Ein Beschneiden des Sandwichbauteils 2 im Bereich der Kante erfolgt erst dann, wenn der Schieber 1.3.1 und insbesondere die Ausformung 1.3.1.3 das untere Werkzeugteil 1.2 berührt. Anschließend erfolgt unter Ausbildung eines stoffschlüssigen Verbunds eine Abkühlung der Komponenten des Sandwichbauteils 2.A sandwich component 2 bounding edge, which is in a transitional area between the upper cover layer 2.2 and the lower cover layer 2.3 in a lamination with the decorative material 2.4 results, can be by means of the slider 1.3.1 in combination with the precursor 1.3.2 close securely. A trimming of the sandwich component 2 in the area of the edge occurs only when the slider 1.3.1 and in particular the shape 1.3.1.3 the lower tool part 1.2 touched. Subsequently, a cooling of the components of the sandwich component takes place while forming a cohesive bond 2 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102012002838 A1 [0006] DE 102012002838 A1 [0006]

Claims (10)

Werkzeug (1) zum Fertigen eines kaschierten Sandwichbauteils (2), welches eine sichtbare A-Oberfläche und eine zweite nicht sichtbare oder nur selten sichtbare, weniger wertanmutende, untergeordnete B-Oberfläche aufweist, gekennzeichnet durch drei Werkzeugteile (1.1 bis 1.3), die eine Formkavität zur Aufnahme eines zu kaschierenden Sandwichbauteils (2) begrenzen, wobei – ein oberes, zur Ausbildung der A-Oberfläche vorgesehenes Werkzeugteil (1.1) einen der Formkavität zugewandten konturgenauen Oberflächenverlauf einer mit der A-Oberfläche zu kaschierenden Seite des Sandwichbauteils (2) aufweist, – ein unteres, zur Ausbildung der B-Oberfläche des zu kaschierenden Sandwichbauteils (2) vorgesehenes Werkzeugteil (1.2) in einem einen inneren Randbereich der Formkavität umfassenden Randbereich eine Aussparung (1.2.1) aufweist, und – ein horizontal in die Aussparung (1.2.1) verschiebbares Werkzeugteil (1.3) vorgesehen ist, welches einen Schieber (1.3.1) und einen Vorläufer (1.3.2) umfasst, die zeitlich versetzt horizontal zueinander verschiebbar ausgebildet sind.Tool ( 1 ) for manufacturing a laminated sandwich component ( 2 ), which has a visible A-surface and a second invisible or only rarely visible, less valued, subordinate B-surface, characterized by three tool parts ( 1.1 to 1.3 ), which has a mold cavity for receiving a sandwich component to be laminated ( 2 ), wherein - an upper tool part intended for forming the A-surface ( 1.1 ) one of the mold cavity facing contour-accurate surface profile of a to be laminated with the A-surface side of the sandwich component ( 2 ), - a lower, for forming the B-surface of the sandwich component to be laminated ( 2 ) provided tool part ( 1.2 ) in a peripheral region of the mold cavity comprising a recess ( 1.2.1 ), and - a horizontally in the recess ( 1.2.1 ) displaceable tool part ( 1.3 ) is provided which a slide ( 1.3.1 ) and a precursor ( 1.3.2 ), which are formed offset in time horizontally to each other. Werkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Werkzeugteil (1.2) im Bereich der Aussparung (1.2.1) eine weitere Aussparung (1.2.2) aufweist, die einen Querschnitt der Formkavität im inneren Randbereich vergrößert oder zumindest erhält.Tool ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the lower tool part ( 1.2 ) in the region of the recess ( 1.2.1 ) another recess ( 1.2.2 ), which increases or at least maintains a cross section of the mold cavity in the inner edge region. Werkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (1.3.1) zur Ausbildung einer das Sandwichbauteil (2) begrenzenden Kante eine abschnittsweise mit einem Randbereich des Sandwichbauteils (2) korrespondierende Ausnehmung (1.3.1.1) aufweist.Tool ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the slide ( 1.3.1 ) for forming a sandwich component ( 2 ) limiting edge a section with an edge region of the sandwich component ( 2 ) corresponding recess ( 1.3.1.1 ) having. