DE102018202171A1

DE102018202171A1 - Method for producing a component

Info

Publication number: DE102018202171A1
Application number: DE102018202171.6A
Authority: DE
Inventors: Marcel Holzner; Marta Lucka-Gabor; Fritz Mundigl; Michael Paul
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (3) zum Herstellen eines Bauteils (4) für ein Kraftfahrzeug. Dabei werden eine geschlossene Kavität (5) aus wenigstens zwei Werkzeugteilen (1, 2) geformt und die geformte Kavität (5) mit einer mit einem Treibmittel beladenen Kunststoffschmelze (6) gefüllt. Die gefüllte Kavität (5) wird durch ein Bewegen wenigstens zweier Werkzeugsegmente (21, 22) wenigstens eines der Werkzeugteile (2) vergrößert, so dass in der vergrößerten Kavität (5) ein Unterdruck erzeugt und eine Schaumbildung in der Kunststoffschmelze (6) initiiert wird. Nach einem Erstarren der geschäumten Kunststoffschmelze (6) wird die vergrößerte Kavität (5) zum Entnehmen des hergestellten Bauteils (4) geöffnet.
Erfindungsgemäß werden beim Vergrößern der gefüllten Kavität (5) wenigstens zwei der Werkzeugsegmente (21, 22) unter einem von Null abweichenden Winkel (α) zueinander bewegt.

The invention relates to a method (3) for producing a component (4) for a motor vehicle. In this case, a closed cavity (5) is formed from at least two tool parts (1, 2) and the molded cavity (5) is filled with a plastic melt (6) laden with a blowing agent. The filled cavity (5) is enlarged by moving at least two tool segments (21, 22) of at least one of the tool parts (2), so that a negative pressure is generated in the enlarged cavity (5) and foaming in the plastic melt (6) is initiated , After a solidification of the foamed plastic melt (6), the enlarged cavity (5) is opened to remove the manufactured component (4).
According to the invention, when the filled cavity (5) is enlarged, at least two of the tool segments (21, 22) are moved relative to one another at a non-zero angle (α).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a component for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Die Fachwelt ist stets bemüht, das Eigengewicht einzelner Bauteile in einem Kraftfahrzeug und unter anderem auch das Eigengewicht einzelner Bauteile in einer Klimaanlage zu reduzieren. Dazu können beispielsweise Wandstärken der Bauteile reduziert werden, was jedoch unmittelbar zu einer Verringerung der Biegesteifigkeit und des Biegemoments der Bauteile führt. Die reduzierte Biegesteifigkeit erschwert nachteiligerweise die Handhabung der Bauteile bei der Fertigung und beeinträchtigt zudem die Funktion der Bauteile im Betrieb. Um die Biegesteifigkeit der Bauteile mit der reduzierten Wandstärke zu erhöhen, können an diese Rippenmuster oder Wellungen - sogenannte Corrugations - eingebracht werden. Ein Rippenmuster erhöht jedoch den Materialeinsatz, den Bauraumbedarf und auch das Eigengewicht. Der Materialeinsatz bei einer Wellung ist üblicherweise geringer, ein Abdichten derartiger Bauteile kann jedoch sehr aufwändig sein. Ferner können das Rippenmuster und die Wellung der Bauteile zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung in der Klimaanlage führen.The experts are always trying to reduce the weight of individual components in a motor vehicle and, among other things, the weight of individual components in an air conditioner. For this purpose, for example, wall thicknesses of the components can be reduced, but this leads directly to a reduction in the flexural rigidity and the bending moment of the components. The reduced bending stiffness disadvantageously complicates the handling of the components during manufacture and also impairs the function of the components during operation. In order to increase the bending stiffness of the components with the reduced wall thickness, rib patterns or corrugations can be introduced to these components. However, a ribbed pattern increases the material usage, the space requirement and also the own weight. The material used in a corrugation is usually lower, but sealing such components can be very complex. Furthermore, the rib pattern and the corrugation of the components can lead to undesirable noise in the air conditioning.

