DE102016226214A1

DE102016226214A1 - Formwerkzeug und Verfahren zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte

Info

Publication number: DE102016226214A1
Application number: DE102016226214.9A
Authority: DE
Inventors: Othmane Faik; Stephen Bellagamba
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-06-28
Also published as: CN108237659B; CN108237659A; US10688700B2; EP3338987B1; EP3338987A1; US20180178424A1

Abstract

Dieses Dokument betrifft, unter anderem, ein Formwerkzeug zum Formen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte (13), umfassend eine Form, umfassend eine erste Formhälfte (1) und eine zweite Formhälfte (11). Die erste Formhälfte (1) und die zweiten Formhälfte (11) sind sich gegenüber angeordnet und formen eine Kavität (15) zum Halten der biegbaren Platte (13) und Aufnehmen einer Schmelze (12). Die Form umfasst ferner zumindest einen Stift (3) zum Halten der biegbaren Platte (13) und der Stift (3) ist durch eine während des Hinterspritzprozesses von der Schmelze (12) auf den Stift (3) aufgebrachte Kraft einfahrbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte für einen Fahrzeuginnenraum. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte.
Es ist bekannt hinterspritzte dekorative Komponenten für Fahrzeuginnenräume herzustellen. Ein derartiges Verfahren kann diverse Verfahrensschritte umfassen. In einem ersten Schritt kann eine Platte unter Druck und Hitze vorgeformt werden. In einem zweiten Schritt kann die vorgeformte Platte in einem Formhohlraum einer Spritzform angeordnet werden. In einem dritten Schritt kann die Spritzform geschlossen werden und die vorgeformte Platte kann mit einem aushärtbaren Material hinterspritzt werden, um eine Stützschicht vorzusehen.
Das Dokument US 2005/0276874 A1 betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Furnierschichtplatte. Die Furnierschicht umfasst eine Lage Holzfurnier oder ein anderes dekoratives Material, das mit einer Stützlage verklebt ist. Die Furnierschicht wird vor einem finalen Schritt des Hinterspritzens eines thermoplastischen Materials zum Herstellen der erforderlichen Stütz- und Verbindungslage vorgeformt.
In diesem und in anderen Verfahren ist der Schritt des Vorformens notwendig. Aus diesem Grund haben bekannte Verfahren den Nachteil einer hohen Prozesskomplexität und hoher resultierender Kosten.
Im Hinblick auf den vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Formwerkzeug und ein Verfahren zum Verbessern des Herstellprozesses eines gebogenen und hinterspritzten flächigen Materials vorzuschlagen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug vorzuschlagen, das eine Prozesskomplexität reduziert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung kann es sein, ein Werkzeug vorzuschlagen, das ein Hinterspritzen von elastisch verformbaren Materialien ermöglicht.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Verformen und Hinterspritzen einer beigbaren Platte gemäß Anspruch 11. Optionale Merkmale und weitere Ausbildungen werden aus den abhängigen Ansprüchen der ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich.
Das vorgeschlagene Formwerkzeug kann zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte zur Benutzung in einem Fahrzeuginnenraum verwendet werden. Insbesondere kann das Werkzeug zum Verformen und Hinterspritzen einer elastischen Platte verwendet werden. Die hinterspritzte Platte kann für dekorative Zwecke oder zum Halten informativer Teile, z.B. Displays oder Instrumente, verwendet werden. Das Formwerkzeug umfasst eine Form, die eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte umfasst. Die erste Formhälfte ist der zweiten Formhälfte gegenüber angeordnet und beide Hälften formen einen Hohlraum zum Halten der biegbaren Platte und zum Aufnehmen einer Schmelze. Des Weiteren umfasst zumindest eine der Hälften eine Öffnung oder eine Nut zum Einspritzen einer Schmelze zum Hinterspritzen der biegbaren Platte. Zudem umfasst das Formwerkzeug zumindest einen Stift zum Halten und/oder Positionieren der biegbaren Platten gegen die zweite Formhälfte. Der Stift ist elastisch an oder in der ersten Formhälfte gelagert und zeigt in Richtung der zweiten Hälfte der Form. Ferner ist der Stift durch eine durch den Druck der eingespritzten Schmelze auf den Stift aufgebrachte Kraft einfahrbar.
