DE102017106490A1 - PREPARATION OF A FORM PART WITH FIBER REINFORCED SUPPORT AND FUNCTIONAL PARTS - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger (T) und einem Anbauteil vorgestellt, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Werkzeugkomponenten (1, 2) aufweist, die relativ zueinander verfahrbar sind und die Vorrichtung auf diese Weise zum Einlegen einer faserverstärkten Matte geöffnet und zum Unterdrucksetzen und Verpressen der Matte verschließbar ist, so dass der Träger (T) herstellbar ist, wobei die eine Werkzeugkomponente (2) eine Heißkanaldüse (5) mit einem Nadelverschluss zum Zuführen verflüssigten Kunststoffes und die andere Werkzeugkomponente (1) eine Kavität zur Ausbildung des Anbauteils aufweisen, so dass das Anbauteil herstellbar ist, indem Kunststoff durch die Düse und durch die Matte in die Kavität einbringbar und darin verfestigbar ist, wobei eine Nadel (6) der Heißkanaldüse in eine Zwischenstellung verbringbar ist, in der sie unter Verschluss der Öffnung (8) nicht mehr als bündig zu der zugehörigen Werkzeugkomponente (2) vorgeschoben ist. Ein Verfahren dient zum Betreiben der Vorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf NFPP-Matten.A device for producing a molded part with a fiber-reinforced carrier (T) and an attachment is presented, wherein the device has at least two tool components (1, 2) which are movable relative to one another and the device is opened in this way for inserting a fiber-reinforced mat and is closable for pressurizing and pressing the mat, so that the carrier (T) can be produced, wherein the one tool component (2) a hot runner nozzle (5) with a needle valve for supplying liquefied plastic and the other tool component (1) has a cavity for forming of the attachment, so that the attachment can be produced by plastic through the nozzle and through the mat into the cavity can be introduced and solidified therein, wherein a needle (6) of the hot runner nozzle can be brought into an intermediate position in which they under closure of the opening (8) no more than flush with the associated tool component duck (2) is advanced. A method is used to operate the device. The invention is particularly applicable to NFPP mats.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger und mindestens einem damit verbundenen, Kunststoff aufweisenden Anbauteil, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Werkzeugkomponenten aufweist, von denen zumindest eine Werkzeugkomponente relativ zur anderen Werkzeugkomponente verfahrbar ist und die Vorrichtung auf diese Weise zum Einlegen einer faserverstärkten Matte geöffnet und zum unter Druck setzen und Verpressen der Matte geschlossen werden kann, so dass der faserverstärkte Träger hergestellt wird, wobei zumindest eine Werkzeugkomponente zumindest eine Heißkanaldüse mit einem Nadelverschluss zum Zuführen verflüssigten Kunststoffes und die andere Werkzeugkomponente zumindest eine Kavität zur Ausbildung des Anbauteils aufweisen, so dass das Anbauteil herstellbar und integrierbar ist, indem Kunststoff durch die Düse und durch die Matte in die Kavität einbringbar und darin verfestigbar ist, wobei eine Nadel der Heißkanaldüse in eine erste Nadelstellung Spritzstellung verbringbar ist, in der die Nadel so weit zurückgezogen ist, dass eine Öffnung eines Heißkanals der Heißkanaldüse, aus welcher der verflüssigte Kunststoff austreten kann, freigegeben ist, und die Nadel der Heißkanaldüse in eine zweite Nadelstellung Stanzstellung verbringbar ist, in der die Nadel unter Verschluss der Öffnung so weit über die zugehörige Werkzeugkomponente vorsteht, dass sie in die Matte eindringen kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf NFPP-Matten. The invention relates to a device for producing a molded part with a fiber-reinforced carrier and at least one attached, plastic-containing attachment, wherein the device has at least two tool components, of which at least one tool component is movable relative to the other tool component and the device in this way for insertion a fiber-reinforced mat open and pressurizing and pressing the mat can be closed, so that the fiber-reinforced carrier is produced, wherein at least one tool component at least one hot runner nozzle with a needle valve for supplying liquefied plastic and the other tool component at least one cavity for forming the attachment have, so that the attachment can be produced and integrated by plastic through the nozzle and through the mat in the cavity can be introduced and solidified therein, wherein a needle of the Heißka in a first needle position spray position can be brought, in which the needle is retracted so far that an opening of a hot runner of the hot runner nozzle, from which the liquefied plastic can escape, is released, and the needle of the hot runner nozzle in a second needle position punching position can be brought, in which the needle projects under closure of the opening so far beyond the associated tool component that it can penetrate into the mat. The invention also relates to a method for operating such a device. The invention is particularly applicable to NFPP mats.