Des Weiteren kann das Eigengewicht der Bauteile bei bleibenden Wandstärken und dadurch bei einer nahezu unbeeinflussten Biegesteifigkeit durch spezielle Herstellungsverfahren reduziert werden. So kann beispielsweise das Eigengewicht der Bauteile in einem sogenannten MuCell-Verfahren um etwa 5% reduziert werden. Dabei wird eine Bauteilform mit einer beladenen Kunststoffschmelze gefüllt, die sich durch einen Druckabfall beim Füllen der Bauteilform aufschäumt. Alternativ können die Bauteile in einem Spritzgussverfahren mit einem Negativhub hergestellt werden, das eine Reduktion des Eigengewichts der Bauteile bei bleibenden Wandstärken um bis zu 75 % ermöglicht. Ein derartiges Spritzgussverfahren ist beispielsweise in DE 10 2014 208 421 A1 beschrieben. Dabei wird einer Kunststoffschmelze ein Treibmittel beigemischt und eine mit der Kunststoffschmelze gefüllte Bauteilform durch einen Negativhub von Werkzeugteilen vergrößert. Dadurch wird die Kunststoffschmelze in der Bauteilform aufgeschäumt und die Wandstärke des Bauteils bei einem bleibenden Eigengewicht erhöht, wodurch die Biegesteifigkeit des Bauteils erhöht wird. Die derart hergestellten Bauteile weisen eine Außenhaut auf, die einen aufgeschäumten Innenbereich nach außen abgrenzt. Die Außenhaut wird dabei durch die vor dem Vergrößern der Bauteilform an Werkzeugflächen erstarrte Kunststoffschmelze und der Innenbereich durch die aufgeschäumte Kunststoffschmelze geformt. Die Bauteile weisen dadurch ein reduziertes Eigengewicht bei einer bleibenden Wandstärke auf und die Biegesteifigkeit bleibt beinahe unbeeinflusst. Nachteiligerweise können dabei keine komplexen Bauteilstrukturen, wie diese beispielsweise für die Bauteile einer Klimaanlage notwendig sind, in einem Prozessschritt realisiert werden.Furthermore, the dead weight of the components can be reduced with permanent wall thicknesses and thereby with a virtually uninfluenced flexural rigidity by special manufacturing processes. Thus, for example, the weight of the components in a so-called MuCell method can be reduced by about 5%. In this case, a component mold is filled with a loaded plastic melt, which foams by a pressure drop during filling of the component form. Alternatively, the components can be manufactured in an injection molding process with a negative stroke, which allows a reduction in the dead weight of the components with remaining wall thicknesses by up to 75%. Such injection molding is, for example, in DE 10 2014 208 421 A1 described. In this case, a blowing agent is admixed with a plastic melt and a component mold filled with the plastic melt is enlarged by a negative stroke of tool parts. As a result, the plastic melt is foamed in the component form and increases the wall thickness of the component at a residual weight, whereby the flexural rigidity of the component is increased. The components produced in this way have an outer skin which delimits a foamed inner region to the outside. The outer skin is thereby formed by the plastic melt solidified prior to enlarging the component mold on tool surfaces and the inner region by the foamed plastic melt. As a result, the components have a reduced dead weight with a constant wall thickness and the bending stiffness remains almost unaffected. Disadvantageously, no complex component structures, as are necessary for example for the components of an air conditioning system, can be realized in one process step.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Spritzgussverfahren der gattungsgemäßen Art zu verbessern oder zumindest alternativ auszugestalten, so dass die beschriebenen Nachteile überwunden werden.The object of the invention is therefore to improve an injection molding process of the generic type or at least alternatively to design, so that the disadvantages described are overcome.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subject of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

In einem gattungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils wird zuerst eine geschlossene Kavität aus wenigstens zwei Werkzeugteilen geformt und die geformte Kavität wird dann mit einer mit einem Treibmittel beladenen Kunststoffschmelze gefüllt. Die gefüllte Kavität wird durch ein Bewegen wenigstens zwei Werkzeugsegmente wenigstens eines der Werkzeugteile vergrößert, so dass in der vergrößerten Kavität ein Unterdruck erzeugt und eine Schaumbildung in der Kunststoffschmelze initiiert wird. Nach einem Erstarren der Kunststoffschmelze wird die vergrößerte Kavität zum Entnehmen des hergestellten Bauteils geöffnet. Erfindungsgemäß werden beim Vergrößern der gefüllten Kavität wenigstens zwei der Werkzeugsegmente unter einem von Null abweichenden Winkel zueinander bewegt. In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann folglich die gefüllte Kavität in wenigstens zwei Richtungen vergrößert werden. Insbesondere kann dadurch ein Bauteil mit einer komplexen dreidimensionalen Struktur hergestellt werden.In a generic method for producing a component, first a closed cavity is formed from at least two tool parts and the shaped cavity is then filled with a plastic melt laden with a blowing agent. The filled cavity is increased by moving at least two tool segments of at least one of the tool parts, so that generates a negative pressure in the enlarged cavity and a foaming is initiated in the plastic melt. After solidification of the plastic melt, the enlarged cavity is opened to remove the manufactured component. According to the invention, when the filled cavity is enlarged, at least two of the tool segments are moved relative to one another at a non-zero angle. Consequently, in the method according to the invention, the filled cavity can be enlarged in at least two directions. In particular, this can produce a component with a complex three-dimensional structure.