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkavität mit Ausnahme des Randbereichs einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Oberflächen des unteren Werkzeugteils (1.2) und des oberen Werkzeugteils (1.1) entsprechend einer für das Sandwichbauteil (2) vorgesehenen Bauteildicke (D) aufweist.Tool ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mold cavity, with the exception of the edge region, has a uniform spacing between the surfaces of the lower tool part ( 1.2 ) and the upper tool part ( 1.1 ) corresponding to one for the sandwich component ( 2 ) provided component thickness (D). Kaschiertes Sandwichbauteil (2), gefertigt mit einem Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend – einen Wabenkern mit einer Vielzahl von Stegen (2.1), – eine den Wabenkern bedeckende obere Deckschicht (2.2) und untere Deckschicht (2.3), – zumindest eine mit einem Dekormaterial (2.4) kaschierte A-Oberfläche und eine davon abgewandte B-Oberfläche, und – eine Bauteildicke (D), die zumindest abschnittsweise konstant ist, wobei in dem Bereich konstanter Bauteildicke (D) die Stege (2.1) im Wabenkern Waben mit einem konstanten Querschnitt bilden.Laminated sandwich component ( 2 ), made with a tool ( 1 ) according to one of the preceding claims, comprising - a honeycomb core with a plurality of webs ( 2.1 ), - a top layer covering the honeycomb core ( 2.2 ) and lower cover layer ( 2.3 ), - at least one with a decorative material ( 2.4 ) laminated A surface and a B surface facing away therefrom, and - a component thickness (D) which is at least partially constant, wherein in the region of constant component thickness (D) the webs ( 2.1 ) in honeycomb core honeycomb with a constant cross-section. Kaschiertes Sandwichbauteil (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekormaterial (2.4) zumindest teilweise aus Vlies oder Schaumstoff gebildet ist.Laminated sandwich component ( 2 ) according to claim 5, characterized in that the decorative material ( 2.4 ) is at least partially formed of non-woven or foam. Kaschiertes Sandwichbauteil (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (2.2, 2.3) jeweils aus einer faserverstärkten Kunststoffmatrix gebildet sind.Laminated sandwich component ( 2 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the cover layers ( 2.2 . 2.3 ) are each formed from a fiber-reinforced plastic matrix. Verfahren zur Fertigung eines kaschierten Sandwichbauteils (2) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 unter Verwendung eines Werkzeuges (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend die Schritte: – Ausführen eines Press-Heiz-Vorgangs zwischen dem unteren Werkzeugteil und dem oberen Werkzeugteil zur stoff- und formschlüssigen Verbindung des Wabenkerns mit den Deckschichten (2.2, 2.3) und der oberen Deckschicht (2.2) mit dem Dekormaterial (2.4), und – Anordnen eines Dekormaterials (2.4) zur Ausbildung einer Kaschierung der ersten Oberfläche, wobei das Dekormaterial (2.4) im unteren Werkzeugteil (1.1) positioniert wird, – Auflegen des heißen Sandwichmaterials und der Deckschicht für die zweite Oberfläche – Schließen des Werkzeugs – horizontales Verschieben des Vorläufers (1.3.2) relativ zum Schieber (1.3.1) in die Aussparung (1.2.1) des unteren Werkzeugteils (1.2) und zeitlich versetztes Verschieben des Schiebers (1.3.1) relativ zum Vorläufer (1.3.2) in die Aussparung (1.2.1) des unteren Werkzeugteils (1.2).Method for producing a laminated sandwich component ( 2 ) according to one of claims 5 to 7 using a tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, comprising the steps: - performing a press-heating operation between the lower tool part and the upper tool part for the material and form-locking connection of the honeycomb core with the cover layers ( 2.2 . 2.3 ) and the upper cover layer ( 2.2 ) with the decorative material ( 2.4 ), and - arranging a decorative material ( 2.4 ) for forming a lamination of the first surface, wherein the decorative material ( 2.4 ) in the lower tool part ( 1.1 ) - placing the hot sandwich material and the topcoat for the second surface - closing the tool - moving the precursor horizontally ( 1.3.2 ) relative to the slider ( 1.3.1 ) in the recess ( 1.2.1 ) of the lower tool part ( 1.2 ) and temporally displaced sliding of the slide ( 1.3.1 ) relative to the precursor ( 1.3.2 ) in the recess ( 1.2.1 ) of the lower tool part ( 1.2 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (2.2, 2.3) thermoplastisch ausgebildet sind und zur Herstellung der stoff- oder formschlüssigen Verbindungen mit einer Temperatur beaufschlagt werden, die oberhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegt.Method according to claim 8, characterized in that the cover layers ( 2.2 . 2.3 ) are formed thermoplastic and are applied to produce the material or positive connections with a temperature which is above the melting temperature of the plastic. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wabenkern und den Deckschichten (2.2, 2.3) jeweils ein reaktiver Klebstoff eingebracht wird.Method according to claim 8, characterized in that between the honeycomb core and the cover layers ( 2.2 . 2.3 ) A reactive adhesive is introduced in each case.
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