Das vorgeschlagene Formwerkzeug kann zumindest drei einfahrbare Stifte umfassen, vorzugsweise sind die Stifte in der Formhälfte angeordnet, die die Öffnung oder die Nut zum Einspritzen der Schmelze umfasst. Derart können die Stifte allein die biegbare Platte in einer statisch bestimmten Weise halten. Wenn drei oder mehr Stifte verwendet werden, kann ein zusätzlicher Träger, beispielsweise eine Formhälfte, zum Halten der Platte entbehrlich sein. Aufgrund der Gravitationskraft kann ein zusätzlicher Träger insbesondere entbehrlich sein, wenn die Platte auf den Stiften positioniert ist.
Zumindest einer der Stifte kann einen Saugnapf zum Biegen der biegbaren Platte an einem in Richtung der zweiten Formhälfte weisenden Ende aufweisen. Der Saugnapf kann die biegbare Platte daran hindern, sich während des Verformens oder Hinterspritzens zu bewegen. Der Saugnapf kann die biegbare Platte auch halten, wenn die zweite Formhälfte unterhalb der ersten Formhälfte angeordnet ist, relativ zur Gravitationskraft.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung schlägt die Anmeldung ein Verfahren zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte unter Verwendung des oben genannten Formwerkzeugs vor. Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen, welche nicht zwingend, aber in der aufgelisteten Reihenfolge durchgeführt werden können. Das Formwerkzeug wird bereitgestellt. Ferner wird eine biegbare Platte mit einer Vorderseite und einer Rückseite bereitgestellt. Die biegbare Platte kann in einem Hohlraum zwischen der ersten Formhälfte und der zweiten Formhälfte eingelegt werden. Zum Halten der biegbaren Platte kann zumindest ein Stift ausgefahren sein. In einem weiteren Schritt kann die Form zum Biegen der biegbaren Platten geschlossen werden. Während des Schließprozesses kann der Stift die Platte in Form halten und/oder die Platte biegen und kann zumindest teilweise eingefahren werden. Wenn die Form geschlossen ist, kann der Stift die Platte durch Positionieren der Platte gegen die zweite Formhälfte in Form halten. In einem weiteren Schritt wird die Schmelze unter Druck an eine Rückseite der gebogenen Platte gespritzt. Die Rückseite der gebogenen Platte ist diejenige Seite, die zur ersten Formhälfte zeigt. Während des Einspritzprozesses kann die Schmelze den Stift derart verdrängen, dass der Stift vollständig in die erste Formhälfte eingefahren sein kann. Dadurch kann die Platte vollständig mit einer Schicht der Schmelze bedeckt sein. Die Schmelze kann die Rückseite der Platte auch an den Positionen bedecken, an denen die Stifte eingefahren sind. In einem weiteren Schritt kann die Schmelze zum Verfestigen gehärtet oder abgekühlt werden. So kann die Platte von der hinterspritzen Schicht in Form gehalten werden. Grundsätzlich ist die Adhäsion zwischen der biegbaren Platte und der Schmelze ausreichend, um die Platte in der gewünschten Form zu halten. Dennoch kann ein Haftvermittler auf die biegbare Platte aufgebracht werden, um eine bessere Klebewirkung zu ermöglichen. Andernfalls kann ein zusätzliches Klemmteil, beispielsweise an der Plattenkante, die Platte an einem aus dem hinterspritzten Material gefertigten Teil befestigen.
Das vorgeschlagene Formwerkzeug und das vorgeschlagene Verfahren ermöglichen eine schnelle und zuverlässige Herstellung von einem hinterspritzen Bauteil. Zwei Schritte, der Schritt des Formens der Platte und der Schritt des Hinterspritzens der Platte, können in einem Werkzeug durchgeführt werden. Ferner wird die Platte eingangs von dem zumindest einen Stift in Form gehalten, dessen Haltefunktion von der Schmelze übernommen wird bis die Platte zumindest hauptsächlich von der hinterspritzen Schicht gestützt wird. Bekannte Verfahren haben den Nachteil, dass eine Platte in einem zusätzlichen Werkzeug vorgeformt werden muss. Deshalb darf die Platte nicht aus einem elastisch verformbaren Material sein, da sie ihre vorgeformte Form verlieren würde, wenn sie von einem Werkzeug zum Vorformen zu einem Werkzeug zum Hinterspritzen transferiert würde. In dem vorgeschlagenen Werkzeug kann der Form- und Hinterspritzprozess in einem Werkzeug durchgeführt werden und die Platte kann von den Formhälften und/oder dem zumindest einen Stift in einer verformten Form gehalten werden bis sie von der hinterspritzten Schicht gestützt wird.