Die einzelnen Werkzeugsegmente der beiden Werkzeugteile können sich in seiner Form und Größe voneinander unterscheiden oder gleich sein. Ferner können die beiden Werkzeugteile mehrere bewegte und unbewegte Werkzeugsegmente umfassen. Alternativ dazu kann das eine Werkzeugteil mehrere bewegte und unbewegte Werkzeugsegmente umfassen und das andere Werkzeugteil aus einem einzelnen bewegten oder unbewegten Werkzeugsegment bestehen. Je nach der Ausgestaltung der beiden Werkzeugteile und der einzelnen Werkzeugsegmente sind in dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene komplexe dreidimensionale Strukturen realisierbar. Eine Bauteilfläche des hergestellten Bauteils ist dabei durch eine Außenfläche der vergrößerten Kavität definiert und ist durch Werkzeugflächen der beiden Werkzeugteile gebildet. Die Werkzeugfläche des jeweiligen Werkzeugteils setzt sich aus Werkzeugflächen der einzelnen das jeweilige Werkzeugteil bildenden Werkzeugsegmente zusammen. Dabei kann bei dem Werkzeugteil mit mehreren Werkzeugsegmenten die Werkzeugfläche des einzelnen Werkzeugsegments zwischen 5% und 95% der Werkzeugfläche des gesamten Werkzeugteils betragen.The individual tool segments of the two tool parts may differ in shape and size from each other or be the same. Furthermore, the two tool parts may comprise a plurality of moving and stationary tool segments. Alternatively, the one tool part may comprise a plurality of moving and unmoving tool segments, and the other tool part may consist of a single moving or stationary tool segment. Depending on the configuration of the two tool parts and the individual tool segments, various complex three-dimensional structures can be realized in the method according to the invention. A component surface of the manufactured component is defined by an outer surface of the enlarged cavity and is formed by tool surfaces of the two tool parts. The tool surface of the respective tool part is composed of tool surfaces of the individual tool segments forming the respective tool part. It can with the tool part with several Tool segments The tool area of the individual tool segment is between 5% and 95% of the tool area of the entire tool part.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass beim Vergrößern der gefüllten Kavität wenigstens eins der Werkzeugsegmente des einen Werkzeugteils relativ zu wenigstens einem der benachbarten unbewegten Werkzeugsegmente dieses Werkzeugteils bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich kann beim Vergrößern der gefüllten Kavität wenigstens eines der Werkzeugsegmente des einen Werkzeugteils relativ zu wenigstens einem benachbarten unbewegten Werkzeugsegment des anderen Werkzeugteils bewegt werden. Beim Bewegen der Werkzeugsegmente wird die gefüllte Kavität lokal vergrößert, so dass die Kunststoffschmelze auch lokal in dem Bereich der Volumenvergrößerung aufgeschäumt wird. Auf diese Weise können in dem hergestellten Bauteil mehrere Teilbereiche mit einer abweichenden Dichte und folglich mit einem abweichenden Flächengewicht hergestellt werden. Insbesondere können dadurch einzelne Teilbereiche des Bauteils gezielt verstärkt oder erleichtert werden, indem an diesen Teilbereichen geringe oder starke Vergrößerung der gefüllten Kavität erfolgt. Zweckgemäß sind die einzelnen bewegten Werkzeugsegmente in ihrer Form und Größe an die benachbarten unbewegten Werkzeugsegmente angepasst, so dass beim Vergrößern der gefüllten Kavität diese geschlossen bleibt.Advantageously, it may be provided that when enlarging the filled cavity, at least one of the tool segments of the one tool part is moved relative to at least one of the adjacent stationary tool segments of this tool part. Alternatively or additionally, when enlarging the filled cavity, at least one of the tool segments of one tool part can be moved relative to at least one adjacent stationary tool segment of the other tool part. When moving the tool segments, the filled cavity is increased locally, so that the plastic melt is foamed locally in the area of the increase in volume. In this way, in the produced component, a plurality of partial regions with a different density and consequently with a different basis weight can be produced. In particular, individual partial regions of the component can thereby be purposefully intensified or facilitated by small or large enlargement of the filled cavity occurring at these partial regions. Suitably, the individual moving tool segments are adapted in shape and size to the adjacent stationary tool segments, so that when enlarging the filled cavity remains closed.

Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Vergrößern der gefüllten Kavität ein ebener Flachbereich einer Werkzeugfläche wenigstens eines der Werkzeugsegmente parallel zu einem ebenen Flachbereich einer Werkzeugfläche wenigstens eines der gegenüberliegenden Werkzeugsegmente bleibt. Auf diese Weise wird die gefüllte Kavität zwischen den Flachbereichen der jeweiligen Werkzeugflächen gleichmäßig vergrößert, so dass die Kunststoffschmelze gleichmäßig aufgeschäumt wird. Dadurch kann die Qualität des in dem Verfahren hergestellten Bauteiles verbessert werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that, when enlarging the filled cavity, a flat flat region of a tool surface of at least one of the tool segments remains parallel to a planar flat region of a tool surface of at least one of the opposite tool segments. In this way, the filled cavity between the flat areas of the respective tool surfaces is uniformly increased, so that the plastic melt is uniformly foamed. As a result, the quality of the component produced in the process can be improved.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass beim Vergrößern der gefüllten Kavität wenigstens eines der Werkzeugsegmente unter einem Negativhubwinkel kleiner 90° zu einem ebenen Flachbereich seiner Werkzeugfläche bewegt wird. Vor oder nach dem Vergrößern der Kavität ragen Seitenflächen des Werkzeugsegments in die Kavität hinein und schließen zweckgemäß unter einem unrechten Winkel an die Werkzeugfläche an. Beim Vergrößern der Kavität scheren die Seitenflächen an den benachbarten unbewegten oder bewegten Werkzeugflächen die an den Werkzeugflächen zu einer Außenhaut erstarrte Kunststoffschmelze ab. Insbesondere bei einem unrechten Winkel ist die zu einer Außenhaut erstarrte Kunststoffschmelze leichter abscherbar und die Qualität der Bauteilfläche in dem Abscherbereich kann verbessert werden. Ferner kann eine komplexe dreidimensionale Struktur in dem Bauteil realisiert und dennoch eine gleichmäßige Volumenzunahme in den Teilbereichen des hergestellten Bauteils erreicht werden.Advantageously, it can be provided that, when enlarging the filled cavity, at least one of the tool segments is moved at a negative stroke angle of less than 90 ° to a flat flat region of its tool surface. Before or after enlarging the cavity, side surfaces of the tool segment protrude into the cavity and suitably connect to the tool surface at an incorrect angle. When enlarging the cavity, the side surfaces on the adjacent non-moving or moving tool surfaces shear the plastic melt solidified on the tool surfaces to form an outer skin. In particular, at an uneven angle, the plastic melt solidified to an outer skin is easier to shear off and the quality of the component surface in the shearing region can be improved. Furthermore, a complex three-dimensional structure can be realized in the component and nevertheless a uniform increase in volume in the partial regions of the produced component can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beim Formen der geschlossenen Kavität ein ebener Flachbereich einer Werkzeugfläche wenigstens eines der Werkzeugsegmente zu einem ebenen Flachbereich einer Werkzeugfläche wenigstens eines der benachbarten Werkzeugsegmente um einen Differenzabstand versetzt werden. Beim Vergrößern der gefüllten Kavität kann dann der Differenzabstand zwischen den ebenen Flachbereichen der Werkzeugflächen der Werkzeugsegmente zumindest teilweise ausgeglichen werden. Eine der Werkzeugflächen kann dabei auf eine Enddicke des Bauteils gebracht und beim Vergrößern der gefüllten Kavität nicht bewegt werden. Eine andere der Werkzeugflächen kann dagegen auf eine Anfangsdicke des Bauteils gebracht und beim Vergrößern der gefüllten Kavität zum Ausgleichen des Differenzabstands auf eine Enddicke des Bauteils bewegt werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, in forming the closed cavity, a flat flat area of a tool surface of at least one of the tool segments can be offset by a difference distance to a flat flat area of a tool surface of at least one of the adjacent tool segments. When enlarging the filled cavity, the difference distance between the planar flat areas of the tool surfaces of the tool segments can then be at least partially compensated. One of the tool surfaces can be brought to an end thickness of the component and not be moved when enlarging the filled cavity. On the other hand, another of the tool surfaces may be brought to an initial thickness of the component and moved to a final thickness of the component as the filled cavity is increased to equalize the difference distance.