Die
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Um ein Aufspritzen des verflüssigten Kunststoffs bzw. Kunststoffschmelze zu vermeiden und um eine Wartezeit zwischen dem Verpressen der Matte und dem Beginn des Zuführens des verflüssigten Kunststoffs variabel einstellen zu können, kann ein Loch in die Matte an einem Anschnitt eingebracht werden. Dazu kann die Düse eine Heißkanaldüse mit Nadelverschluss sein, durch die der Kunststoff mittels Drucks auf die Matte beaufschlagt wird. Die Nadel ist bisher mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Nadelverschlußantriebs bewegbar und kann deshalb zwei Stellungen einnehmen, nämlich eine Spritzstellung, in der die Nadel so weit zurückgezogen ist, dass eine Öffnung eines Heißkanals der Heißkanaldüse, aus welcher der verflüssigte Kunststoff austreten kann, für den Kunststoff freigegeben ist, und eine Stanzstellung, in der die Nadel unter Verschluss der Öffnung so weit über die zugehörige Werkzeugkomponente vorsteht, dass sie in die Matte eindringen kann, um das Loch herzustellen. Beim Schließen und folgenden Öffnen der Werkzeugkomponenten befindet sich die Nadel in ihrer Stanzstellung, um zu vermeiden, dass faserverstärktes Material der Matte in den Heißkanal eindringt und um zu vermeiden, dass verfestigter, mit der Matte verbundener Kunststoff in dem Heißkanal verbleibt. Folglich steht die Nadel im geschlossenen Zustand über und sticht während des Schließens der Werkzeugkomponente das Stanzloch in den Träger bzw. in die Matte. Dadurch ergibt sich das Risiko eines Reißens des Trägers bzw. der Matte. Ferner tritt der Nachteil auf, dass ein Sackloch dort in dem Träger verbleibt, wo die Nadel bei geschlossenen Werkzeugkomponenten aufgenommen war. Auch tritt der Nachteil auf, dass die Heißkanaldüse in Richtung einer Verfahrbewegung der Werkzeugkomponenten angeordnet sein muss, um bei einem Öffnen der Vorrichtung einen Hinterschnitt in dem Träger durch die vorstehende Nadel vermeiden zu können. In order to avoid splashing of the liquefied plastic or plastic melt and to be able to variably set a waiting time between the pressing of the mat and the beginning of the feeding of the liquefied plastic, a hole can be made in the mat at a gate. For this purpose, the nozzle may be a hot runner nozzle with a needle valve, through which the plastic is acted upon by pressure on the mat. The needle is previously movable by means of a hydraulic or pneumatic needle shutter drive and therefore can take two positions, namely a spray position in which the needle is withdrawn so far that an opening of a hot runner of the hot runner nozzle, from which the liquefied plastic can escape, for the plastic is released, and a punched position in which the needle projecting under closure of the opening so far over the associated tool component that it can penetrate into the mat to make the hole. When closing and subsequently opening the tool components, the needle is in its punched position to prevent fiber-reinforced material from penetrating the mat into the hot runner and to prevent solidified plastic associated with the mat from remaining in the hot runner. Consequently, the needle is in the closed state over and pierces the punch hole in the support or in the mat during the closing of the tool component. This results in the risk of tearing the wearer or the mat. Furthermore, there is the disadvantage that a blind hole remains there in the carrier where the needle was received with closed tool components. Also occurs the disadvantage that the hot runner nozzle must be arranged in the direction of a movement of the tool components in order to avoid an undercut in the support by the projecting needle when opening the device.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden. It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen entnehmbar. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims, the description and the drawings removed.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger und mindestens einem damit verbundenen, Kunststoff aufweisenden Anbauteil, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Werkzeugkomponenten aufweist, von denen zumindest eine Werkzeugkomponente relativ zu der anderen Werkzeugkomponente verfahrbar ist und die Vorrichtung auf diese Weise zum Einlegen einer faserverstärkten Matte geöffnet und zum unter Druck setzen und Verpressen der Matte in eine Pressposition verschließbar ist, so dass der faserverstärkte Träger herstellbar ist. Zumindest eine Werkzeugkomponente weist zumindest eine Heißkanaldüse mit einem Nadelverschluss zum Zuführen verflüssigten Kunststoffs und die andere Werkzeugkomponente zumindest eine