Wenn die Form geschlossen ist, definieren die erste Formhälfte und die zweite Formhälfte die Kavität zum Halten der Platte und zum Aufnehmen der Schmelze. Typischerweise hat die innere Seite der zweiten Formhälfte eine Form, die mit einer sichtbaren Seite des Bauteils korrespondiert, zum Beispiel eine dekorative Abdeckkomponente einer Konsole, einer Tür oder einer Instrumententafel. Die Form kann auch Einsätze zum Generieren von Öffnungen für Knöpfe oder Schalter unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen beinhalten. Während des Schließprozesses können sich die Formhälften aufeinander zu bewegen. Eine Formhälfte kann sich in Richtung einer anderen Formhälfte bewegen, die relativ zu anderen Teilen des Werkzeuges fixiert ist, oder beide Formhälften können sich relativ zu diesen anderen Teilen bewegen. Die Formhälften können einen Druck auf die biegbare Platte aufbringen. Zumindest eine der Formhälften, typischerweise die erste Formhälfte und/oder die Stifte können die biegbare Platte gegen eine der Formhälften, typischerweise die zweite Formhälfte, und/oder gegen den ausgefahrenen Stift drücken, um die Platte in die gewünschte Form zu formen. Schieber oder Elemente der ersten Formhälfte können Löcher in der Platte abdecken oder können vermeiden, dass die Schmelze spezifische Bereiche der Platte erreicht, um Bereiche zu erzielen, die nicht von der Schmelze bedeckt sind.
Typischerweise umfasst die zumindest einen Stift umfassende Formhälfte ferner zumindest ein Loch oder eine Bohrung zum Aufnehmen des Stifts. Vorzugsweise ist der Stift in dem Loch oder der Bohrung derart angeordnet, dass der Stift vollständig in der Formhälfte eingefahren sein kann. Zum elastischen Einfahren des Stifts kann der Stift ein elastisch verformbares Material umfassen, zum Beispiel ein Gummi. Zusätzlich oder alternativ kann der Stift eine Feder umfassen. So kann der Stift während eines Schließprozesses der Form die biegbare Platte halten und kann zumindest teilweise eingefahren werden.
In einer Ausführungsform kann die Feder des Stifts eine Kompressionskraft aufweisen, die geringer ist als eine von der Schmelze auf den Stift aufgebrachte Kraft und/oder eine Kompressionskraft aufweisen, die größer ist, als eine zum Biegen der Platte notwendige Kraft. Somit kann der Stift die Platte biegen und kann einfahrbar sein, wenn die Platte von der hinterspritzten Schicht gestützt wird.
Die Federkompressionskraft kann von den Eigenschaften der Schmelze, dem von der Schmelze abgedeckten Bereich und/oder von einem Ausschnitt, einer Größe und/oder einer Anzahl der verwendeten Stifte abhängig sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann zumindest ein Stift einen schwenkbar gelagerten Kopf umfassen. Derart kann der Stift sich besser an die biegbare Platte anpassen, wenn diese gegen die zweite Formhälfte positioniert wird. Der schwenkbar gelagerte Kopf kann mittels eines Kugelgelenks oder eines zylindrischen Gelenks angelenkt sein. Dadurch kann ein Einfahren des Stiftes in das Loch oder die Bohrung während der Schließphase der Form vereinfacht werden.