Bei dem Füllen der geformten Kavität werden an den jeweiligen zueinander versetzten Werkzeugflächen die Teilbereiche des Bauteils mit einer abweichenden Anfangsdicke und mit einem abweichenden Flächengewicht gebildet. Beim Vergrößern der gefüllten Kavität erfolgt in dem an der unbewegten Werkzeugfläche gebildeten Teilbereich keine Volumenzunahme und das Flächengewicht ändert sich in diesem Teilbereich nur unwesentlich. Die Reduktion des Flächengewichts aufgrund eines teilweisen Aufschäumens der Kunststoffschmelze beim Bewegen der benachbarten Werkzeugfläche ist dabei vernachlässigbar klein. Die Enddicke des Bauteils entspricht somit in diesem Teilbereich der Anfangsdicke und die Biegesteifigkeit ändert sich nicht. In dem an der bewegten Werkzeugfläche gebildeten Teilbereich des Bauteils findet beim Vergrößern der gefüllten Kavität eine Volumenzunahme bei einem gleich bleibenden Flächengewicht statt. Die Anfangsdicke des Bauteils wächst auf die Enddicke des Bauteils und die Biegesteifigkeit nimmt entsprechend zu.When filling the molded cavity, the partial regions of the component having a different initial thickness and with a different basis weight are formed on the respective mutually offset tool surfaces. When enlarging the filled cavity, there is no increase in volume in the partial region formed on the stationary tool surface, and the surface weight only changes insignificantly in this partial region. The reduction of the basis weight due to a partial foaming of the plastic melt during movement of the adjacent tool surface is negligibly small. The final thickness of the component thus corresponds in this part of the initial thickness and the flexural rigidity does not change. In the partial region of the component formed on the moving tool surface, increasing the volume of the filled cavity results in an increase in volume with a constant weight per unit area. The initial thickness of the component increases to the final thickness of the component and the flexural rigidity increases accordingly.

Bei einem ausgeglichenen Differenzabstand werden beim Vergrößern der gefüllten Kavität die beiden Werkzeugflächen in der vergrößerten Kavität eben aneinander angeschlossen und entsprechend wird eine ebene Bauteilfläche geformt. In diesem Fall entspricht der Differenzabstand zwischen den beiden Werkzeugflächen einer Differenz zwischen der Anfangsdicke und der Enddicke des Bauteils an der jeweiligen bewegten Werkzeugfläche. An den beiden Werkzeugflächen werden aufgrund des ausgeglichenen Differenzabstands und einer unterschiedlichen Volumenzunahme zwei Teilbereiche des Bauteils mit einer gleichen Enddicke und einem voneinander abweichenden Flächengewicht gebildet.With a balanced difference distance, the two tool surfaces in the enlarged cavity are just connected to each other when enlarging the filled cavity and accordingly a flat component surface is formed. In this case, the difference distance between the two tool surfaces corresponds to a difference between the initial thickness and the final thickness of the component at the respective moving tool surface. At the two tool surfaces are due to the balanced difference distance and a different volume increase two sub-areas of the component formed with a same final thickness and a different basis weight.