Kavität zur Ausbildung des Anbauteils aufweisen, so dass das Anbauteil herstellbar und integrierbar ist, indem Kunststoff durch die Düse und durch den Träger in die Kavität einbringbar und darin verfestigbar ist. In der Heißkanaldüse ist eine Nadel angeordnet, welche über einen elektrischen Antrieb, der über eine Steuereinheit ansteuerbar ist, zumindest in der Pressposition zwischen einer Spritzstellung in der die Nadel so weit zurückgezogen ist, dass eine Öffnung eines Heißkanals der Heißkanaldüse, aus welcher der verflüssigte Kunststoff austreten kann, freigegeben ist, einer Stanzstellung, in der die Nadel bevorzugt unter Verschluss der Öffnung so weit über die zugehörige Werkzeugkomponente vorsteht, dass sie in die Matte eindringen kann, und Zwischenstellung verbringbar ist, in der sie unter Verschluss der Öffnung nicht mehr als bündig zu der zugehörigen Werkzeugkomponente angeordnet oder vorgeschoben ist. The object is achieved by a device for producing a molded part with a fiber-reinforced carrier and at least one attached, plastic-containing attachment, wherein the device has at least two tool components, of which at least one tool component is movable relative to the other tool component and the device on this Open way to insert a fiber-reinforced mat and put under pressure and pressing the mat can be closed in a pressing position, so that the fiber-reinforced carrier can be produced. At least one tool component has at least one hot runner nozzle with a needle valve for supplying liquefied plastic and the other tool component at least one cavity for forming the attachment, so that the attachment can be produced and integrated by plastic through the nozzle and through the carrier into the cavity and introduced is solidifiable in it. In the hot runner nozzle, a needle is arranged, which via an electric drive, which is controlled via a control unit, at least in the pressing position between a spray position in which the needle is retracted so far that an opening of a hot runner of the hot runner nozzle, from which the liquefied plastic can emerge, is released, a punching position in which the needle preferably protrudes under closure of the opening so far on the associated tool component that they can penetrate into the mat, and intermediate position can be brought, in which they closed the opening no more than flush is arranged or advanced to the associated tool component.
In die Zwischenstellung kann der Heißkanal somit verschlossen sein, ohne dass die Nadel übersteht. Folglich kann verhindert werden, dass der Träger bzw. die Matte beim Schließen der Werkzeugkomponenten an der Nadel reißt. Auch kann vermieden werden, dass ein Sackloch in dem Träger verbleibt. Ferner tritt beim Öffnen der Vorrichtung kein Hinterschnitt mehr auf, was eine besonders flexible Anordnung der Heißkanaldüse erlaubt. In the intermediate position of the hot runner can thus be closed without the needle protrudes. Consequently, the carrier or the mat can be prevented from tearing when closing the tool components on the needle. It can also be avoided that a blind hole remains in the carrier. Further occurs when opening the device no undercut more, which allows a particularly flexible arrangement of the hot runner nozzle.
Die Zwischenstellung kann auch als Neutralstellung oder Mittelstellung bezeichnet werden. The intermediate position can also be referred to as a neutral position or middle position.
Der elektromotorische Antrieb der Nadel kann als Elektromotor oder also elektrischer Stellmotor zum Hub der Nadel ausgebildet sein. Dies ergibt den Vorteil, dass die Bewegung der Nadel praktisch beliebig einstellbar ist, insbesondere in Bezug auf einen Hub der Nadel, welcher die Position der Nadelspitze bestimmt. The electromotive drive of the needle can be designed as an electric motor or electric servomotor for lifting the needle. This provides the advantage that the movement of the needle is practically arbitrarily adjustable, especially with respect to a stroke of the needle which determines the position of the needle tip.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Nadel in der Stanzstellung so weit vorsteht, dass sie die Matte durchdringen kann. Es ist eine spezielle Weiterbildung, dass die Nadel in der Stanzstellung so weit vorsteht, dass sie in eine gegenüberliegende Kavität der anderen Werkzeugkomponente eindringt oder eintaucht. It is a development that the needle protrudes so far in the punching position that it can penetrate the mat. It is a special development that the needle protrudes so far in the punching position that it penetrates or dips into an opposite cavity of the other tool component.