Des Weiteren kann eine Oberseite von zumindest einem Stift in Bereiche eingeteilt sein. Ein erster Bereich der Oberseite kann dabei die biegbare Platte halten und ein zweiter Bereich der Oberseite kann eine Einfahrkraft zur Verfügung stellen. Die erste Oberfläche kann ein distales Ende des Stiftes sein. Der zweite Bereich kann eine Oberfläche sein, die bezüglich der Bewegungsrichtung der Stifte geneigt ist, um eine Rampe für eine Schmelzfront bereitzustellen, wobei die Schmelzfront rechtwinklig oder im Wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Stifte verläuft. Der erste Bereich kann dabei plan sein und der zweite Bereich kann davon abgewinkelt sein. Dadurch kann ein durch die eingespritzte Schmelze verursachter Einfahrprozess des Stifts verbessert werden. Die Schmelze kann einen Druck auf die abgewinkelte Oberfläche des Stifts aufbringen während die plane Oberfläche in Kontakt mit der Platte ist. Dadurch kann die Feder oder das elastische Material durch den Druck komprimiert werden und der Stift kann eingefahren werden. Die Schmelze kann über den Kopf des Stiftes hinweg fließen und die biegbare Platte bedecken. Das distale Ende kann auch eine andere Form aufweisen, zum Beispiel kann es kugelförmig sein.
Während des Hinterspritz-Prozesses kann die Schmelze unter einem Druck durch die Öffnung oder Nut von einer der Hälften gespritzt werden. Typischerweise beträgt der Druck mindestens 100 bar, vorzugsweise mindestens 200 bar und/oder höchstens 2000 bar, vorzugsweise höchstens 1500 bar. Die eingespritzte Schmelze kann ein Kunststoff, insbesondere ein Thermoplast, zum Beispiel ein Polyolefin wie Polypropylen, ein Polyamid, ABS oder ein Vinylpolymer sein.
In einer Ausführungsform ist das Material der biegbaren Platte Glas oder Kunststoff. Unter Verwendung des vorgeschlagenen Werkzeugs kann es ermöglicht werden, eine Glasscheibe zu biegen und zu hinterspritzen, da die Stifte einen Druck, der zum Biegen auf die Glasscheibe aufgebracht wird, verteilen können. Natürlich sind auch andere Materialien für die Platte denkbar, beispielsweise PP, Glasfaser, Aluminium, Kunststoff, Holz, Stein, Keramik oder Acrylglas.
Die Dicke der biegbaren Platte beträgt zumindest 0,01 mm, vorzugsweise mindestens 0,05 mm, besonders bevorzugt mindestens 0,1 mm und/oder höchstens 3 mm, vorzugsweise 2 mm, besonders bevorzugt 1 mm.
Des Weiteren beziehen sich die Merkmale, die in Bezug auf das Formwerkzeug zum Formen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte erwähnt wurden auch auf das Verfahren zum Formen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte und umgekehrt.
Beispielhafte Ausführungen werden in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Hälfte eines Formwerkzeugs mit ausgefahrenen Stiften,
2 zeigt eine Seitenansicht einer ersten Hälfte des Formwerkzeugs,
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Hälfte des Formwerkzeugs mit eingefahrenen Stiften,
4 (a) zeigt eine schematische Ansicht des Stifts umfassend eine Feder,
4 (b) zeigt eine schematische Draufsicht eines Kopfes des Stifts,
5 (a) zeigt eine schematische Schnittansicht des geschlossenen Formwerkzeugs mit ausgefahrenen Stiften während eines Einspritzprozesses,
5 (b) zeigt eine schematische Schnittansicht des geschlossenen Formwerkzeugs mit vollständig eingefahrenen Stiften während eines Einspritzprozesses
6 (a) bis zeigen eine schematische Schnittansicht des Formwerkzeugs 6 (c) während eines Biegeprozesses,
7 zeigt eine schematische Ansicht eines ausgefahrenen Stiftes.

1 zeigt eine erste Formhälfte 1 eines Formwerkzeugs zum Formen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte. Die erste Formhälfte 1 umfasst Bohrungen 2 zum Aufnehmen einfahrbarer Stifte, beispielhaft ist einer der Stifte mit dem Bezugszeichen 3 versehen. Die Stifte 3 sind in einer ausgefahrenen Position gezeigt und zeigen in Richtung der zweiten Formhälfte (die zweite Formhälfte ist nicht gezeigt). Die erste Formhälfte umfasst ferner eine Öffnung zum Einspritzen einer Schmelze zum Hinterspritzen der biegbaren Platte. Diese Öffnung ist in 1 jedoch nicht gezeigt. Die Stifte 3 umfassen einen schwenkbar montierten Kopf 5, der mit einem zylindrischen Gelenk angelenkt ist. Der Kopf 5 umfasst an seiner Oberseite 6 eine Oberfläche geringer Reibung. Dadurch kann eine hinterspritzte Platte umfassend eine Schicht ausgehärteter Schmelze nach einem Biege- und Hinterspitz-Prozess einfach entnommen werden. In den folgenden Figuren sind übereinstimmende Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 2 ist die erste Formhälfte 1 in einer Seitenansicht gezeigt. Die Stifte 3 sind derart ausgefahren, dass die Stifte eine biegbare, plane Platte halten können. Die Stifte 3 befinden sich in der gezeigten Position, wenn das Formwerkzeug geöffnet ist und die erste und die zweite Formhälfte eine maximale Distanz zueinander aufweisen.