Bei einem teilweise ausgeglichenen Differenzabstand bleiben die Werkzeugflächen in der vergrößerten Kavität zueinander versetzt und entsprechend wird eine Stufe in der Bauteilfläche des Bauteils geformt. Hier kann der Differenzabstand zwischen den Werkzeugflächen kleiner oder größer als eine Differenz zwischen einer Anfangsdicke und einer Enddicke des Bauteils an der jeweiligen bewegten Werkzeugfläche sein. An den jeweiligen Werkzeugflächen werden aufgrund des nur teilweise ausgeglichenen Differenzabstands und einer unterschiedlichen Volumenzunahme zwei Teilbereiche des Bauteils mit einer voneinander abweichenden Enddicke und einem voneinander abweichenden Flächengewicht gebildet. At a partially balanced difference distance, the tool surfaces in the enlarged cavity remain offset from each other and, accordingly, a step is formed in the component surface of the component. Here, the difference distance between the tool surfaces may be smaller or larger than a difference between an initial thickness and an end thickness of the component at the respective moving tool surface. Due to the only partially compensated difference distance and a different increase in volume, two partial regions of the component are formed at the respective tool surfaces with a different final thickness and a differing surface weight.

Alternativ zu der obigen Ausführung des Verfahrens kann beim Formen der geschlossenen Kavität ein ebener Flachbereich einer Werkzeugfläche wenigstens eines der Werkzeugsegmente zu einem ebenen Flachbereich einer Werkzeugfläche wenigstens eines der benachbarten Werkzeugsegmente eben angeschlossen werden. Beim Vergrößern der gefüllten Kavität wird dann ein Differenzabstand zwischen den ebenen Flachbereichen der Werkzeugflächen der Werkzeugsegmente aufgebaut. Die Werkzeugflächen sind nach dem Vergrößern der Kavität zueinander um den Differenzabstand versetzt und entsprechend wird eine Stufe in der Bauteilfläche des Bauteils geformt. Der Differenzabstand zwischen den beiden Werkzeugflächen ist dabei durch eine Differenz zwischen einer Anfangsdicke und einer Enddicke des Bauteils an der jeweiligen bewegten Werkzeugfläche gegeben.As an alternative to the above embodiment of the method, in forming the closed cavity, a planar flat area of a tool surface of at least one of the tool segments can be connected to a planar flat area of a tool surface of at least one of the adjacent tool segments. When enlarging the filled cavity, a difference distance is then established between the planar flat areas of the tool surfaces of the tool segments. The tool surfaces are offset by increasing the size of the cavity to each other by the difference distance and, accordingly, a step is formed in the component surface of the component. The difference distance between the two tool surfaces is given by a difference between an initial thickness and a final thickness of the component at the respective moving tool surface.

Bei dem Formen der geformten Kavität werden an den jeweiligen Werkzeugflächen die Teilbereiche des Bauteils mit einer gleichen Enddicke und mit einem gleichen Flächengewicht gebildet. Beim Vergrößern der gefüllten Kavität bleiben in dem an der unbewegten Werkzeugfläche gebildeten Teilbereich das Flächengewicht gleich und die Enddicke entspricht der Anfangsdicke des Bauteils. Zwar erfolgt auch in diesem Teilbereich ein teilweises Aufschäumen der Kunststoffschmelze beim Bewegen der benachbarten Werkzeugfläche, eine dadurch induzierte Reduktion des Flächengewichts ist jedoch vernachlässigbar klein. In dem an der bewegten Werkzeugfläche gebildeten Teilbereich des Bauteils findet eine Volumenzunahme statt und die Anfangsdicke des Bauteils wird bei einem gleichbleibenden Flächengewicht auf die Enddicke erhöht. An den jeweiligen Werkzeugflächen werden aufgrund des aufgebauten Differenzabstands zwei Teilbereiche mit einer voneinander abweichenden Enddicke und einem gleichen Flächengewicht gebildet.In the molding of the molded cavity, the partial regions of the component with the same final thickness and with the same basis weight are formed on the respective tool surfaces. When enlarging the filled cavity, the surface weight remains the same in the partial region formed on the stationary tool surface and the final thickness corresponds to the initial thickness of the component. Although in this part of a partial foaming of the plastic melt when moving the adjacent tool surface, thereby induced reduction of the basis weight is negligible. In the formed on the moving tool surface portion of the component an increase in volume takes place and the initial thickness of the component is increased at a constant basis weight to the final thickness. Due to the built-on difference distance, two partial regions with a different final thickness and an identical basis weight are formed on the respective tool surfaces.

Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Formen der geschlossenen Kavität ein Biegebereich einer Werkzeugfläche des Werkzeugsegments mit einem ersten Biegeradius und ein Biegebereich einer Werkzeugfläche des gegenüberliegenden Werkzeugsegments mit einem zweiten Biegeradius in einem einer vorgegebenen Anfangsdicke des Bauteils entsprechenden Anfangsabstand zueinander angeordnet werden. Beim Vergrößern der gefüllten Kavität werden dann die Werkzeugflächen der Werkzeugsegmente bis zu einem einer vorgegebenen Enddicke des Bauteils entsprechenden Endabstand radial auseinander bewegt. Dadurch können auch in dem Biegebereich des Bauteiles eine gleichmäßige Volumenzunahme und ein gleichmäßiges Aufschäumen der Kunststoffschmelze erreicht werden und die Biegesteifigkeit bei einem gleichbleibenden Flächengewicht erhöht werden. Vorteilhafterweise können beim Formen der geschlossenen Kavität die beiden Biegebereiche der Werkzeugflächen in einem Abstand zueinander angeordnet werden, der gleich oder größer als ein minimaler Abstand zwischen Flachbereichen dieser Werkzeugflächen ist. Dadurch kann die prozentuelle Zunahme der Dicke zwischen den Biegebereichen reduziert und auch die Biegesteifigkeit erhöht werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that when forming the closed cavity, a bending region of a tool surface of the tool segment with a first bending radius and a bending region of a tool surface of the opposite tool segment with a second bending radius in a starting distance corresponding to a given initial thickness of the component to each other , When enlarging the filled cavity, the tool surfaces of the tool segments are then moved apart radially up to a final distance corresponding to a given final thickness of the component. As a result, even in the bending region of the component, a uniform increase in volume and a uniform foaming of the plastic melt can be achieved and the flexural rigidity can be increased with a constant weight per unit area. Advantageously, when molding the closed cavity, the two bending regions of the tool surfaces can be arranged at a distance from one another which is equal to or greater than a minimum distance between flat regions of these tool surfaces. As a result, the percentage increase in the thickness between the bending areas can be reduced and also the flexural rigidity can be increased.

Alternativ dazu können beim Formen der geschlossenen Kavität ein Biegebereich einer Werkzeugfläche des Werkzeugsegments mit einem ersten Biegeradius und ein Biegebereich einer Werkzeugfläche des gegenüberliegenden Werkzeugsegments mit einem zweiten Biegeradius in einem einer vorgegebenen Enddicke des Bauteils entsprechenden Endabstand zueinander angeordnet werden. Beim Vergrößern der gefüllten Kavität werden dann die Werkzeugflächen der Werkzeugsegmente nicht bewegt. Eine Volumenzunahme findet in dem Biegebereich des Bauteils nicht statt und dadurch wird eine maximale Biegesteifigkeit für die vorgegebene Enddicke in dem Biegebereich des Bauteils erreicht. Alternatively, in forming the closed cavity, a bending region of a tool surface of the tool segment having a first bending radius and a bending region of a tool surface of the opposite tool segment may be arranged with a second bending radius in a final distance corresponding to a predetermined end thickness of the component. When you enlarge the filled cavity then the tool surfaces of the tool segments are not moved. An increase in volume does not take place in the bending region of the component, and thereby a maximum bending stiffness for the predetermined final thickness in the bending region of the component is achieved.

Vorteilhafterweise ist bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass beim Füllen der geformten Kavität eine Ausformung oder eine Vertiefung in einer Bauteilfläche durch eine komplementäre Vertiefung oder eine komplementäre Ausformung in einer entsprechenden die Bauteilfläche formenden Werkzeugfläche wenigstens eines der Werkzeugsegmente geformt wird. Das jeweilige Werkzeugsegment kann dabei beim Vergrößern der Kavität bewegt oder nicht bewegt werden.Advantageously, it is provided in one embodiment of the method according to the invention that during filling of the molded cavity, a formation or a recess in a component surface is formed by a complementary depression or a complementary formation in a corresponding tool surface of the tool surface forming at least one of the tool segments. The respective tool segment can be moved or not moved while enlarging the cavity.

Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass beim Füllen und/oder beim Vergrößern der Kavität eine Werkzeugfläche des einen Werkzeugsegments und eine Werkzeugfläche des anderen Werkzeugsegments auf eine abweichende Prozesstemperatur temperiert werden. Dadurch kann das Aufschäumen an der jeweiligen Werkzeugfläche kontrolliert werden und dadurch die Volumenzunahme in dem jeweiligen gebildeten Teilbereich des Bauteils angepasst werden. Ferner kann dadurch eine Hautdicke einer sich an der Werkzeugfläche bildenden Außenhaut und dadurch die Biegesteifigkeit in dem jeweiligen Teilbereich des Bauteils angepasst werden.Advantageously, it can also be provided that during filling and / or when enlarging the cavity of a tool surface of a tool segment and a tool surface of the other tool segment are tempered to a different process temperature. As a result, the foaming at the respective tool surface can be controlled, thereby adapting the volume increase in the respective formed partial region of the component. Furthermore, a skin thickness of an outer skin forming on the tool surface and thereby the bending stiffness in the respective subregion of the component can thereby be adapted.

Zusammenfassend kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Bauteil mit einer komplexen dreidimensionalen Struktur in einem Prozessschritt hergestellt werden. Ferner kann das Flächengewicht, die Enddicke und dadurch auch die Biegesteifigkeit der einzelnen Teilbereiche des Bauteils vorteilhaft unabhängig voneinander angepasst werden.In summary, in the method according to the invention, a component having a complex three-dimensional structure can be produced in one process step. Furthermore, the basis weight, the final thickness and thereby also the bending stiffness of the individual subregions of the component can advantageously be adapted independently of one another.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Figurenlistelist of figures

1 and 2 Sectional views of tool parts in producing a bent portion of a component in a method according to the invention;
3 a sectional view of the method according to the invention according to 1 and 2 manufactured component;
4 and 5 Sectional views of tool parts in producing a differently designed portion of a component in a method according to the invention;
6 a sectional view of the method according to the invention according to 4 and 5 manufactured component;
7 and 8th Sectional views of tool parts in the manufacture of a component in the form of a half-shell in a method according to the invention;
9 and 10 Sectional views of tool parts in producing a dome-shaped formation in a component in a method according to the invention;
10 and 11 Sectional views of tool parts when making a break in a component in a method according to the invention;