Unter einer "nicht mehr als bündig zu der zugehörigen Werkzeugkomponente vorgeschoben" Position der Nadel kann insbesondere eine Position verstanden werden, bei der eine Nadelspitze der Nadel bündig mit einer Oberfläche der zugehörigen Werkzeugkomponente abschließt ("bündige Position"). Insbesondere hierzu ist es vorteilhaft, dass die Nadelspitze eine flache Nadelspitze ist. Sie kann aber z.B. auch leicht konkav oder konvex geformt sein. Unter einer "nicht mehr als bündig zu der zugehörigen Werkzeugkomponente vorgeschoben" Position der Nadel kann aber auch eine Position verstanden werden, bei der die Nadelspitze in die Heißkanaldüse bzw. in den Heißkanal zurückgezogen ist, jedoch ohne den Heißkanal zum Durchtritt des verflüssigten Kunststoffs freizugeben. Diese Position kann auch als eine "leicht zurückgezogene Position" bezeichnet werden. A position of the needle which is "not more than flush with the associated tool component" can be understood in particular to mean a position in which a needle point of the needle terminates flush with a surface of the associated tool component ("flush position"). In particular, for this purpose, it is advantageous that the needle tip is a flat needle tip. It can, however, e.g. also be slightly concave or convex. However, a position of the needle "not more than flush with the associated tool component" can also be understood as meaning a position in which the needle tip is withdrawn into the hot runner nozzle or into the hot runner, but without releasing the hot runner for the passage of the liquefied plastic. This position may also be referred to as a "slightly retracted position".
Die Nadel kann also mindestens drei Stellungen einnehmen, die sich durch die Position der Nadel bzw. der zugehörigen Nadelspitze unterscheiden. Grundsätzlich kann die Nadel aber auch noch weitere Stellungen einnehmen, z.B. mehrere Zwischenstellungen und/oder mehrere Stanzstellungen. Es ist eine Weiterbildung, dass eine Position der Nadel bzw. der zugehörigen Nadelspitze frei wählbar ist. The needle can therefore occupy at least three positions, which differ by the position of the needle or the associated needle tip. In principle, however, the needle can also assume further positions, e.g. several intermediate positions and / or multiple punched positions. It is a development that a position of the needle or the associated needle tip is arbitrary.
Es ist eine Ausgestaltung, dass zumindest eine Heißkanaldüse in einem Winkel zwischen 15 bis 70 Grad, insbesondere 30 bis 60 Grad zu einer Verfahrbewegungsachse der Werkzeugkomponenten angeordnet ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Werkzeugkomponenten geschlossen und geöffnet werden können, ohne dass die (sich in der Zwischenstellung befindliche) Nadel in den Zwischenraum zwischen den beiden Werkzeugkomponenten vorsteht. So kann auch vermieden werden, dass bei einem Öffnen der Vorrichtung die vorstehende Nadel einen Hinterschnitt in der Matte bewirkt. It is an embodiment that at least one hot runner nozzle is arranged at an angle between 15 to 70 degrees, in particular 30 to 60 degrees to a Verfahrbewegungsachse the tool components. This is made possible by allowing the tool components to be closed and opened without the needle (located in the intermediate position) projecting into the space between the two tool components. Thus, it can also be avoided that upon opening of the device, the protruding needle causes an undercut in the mat.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, den elektromotorischen Antrieb derart anzusteuern, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Nadelbewegung zwischen Stanzstellung und/oder Zwischenstellung und/oder Spritzstellung veränderlich ist. Insbesondere lassen sich so variable Öffnungs- und/oder Schließgeschwindigkeit der Nadeln einstellen. Dadurch lassen sich beispielsweise Druckspitzen und/oder Überspritzungen verbessert vermeiden. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Nadel kann sogar innerhalb eines Bewegungsvorgangs variierbar sein. It is a further embodiment that the control unit is designed to control the electromotive drive such that a movement speed of a needle movement between punching position and / or intermediate position and / or spraying position is variable. In particular, so variable opening and / or closing speed of the needles can be adjusted. As a result, for example, pressure peaks and / or overspraying can be improved avoided. The movement speed of the needle may even be variable within a movement process.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Steuereinheit ausgebildet ist eine Nadelposition der Nadel mit Hilfe des elektromotorischen Antriebes zu ermitteln. Dies kann beispielsweise realisiert sein, indem in der Steuereinheit eine Referenzposition der Nadel in einem Speicher abgelegt ist, wobei die Steuereinheit ausgehend von der Referenzposition alle übrigen Positionen der Nadel bspw. daraus errechnet, wie lange und mit welcher Geschwindigkeit die Steuereinheit die Nadel ansteuert bzw. bewegt. Furthermore, it is advantageous if the control unit is designed to determine a needle position of the needle with the aid of the electric motor drive. This can be realized, for example, by storing a reference position of the needle in a memory in the control unit, wherein the control unit calculates from the reference position all remaining positions of the needle, for example, from how long and at which speed the control unit controls the needle or emotional.