Die 3 zeigt die erste Formhälfte 1 mit eingefahrenen Stiften 3. Die Stifte 3 sind vollständig in den Bohrungen eingebettet, sodass sie nicht über die Oberfläche der ersten Formhälfte 1 hinausragen. Während einer Schließphase der Form wird die Platte gebogen (der Biegeprozess ist unten detaillierter beschrieben). Nach dem Biegeprozess ist eine Schmelze unter Druck zum Hinterspritzen der gebogenen Platte eingespritzt. Dabei verdrängt die Schmelze die Stifte 3 durch Aufbringen einer Kraft auf die Stifte 3. Demnach entspricht die eingebettete Position der Stifte 3 der 3 einer geschlossenen Position der Form und nach einem Hinterspritzen der gebogenen Platte. Um ein Einfahren der Stifte 3 zu ermöglichen, sind die Stifte 3 auf einer Feder montiert. Die Stifte 3 können jedoch in einer anderen Ausführungsform auf andere Weise elastisch montiert sein, zum Beispiel durch Nutzung eines elastischen Materials.
4 (a) illustriert einen Stift 3 umfassend einen Kopf 5 und eine Feder 7. Der kopf 5 des Stifts 3 hat eine Oberfläche mit geringer Reibung, wobei die Oberfläche in zwei Bereiche 8, 9 eingeteilt ist. Die Oberfläche des Stifts ist ferner aus einem hitzebeständigen Material, zum Beispiel PTFE. Das Material der verschiedenen Bereiche kann sich voneinander unterscheiden. Der erste Bereich 8 ist im Winkel von 20 Grad geschnitten. Der Bereich 9 ist plan. Dadurch kann ein Einfahrprozess des Stifts 3 durch eingespritzte Schmelze verbessert werden. Die Schmelze kann einen Druck auf den angewinkelten Bereich 8 aufbringen während der plane Bereich 9 in Kontakt mit der gebogenen Platte verbleibt. Der plane Bereich 9 kann eine andere Form haben, die sich besser an die Form der biegbaren Platte nach dem Biegen anpasst. Aufgrund des auf den ersten Beriech aufgebrachten Druckes kann die Feder 7 komprimiert werden und der Stift kann den Kontakt zur gebogenen Platte verlierend eingefahren werden. Die Schmelze kann die gebogene Platte abdeckend über den Kopf des Stifts hinweg fließen.
4 (b) zeigt eine Draufsicht des Kopfes 5 des Stifts 3. Der erste Bereich 8 ist in dem genannten Winkel abgewinkelt und der zweite Bereich 9 ist plan. Dieser Kopf 5 des Stifts 3 umfasst zwei Bereiche 8, 9, die jeweils einen Halbkreis formen. In einer anderen Ausführungsform kann der Kopf 5 mehrere Bereiche, die in verschiedenen Winkeln abgewinkelt sind, umfassen und/oder andere Formen aufweisen. Der Kopf kann eine sphärische Form aufweisen oder eine jegliche Form, die es ermöglicht, eine Kraft, die von der Fließfront aufgebracht wird, in die Einfahrrichtung der Stifte, zumindest teilweise, zu übertragen. In 4 (b) beträgt der Durchmesser des Kopfes 5 des Stifts 3 10 mm. Dennoch können die Köpfe 5 der Stifte 3 auch andere Durchmesser aufweisen. Ein Durchmesser einer Bohrung 2 korrespondiert mit dem Durchmesser des Kopfes 5 des Stifts, sodass die Stifte 3 einfahrbar sind. Eine Lücke zwischen den Stiften 3 und der Oberfläche 4 der ersten Formhälfte 1 kann abgedichtet sein, sodass die Schmelze nicht in die Bohrung eindringen kann, wenn die Stifte 3 eingefahren werden und die Schmelze eingespritzt wird.