1 und 2 zeigen Schnittansichten eines ersten Werkzeugteils 1 und eines zweiten Werkzeugteils 2 in einem erfindungsgemäßen Verfahren 3. 3 zeigt eine Schnittansicht eines nach dem Verfahren 3 nach 1 und 2 hergestellten Bauteils 4. In dem Verfahren 3 wird zuerst eine geschlossene Kavität 5 aus den Werkzeugteilen 1 und 2 geformt und die geformte Kavität 5 wird dann mit einer mit einem Treibmittel beladenen Kunststoffschmelze 6 gefüllt, wie in 1 gezeigt ist. Die gefüllte Kavität 5 wird dann vergrößert, wie in 2 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel weist das erste Werkzeugteil 1 ein Werkzeugsegment 11 auf, das in dem Verfahren 3 nicht bewegt wird. Das zweite Werkzeugteil 2 weist drei Werkzeugsegmente 21, 22 und 23 auf, wobei das Werkzeugsegment 23 nicht und die Werkzeugsegmente 21 und 22 bewegt werden. Die Kavität 5 wird folglich durch einen Negativhub der in seiner Form und Größe gleichen Werkzeugteile 21 und 22 vergrößert, die unter einem von Null abweichenden Winkel α zueinander bewegt werden, wie in 1 mit Pfeilen angedeutet ist. Bei dem Vergrößern der Kavität 5 wird in der Kavität 5 ein Unterdruck erzeugt und eine Schaumbildung in der Kunststoffschmelze 6 initiiert. Nach einem Erstarren der geschäumten Kunststoffschmelze 6 kann die vergrößerte Kavität 5 geöffnet und das hergestellte Bauteil 4 entnommen werden. 1 and 2 show sectional views of a first tool part 1 and a second tool part 2 in a method according to the invention 3 , 3 shows a sectional view of one of the method 3 to 1 and 2 manufactured component 4 , In the process 3 first becomes a closed cavity 5 from the tool parts 1 and 2 shaped and the molded cavity 5 is then filled with a propellant loaded plastic melt 6 filled, as in 1 is shown. The filled cavity 5 is then enlarged, as in 2 is shown. In this embodiment, the first tool part 1 a tool segment 11 on that in the process 3 is not moved. The second tool part 2 has three tool segments 21 . 22 and 23 on, with the tool segment 23 not and the tool segments 21 and 22 to be moved. The cavity 5 Consequently, by a negative stroke of the same in shape and size tool parts 21 and 22 which are moved at a non-zero angle α to each other, as in 1 indicated by arrows. When enlarging the cavity 5 will be in the cavity 5 generates a negative pressure and foaming in the plastic melt 6 initiated. After a solidification of the foamed plastic melt 6 can the enlarged cavity 5 opened and the manufactured component 4 be removed.

In dem Verfahren 3 wird das Bauteil 4 mit einer komplexen dreidimensionalen Struktur hergestellt, wie dieses in 3 gezeigt ist. Eine Bauteilfläche 400 des hergestellten Bauteils 4 ist dabei durch eine Außenfläche 500 der vergrößerten Kavität 5 definiert und ist durch Werkzeugflächen 100 und 200 der beiden Werkzeugteile 1 und 2 gebildet. Die Werkzeugfläche 100 setzt sich dabei aus einer Werkzeugfläche 110 des einzigen Werkzeugsegments 11 mit einem Biegebereich 111 und mit zwei an den Biegebereich 111 beidseitig anschließenden Flachbereichen 112 zusammen. Die Werkzeugfläche 200 des zweiten Werkzeugteils 2 setzt sich aus Werkzeugflächen 210, 220 und 230 der einzelnen das zweite Werkzeugteil 2 bildenden Werkzeugsegmente 21, 22, und 23 zusammen. Die Werkzeugflächen 210 und 220 weisen jeweils einen Flachbereich 212 und 222 und die Werkzeugfläche 230 weist abweichend dazu einen Biegebereich 231 und zwei an den Biegebereich 231 beidseitig anschließende Flachbereiche 232 auf.In the process 3 becomes the component 4 made with a complex three-dimensional structure, like this one in 3 is shown. A component surface 400 of the manufactured component 4 is thereby by an outer surface 500 the enlarged cavity 5 defined and is through tool surfaces 100 and 200 the two tool parts 1 and 2 educated. The tool surface 100 consists of a tool surface 110 of the single tool segment 11 with a bending area 111 and with two to the bending area 111 on both sides subsequent flat areas 112 together. The tool surface 200 of the second tool part 2 consists of tool surfaces 210 . 220 and 230 the individual the second tool part 2 forming tool segments 21 . 22 , and 23 together. The tool surfaces 210 and 220 each have a flat area 212 and 222 and the tool area 230 deviates from a bending range 231 and two at the bending area 231 on both sides subsequent flat areas 232 on.