Es ist ein weiterer Vorteil einer elektromotorisch angetriebenen Nadel, dass sie besonders große Nadelhübe ermöglicht, so dass die Matte besonders sicher durchstoßen werden kann, und zwar auch bei einer Faltenbildung und/oder einem partiell hohen Flächengewicht der Matte. Damit kann also besonders zuverlässig erreicht werden, dass die Kavität ganz gefüllt wird. Zudem kann dadurch ein ausreichend tiefes Eintauchen der Nadel in die Kavität sichergestellt werden, beispielsweise um ein zum Herstellen des Stanzlochs ausgestanztes Materialvolumen des Matte ("Stanzabfall") besonders zuverlässig in die Kavität einbringen zu können. It is a further advantage of an electric motor driven needle that it allows particularly large needle strokes, so that the mat can be pierced particularly safe, even with a wrinkling and / or a partially high basis weight of the mat. This can therefore be achieved particularly reliably that the cavity is completely filled. In addition, a sufficiently deep immersion of the needle into the cavity can thereby be ensured, for example, in order to be able to introduce a material volume of the mat ("stamping waste") punched out in a particularly reliable manner into the cavity for producing the punched hole.
Es ist eine insbesondere unter Verwendung eines elektromotorischen Nadelantriebs erreichbare Ausgestaltung, dass die Nadel in der Stanzstellung bis zu 20 mm vorsteht bzw. vorgeschoben werden kann. Sie kann oder wird vorteilhafterweise 2 mm bis 7 mm vorgeschoben. It is a particularly achievable using an electric motor needle drive configuration that the needle in the punched position protrudes up to 20 mm or can be advanced. It can or is advantageously advanced 2 mm to 7 mm.
Es ist ebenso vorteilhaft, wenn die Steuereinheit ausgebildet ist die Stanzstellung und/oder die Zwischenstellung und/oder die Spritzstellung der Nadel (
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Kavität zumindest abschnittsweise gegenüberliegend zur Heißkanaldüse angeordnet ist und die Nadel zumindest in der Stanzposition zumindest abschnittsweise in der Kavität angeordnet ist. Auf diese Weise ist es auf einfache Weise möglich, dass die Nadel die zum Träger verpresste Matte möglichst sauber stanzen kann, da die Nadel durch den Träger hindurch in die Kavität verfahren kann. Furthermore, it is advantageous if the cavity is at least partially disposed opposite to the hot runner nozzle and the needle is at least partially disposed in the cavity at least in the punching position. That way is it is easily possible that the needle can punch the mat pressed to the carrier as clean as possible, since the needle can move through the carrier into the cavity.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Kavität zumindest in einem Bereich, in dem die Nadel zumindest in der Stanzstellung in der Kavität angeordnet ist, eine, insbesondere kreisförmige, Ausbuchtung aufweist. Unter Ausbuchtung kann in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Kavität seitlich kreisförmig ausgebuchtet ist. Die Ausbuchtung kann beispielsweise Teil einer Füllrippe sein, so dass durch die Ausbuchtung beispielsweise eine Nut verlaufen kann. Durch die Ausbuchtung kann die Nadel sicher auch dann in die Füllrippe eintauschen und die Stanzung der Matte zuverlässig durchführen, wenn die Füllrippe sonst schmaler ist als ein Querschnittsmaß (z.B. ein Durchmesser) der Nadel. It is also an embodiment that the cavity, at least in a region in which the needle is arranged at least in the punched position in the cavity, has a, in particular circular, bulge. Under bulge can be understood in this context, that the cavity is laterally circular bulged. The bulge can for example be part of a filling rib, so that for example a groove can run through the bulge. The bulge allows the needle to safely exchange into the fill rib and reliably perform die cutting if the fill rib is otherwise narrower than a cross-sectional dimension (e.g., a diameter) of the needle.