5 (a) zeigt eine geschlossene Form 10, umfassend die erste Formhälfte 1 und die zweite Formhälfte 11, wenn eine Schmelze 12 eingespritzt wird. Die Schmelze ist Polypropylen. Die biegbare Platte 13 ist zwischen den Formhälften angeordnet und die Stifte 3 halten die gebogene Platte. Der Stift 3 ist dafür teilweise ausgefahren und der Kopf 5 des Stifts ragt zumindest teilweise über die Oberfläche 4 der ersten Formhälfte hinaus. Der Pfeil 14 zeigt die Flussrichtung der Schmelze. Die geneigte Oberfläche des Stifts zeigt in Richtung der Fließfront.
5 (b) zeigt eine schematische Momentaufnahme eines Einspritzprozesses nachdem die Schmelze den Stift 3 verdrängt hat. Der Stift 3 wird von einer durch die Schmelze 12 auf die Oberfläche des Kopfes 5 des Stiftes 3 aufgebrachten Kraft eingefahren. Die Kraft komprimiert die Feder 7 und der Stift 3 wird in die Bohrung 2 der ersten Formhälfte gedrückt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Einspritzdruck 800 bar.
6 (a), 6 (b) und 6 (c) zeigen Momentaufnahmen eines Biegeprozesses einer biegbaren Platte 13 mit einem Formwerkzeug. In 6 (a) ist das Formwerkzeug geöffnet und die Stifte 3 sind ausgefahren. Eine biegbare Platte 13 ist zwischen der ersten Hälfte 1 der Form und der zweiten Hälfte 11 der Form angeordnet. Die Stifte 3 halten die biegbare Platte 13. In diesem Beispiel ist die biegbare Platte eine Glasscheibe. In dem gezeigten Beispiel beträgt die Dicke der Glasplatte 0,8 mm. In einem anderen Beispiel kann die biegbare Platte 13 dahingegen eine andere Dicke aufweisen.
6 (b) zeigt einen Schritt des Form-Schließens während des Biegeprozesses, indem die Stifte 3 die Glasplatte in Position halten. Die zweite Hälfte 11 der Form bewegt sich in Richtung der ersten Formhälfte 11. Dabei bringt die zweite Formhälfte 11 zumindest bereichsweise einen Druck auf die biegbare Platte 13 auf. An den Orten, an denen der Druck zu hoch ist, können die einfahrbaren Stifte 3 zumindest teilweise einfahren, um einen Schaden der biegbaren Platte aufgrund lokaler Spannungen zu vermeiden. Die Stifte 3 umfassen ferner schwenkbar montierte Köpfe 5, sodass sie die Platte weiterhin in Position halten können, selbst wenn die Platte nicht mehr plan ist.
6 (c) zeigt eine geschlossene Position des Formwerkzeugs, wenn der Biegeprozess beendet ist. Die biegbare Platte 13 ist gebogen und hat ihre Form an die Form der Form angepasst. Zwischen der ersten Formhälfte 1 und der zweiten Formhälfte 11 ist noch eine Kavität zum Einspritzen der Schmelze. Die Stifte 3 ragen zumindest teilweise über die Oberfläche der ersten Formhälfte 1 hinaus, um die gebogene Platte in Form zu halten. In einem weiteren Schritt wird die Schmelze 12 in die Kavität 15 eingespritzt, um die gebogene Platte zu hinterspritzen (wie in 5 (a) und 5 (b) beschrieben).
Falls die Gravitationskraft in den 6 (a), 6 (b) und 6 (c) von der zweiten , Formhälfte in Richtung der ersten Formhälfte zeigt, kann die Platte allein von den Stiften gestützt werden. In anderen Formen, zum Beispiel wenn die Gravitationskraft von der ersten Formhälfte zur zweiten Formhälfte zeigt, ist eine zusätzliche Unterstützung der Platte nötig. Solch eine zusätzliche Unterstützung kann zum Beispiel eine Kante der zweiten Formhälfte sein. In einer Form, in der die Gravitationskraft parallel zur Platte verläuft, kann ein zusätzliches Halten vorgesehen sein, zum Beispiel durch Saugnäpfe oder Klammern an dem Kopf der Stifte.