Die Form der Kavität ist aber grundsätzlich nicht beschränkt. Die Kavität kann in einem auswechselbaren oder beweglichen Werkzeugelement vorgesehen sein, so dass durch einfachen Umbau des Werkzeugs verschiedene Anbauteile, z.B. verschiedene Dekorelementträger oder Dekorelemente, hergestellt werden können. Die Kavität kann auch als Matrize dienen, um eine saubere Stanzung zu ermöglichen. The shape of the cavity is not limited in principle. The cavity can be provided in a replaceable or movable tool element, so that by simple conversion of the tool various attachments, e.g. Various decorative element carrier or decorative elements can be produced. The cavity can also serve as a template to allow a clean punching.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass ein Durchmesser der Ausbuchtung 0,05 bis 1 mm größer als ein Durchmesser der Nadel ("Nadeldurchmesser") ist. So kann ein zuverlässiges Eintauchen der Nadel bei einem ausreichend engen Spiel zum präzisen Ausstanzen des Stanzabfalls erreicht werden. Der Stanzabfall kann zudem so besonders zuverlässig in die Füllrippe eingebracht werden. It is also an embodiment that a diameter of the protrusion is 0.05 to 1 mm larger than a diameter of the needle ("needle diameter"). Thus, a reliable immersion of the needle can be achieved with a sufficiently tight clearance for precise punching of the punching waste. The punching waste can also be introduced so particularly reliable in the Füllrippe.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Nadeldurchmesser zwischen ca. 1 und 3 mm beträgt. It is a development that the needle diameter is between about 1 and 3 mm.
Die Nadel ist vorteilhafterweise zylindrisch geformt, um eine exakte Stanzung und einen bündigen Bauteilabschluss zu erreichen. Die vordere, freie Stirnfläche kann z.B. eben, konvex oder konkav geformt sein. The needle is advantageously cylindrically shaped in order to achieve an exact punching and a flush component termination. The front, free end face may e.g. be flat, convex or concave.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass der Kunststoff ein Polymer, vorzugweise PP, ABS, PC/ABS, PA, umfasst. Insbesondere können dem Polymer Füll- und/oder Verstärkungsstoffe wie PP T20 usw. beigefügt sein. It is still a further development that the plastic comprises a polymer, preferably PP, ABS, PC / ABS, PA. In particular, fillers and / or reinforcing materials such as PP T20 etc. may be added to the polymer.
Es ist auch eine Weiterbildung, dass die Matte ein thermo- oder duroplastisches Fasersystem mit Naturfasern, Glasfasern, Mineralfasern, synthetischen Fasern, Zellulosefasern und/oder Karbonfasern ist. Die Matte kann insbesondere eine NFPP-Matte sein, d.h., Naturfasern als Fasermaterial und Polypropylen als Matrix- oder Trägermaterial aufweisen. Naturfasern zeichnen sich durch eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit aus, und zwar bei gleichzeitig 10 bis 30 Prozent geringerem Gewicht gegenüber glasfaserverstärkten Kunststoffen. Dennoch sind ihre technischen Eigenschaften vergleichbar, und ihre Ökobilanz ist günstig. It is also a development that the mat is a thermosetting or duroplastic fiber system with natural fibers, glass fibers, mineral fibers, synthetic fibers, cellulose fibers and / or carbon fibers. In particular, the mat may be a NFPP mat, that is, natural fibers as a fibrous material and polypropylene as a matrix or support material. Natural fibers are characterized by a high specific strength and rigidity, while at the
Es ist ferner eine Weiterbildung, dass die Matte vorgeheizt wird oder vorheizbar ist, bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 100°C und 300°C, insbesondere zwischen 180°C und 220°C, entweder außerhalb des Werkzeugs oder mittels einer integrierten Heizvorrichtung im Werkzeug. Dadurch wird die Formgebung einer dreidimensionalen Kontur und ggf. das Verbinden mit dem durchzuspritzenden Kunststoff vereinfacht. Die aufgeheizte Matte wird zwischen den offenen Werkzeugkomponenten positioniert und ggf. fixiert. Die Fixierung kann mittels eines Spannrahmens, Klemmen oder Stiften usw. erfolgen. It is also a development that the mat is preheated or preheatable, preferably to a temperature between 100 ° C and 300 ° C, in particular between 180 ° C and 220 ° C, either outside the tool or by means of an integrated heater in the tool. This simplifies the shaping of a three-dimensional contour and possibly the connection with the plastic to be sprayed through. The heated mat is positioned between the open tool components and fixed if necessary. The fixation can be done by means of a clamping frame, clamps or pins, etc.
Es ist außerdem eine Weiterbildung, dass eine Werkzeugkomponente stationär vorgesehen ist, während die andere Werkzeugkomponente verfahrbar ist. Hierbei weist die verfahrbare Werkzeugkomponente vorzugsweise eine oder mehrere Kavität und keine Düse, und die andere, stationäre Werkzeugkomponente eine oder mehrere Düsen aber keine Kavität auf. Die Bereitstellung und Zufuhr des Kunststoffs lässt sich einfacher durch die stationäre Werkzeugkomponente bewerkstelligen, während ein Auswurf der Anbauteile auf der verfahrbaren Seite günstig ist. It is also a development that a tool component is provided stationary, while the other tool component is movable. In this case, the movable tool component preferably has one or more cavities and no nozzle, and the other stationary tool component has one or more nozzles but no cavity. The provision and supply of the plastic is easier to accomplish by the stationary tool component, while an ejection of the attachments on the movable side is low.
Die Vorrichtung kann grundsätzlich analog zu den in
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger und mindestens einem damit verbundenen, Kunststoff aufweisenden Anbauteil. Das Verfahren umfasst den des Einlegens einer faserverstärkten Matte zwischen zwei Werkzeugkomponenten, die sich in einem offenen Zustand befinden, wobei eine Werkzeugkomponente zumindest eine Heißkanaldüse zum Zuführen verflüssigten Kunststoffes und die andere Werkzeugkomponente zumindest eine Kavität zur Ausbildung des Anbauteils aufweisen und sich eine in der Heißkanaldüse befindliche Nadel in einer Zwischenstellung befindet. Des Weiteren umfasst das Verfahren den Schritt des Schließens der Werkzeugkomponenten, so dass die Matte unter Druck gesetzt und verpresst wird, um den faserverstärkten Träger herzustellen, während sich die Nadel weiterhin in der Zwischenstellung befindet. Daran schließt sich ein Schritt des Stanzens des Trägers durch Verfahren der Nadel von der Zwischenstellung in eine Stanzstellung an, so dass zumindest ein Stanzloch im Träger entsteht. Weiterhin umfasst das Verfahren den Schritt des Herstellens des Anbauteils am Träger, indem die Nadel in die Spritzstellung verfahren wird und Kunststoff durch die Heißkanaldüse und durch die Stanzöffnung hindurch in die Kavität eingebracht und dort verfestigt wird. The object is also achieved by a method for producing a molded part with a fiber-reinforced carrier and at least one attached, plastic-containing attachment. The method includes inserting a fiber reinforced mat between two tool components that are in an open state, wherein one tool component has at least one hot runner nozzle for supplying liquefied plastic and the other tool component has at least one cavity for forming the attachment and one located in the hot runner nozzle Needle is in an intermediate position. Further, the method includes the step of closing the tool components so that the mat is pressurized and pressed to make the fiber reinforced backing while the needle is still in the intermediate position. This is followed by a step of punching the carrier by moving the needle from the Intermediate position in a punched position, so that at least one punched hole is formed in the carrier. Furthermore, the method comprises the step of producing the attachment to the carrier by the needle is moved into the injection position and plastic is introduced through the hot runner nozzle and through the punch opening into the cavity and solidified there.
Das Verfahren kann analog zu der Vorrichtung ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile. The method can be designed analogously to the device and gives the same advantages.
Es ist an dieser Stelle von Vorteil, wenn der Schritt des Stanzens des Trägers unmittelbar nach dem Schritt des Schließens der Werkzeugkomponenten erfolgt. Der Schritt des Stanzens erfolgt dabei bevorzugt erst dann, wenn die Matte zum Träger verpresst wurde. Bis zu diesem Moment befindet sich die Nadel besonders bevorzugt in der Zwischenstellung. It is advantageous at this point if the step of punching the carrier takes place immediately after the step of closing the tool components. The step of punching is preferably carried out only when the mat was pressed to the carrier. Up to this moment, the needle is particularly preferably in the intermediate position.