7 (a) und 7 (b) illustrieren einen ausgefahrenen Stift 3 in einer perspektivischen Ansicht und einer schematischen Ansicht. Der Stift umfasst einen schwenkbar gelagerten Kopf 5, der mit einem zylindrischen Gelenk 16 verbunden ist. Eine obere Oberfläche 6 des gezeigten Stifts 3 umfasst nur einen Bereich, der gegenüber der Schmelzeflussrichtung geneigt ist. Eine Bohrung 2 umfasst einen Durchmesser der mit dem Durchmesser des Kopfes 5 entspricht. Dadurch ist der Stift 3 vollständig in der ersten Formhälfte einbettbar. Ein schwenkbar montierter Kopf kann eine Anpassung der Platte an die zweite Formhälfte verbessern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2005/0276874 A1 [0003]

Claims

Formwerkzeug zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte (13) umfassend - eine Form, umfassend eine erste Formhälfte (1) und eine zweite Formhälfte (11), wobei die erste Formhälfte (1) einen Hohlraum zum Aufnehmen der biegbaren Platte (13) und einer Schmelze (12) bildend gegenüber der zweiten Formhälfte (11) angeordnet ist, - zumindest einen Stift (3) zum Halten und/oder Positionieren der biegbaren Platte (13) gegen die zweite Formhälfte, wobei der Stift (3) elastisch an oder in der ersten Formhälfte (1) angebracht ist und in Richtung der zweiten Formhälfte (11) zeigt, dadurch gekennzeichnet, dass während des Hinterspritzens der biegbaren Platte (13) der Stift (3) durch eine durch den Druck der eingespritzten Schmelze (12) auf den Stift (3) aufgebrachte Kraft einfahrbar ist.
Formwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug zumindest drei einfahrbare Stifte umfasst.
Formwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einfahrbarer Stift (3) eine Feder (7) umfasst.
Formwerkzeug gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federkompressionskraft der Feder (7) kleiner ist als die durch die eingespritzte Schmelze (12) auf den Stift (3) aufgebrachte Kraft und/oder dass eine Federkompressionskraft größer ist als eine Kraft, die nötig ist, um die biegbare Platte (13) zu verformen.
Formwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stift (3) einen Saugnapf zum Halten der biegbaren Platte (13) umfasst.
Formwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stift (3) einen kippbar gelagerten Kopf umfasst.
Formwerkzeug gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kippbar gelagerte Kopf ein Kugelgelenk oder ein zylindrisches Gelenk umfasst.
Formwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberseite der Stifte in zwei Abschnitte eingeteilt ist, wobei zumindest ein Abschnitt eben ausgebildet ist und zumindest ein weiterer Abschnitt dazu abgewinkelt ausgebildet ist.
Formwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze (12) einen Kunststoff umfasst.
Formwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die biegbare Platte (13) Glas, Metall, Holz oder Kunststoff umfasst.
Verfahren zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte (13) unter Verwendung des Formwerkzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen des Formwerkzeugs - Bereitstellen einer biegbaren Platte (13) mit einer Vorder- und einer Rückseite - Einlegen der biegbaren Platte (13) in den Hohlraum zwischen der ersten (1) und der zweiten Formhälfte - Schließen der Form zum Biegen der biegbaren Platte (13), wobei zumindest ein Stift (3) die biegbare Platte (13) hält und während des Schließprozesses zumindest teilweise eingefahren wird - Halten der biegbaren Platte in Form - Einspritzen einer Schmelze (12) unter Druck an die Rückseite der gebogenen Platte (13), wobei zumindest ein Stift (3) durch eine durch die eingespritzte Schmelze (12) auf den Stift (3) aufgebrachte Kraft einfahrbar ist - Aushärten der Schmelze (12).
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stift (3) eine Feder (7) mit einer Federkompressionskraft umfasst, wobei die Federkompressionskraft der Feder (7) kleiner ist als die durch die eingespritzte Schmelze (12) auf den Stift (3) aufgebrachte Kraft und/oder die Federkompressionskraft größer ist als eine Kraft, die nötig ist, um die biegbare Platte (13) zu verformen.