Es kann von Vorteil sein, wenn vor dem Schritt des Herstellens des Anbauteiles ein Schritt des Kühlens des Trägers erfolgt. Die Kühlung kann hierbei aktiv erfolgen, indem bspw. die Werkzeugkomponenten aktive oder passive Kühlelemente aufweisen, die zur Kühlung des Trägers geeignet sind. Die Kühlung kann jedoch auch dadurch erfolgen, dass durch Konvektion der Träger Wärme an die Werkzeugkomponenten abgibt, so dass eine Kühlung durch eine Wartezeit realisiert wird, in der der Träger Wärme an die Werkzeugkomponenten abgibt. Durch die Kühlung verfestigt sich der Träger, so dass das Risiko von Überspritzungen während des Schrittes der Herstellung des Anbauteils reduziert werden kann. It may be advantageous if, prior to the step of manufacturing the attachment, a step of cooling the carrier takes place. The cooling can be done actively by, for example, the tool components have active or passive cooling elements, which are suitable for cooling the carrier. However, the cooling can also take place in that by convection of the carrier gives off heat to the tool components, so that cooling is realized by a waiting time in which the carrier emits heat to the tool components. By cooling, the carrier solidifies, so that the risk of over-molding during the step of manufacturing the attachment can be reduced.
Des Weiteren kann es von Vorteil sein, wenn die Nadel nach dem Schritt des Herstellens des Anbauteiles von der Spritzstellung in die Zwischenstellung bewegt wird. Bevorzugt sind hierbei die Werkzeugkomponenten noch geschlossen. Durch die Bewegung der Nadel zurück in die Spritzstellung kann ein Nachdrücken des Kunststoffs in die Kavität erfolgen, was dazu beiträgt, dass der Kunststoff möglichst vollständig in der Kavität verteilt wird. Gleichzeitig kann so verhindert werden, dass ein zu großer Anspritzpunkt am Träger ausgebildet wird. Furthermore, it may be advantageous if the needle is moved from the injection position to the intermediate position after the step of producing the attachment. Preferably, the tool components are still closed. The movement of the needle back into the injection position can be followed by pressing the plastic into the cavity, which contributes to the fact that the plastic is distributed as completely as possible in the cavity. At the same time can be prevented so that too large injection point is formed on the carrier.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of an embodiment which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Die Werkzeugkomponenten
Die stationäre Werkzeugkomponente
Zusätzlich ist an der stationären Werkzeugkomponente
An der Werkzeugkomponente
Nach einer Wartezeit zwischen z.B. 0 s und 30 s wird die Nadel
In einem weiteren Schritt wird die Nadel
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.
So können zusätzlich zu den Heißkanaldüsen
Durch das in
Ferner kann mit dem Zusammenfahren der beiden Werkzeugkomponenten
Während oder nachdem der Formprozess abgeschlossen ist, kann bei geschlossenen Werkzeugkomponenten
Zudem können weitere Arbeitsschritte, wie beispielsweise Zuschneiden, Endformen, Kaschieren und dergleichen, ausgeführt werden. In addition, further operations, such as cutting, final molding, laminating and the like, are performed.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw. Generally, "on", "an", etc. may be taken to mean a singular or a plurality, in particular in the sense of "at least one" or "one or more" etc., unless this is explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly one", etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist. Also, a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Bewegliche Werkzeugkomponente Mobile tool component
- 2 2
- Stationäre Werkzeugkomponente Stationary tool component
- 3 3
- Prägefläche embossing surface
- 4 4
- Prägefläche embossing surface
- 5 5
- Heißkanaldüse hot runner nozzle
- 6 6
- Nadel needle
- 7 7
- Nadelspitze pinpoint
- 8 8th
- Öffnung opening
- 9 9
- Heißkanal hot runner
- 10 10
- Elektrische Stellmotor Electric servomotor
- 11 11
- Heißkanaldüse hot runner nozzle
- 12 12
- Kavität cavity
- 13 13
- Kavität cavity
- 14 14
- Stanzloch punch hole
- 15 15
- Füllrippe Füllrippe
- 16 16
- Füllrippe Füllrippe
- 17 17
- Ausbuchtung bulge
- D D
- Durchmesser diameter
- F F
- Fasermatte fiber mat
- S S
- Stanzabfall chad
- V V
- Verfahrbewegungsachse Verfahrbewegungsachse
- T T
- Träger carrier
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- WO 2015/052291 A1 [0006, 0033] WO 2015/052291 A1 [0006, 0033]
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