Bei dieser Ausführung des Verfahrens 3 werden Flachbereiche 212 und 222 der Werkzeugflächen 22 und 23 an Flachbereiche 232 des Werkzeugsegments 23 gemäß 1 eben angeschlossen, so dass das Bauteil 4 eine gleiche Anfangsdicke 410 in der geformten Kavität 5 aufweist. Beim Vergrößern der geschlossenen Kavität 5 werden die gegenüberliegenden Werkzeugsegmente 11 und 23 nicht bewegt, so dass gemäß 2 eine Enddicke 420 des Bauteils 4 an den Werkzeugflächen 110 und 230 der Anfangsdicke 410 des Bauteils 4 entspricht. Eine Volumenzunahme findet an der Werkzeugfläche 230 folglich nicht statt. Die Werkzeugflächen 210 und 220 werden dagegen zu den Flachbereichen 232 der Werkzeugfläche 230 von der Anfangsdicke 410 auf die Enddicke 420 des Bauteils 4 versetzt, so dass an den Werkzeugflächen 210 und 220 eine Volumenzunahme stattfindet.In this embodiment of the method 3 become flat areas 212 and 222 the tool surfaces 22 and 23 on flat areas 232 of the tool segment 23 according to 1 just connected, so that the component 4 an equal initial thickness 410 in the molded cavity 5 having. When enlarging the closed cavity 5 become the opposite tool segments 11 and 23 not moved, so according to 2 a final thickness 420 of the component 4 on the tool surfaces 110 and 230 the initial thickness 410 of the component 4 equivalent. An increase in volume takes place on the tool surface 230 therefore not held. The tool surfaces 210 and 220 on the other hand become the flat areas 232 the tool surface 230 from the initial thickness 410 to the final thickness 420 of the component 4 offset so that on the tool surfaces 210 and 220 an increase in volume takes place.

In dem Verfahren 3 gemäß 1 und 2 wird das Bauteil 4 gemäß 3 hergestellt. Das Bauteil 4 weist einen gebogenen Teilbereich 41 und zwei an den Teilbereich 41 beidseitig anschließende ebene Teilbereiche 42 auf. In dem gebogenen Teilbereich 41 fand keine Volumenzunahme statt und die Biegesteifigkeit des Bauteils 4 ist in dem Teilbereich 41 nicht verändert. In den Teilbereichen 42 fand dagegen eine Volumenzunahme statt und die Enddicke des Bauteils 4 sowie die Biegesteifigkeit sind in den Teilbereichen 42 vergrößert. Das in dem hier beschriebenen Verfahren 3 hergestellte Bauteil 4 weist in den Teilbereichen 41 und 42 eine abweichende Enddicke 420 und ein gleiches Flächengewicht auf.In the process 3 according to 1 and 2 becomes the component 4 according to 3 manufactured. The component 4 has a bent portion 41 and two to the subarea 41 on both sides subsequent flat partial areas 42 on. In the curved section 41 There was no volume increase and the flexural rigidity of the component 4 is in the subarea 41 not changed. In the subareas 42 In contrast, an increase in volume took place and the final thickness of the component 4 as well as the bending stiffness are in the subareas 42 increased. That in the method described here 3 manufactured component 4 points in the subareas 41 and 42 a different final thickness 420 and an equal basis weight.

4 und 5 zeigen Schnittansichten der Werkzeugteile 1 und 2 beim Herstellen des abweichend ausgestalteten Bauteils 4 in dem erfindungsgemäßen Verfahren 3. 6 zeigt eine Schnittansicht des in dem Verfahren 3 nach 4 und 5 hergestellten Bauteils 4. Im Folgenden wird auf die Unterschiede gesondert eingegangen, im Übrigen entspricht das hier beschriebene Verfahren 3 dem anhand 2 bis 3 beschriebenen Verfahren 3. Nach dem Formen der Kavität 5 gemäß 4 wird die Kavität 5 mit der Kunststoffschmelze 6 gefüllt. Nach dem Füllen der Kavität 5 wird diese durch einen Negativhub der in seiner Form und Größe gleichen Werkzeugteile 21 und 22 vergrößert. Dabei werden die Werkzeugteile 21 und 22 unter einem von Null abweichenden Winkel α zueinander bewegt, wie in 4 mit Pfeilen angedeutet ist. 4 and 5 show sectional views of the tool parts 1 and 2 when producing the differently designed component 4 in the method according to the invention 3 , 6 shows a sectional view of the in the process 3 to 4 and 5 manufactured component 4 , In the following, the differences are dealt with separately, otherwise the procedure described here corresponds 3 the basis 2 to 3 described method 3 , After shaping the cavity 5 according to 4 becomes the cavity 5 with the plastic melt 6 filled. After filling the cavity 5 this is due to a negative stroke of the same in shape and size tool parts 21 and 22 increased. This will be the tool parts 21 and 22 moved at a non-zero angle α to each other, as in 4 indicated by arrows.

Abweichend zu dem anhand 1 und 2 beschriebenen Verfahren 3 werden hier die Werkzeugflächen 210 und 220 der Werkzeugsegmente 21 und 22 beim Formen der Kavität 5 zu den Flachbereichen 232 der Werkzeugfläche 230 des Werkzeugsegments 23 um einen Differenzabstand versetzt angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Differenzabstand der Werkzeugflächen 210 und 220 zu den benachbarten Flachbereichen 232 der Werkzeugfläche 230 einer Differenz zwischen der Enddicke 420 und der Anfangsdicke 410 des Bauteils 4. Die Anfangsdicke 410 und das Flächengewicht weichen folglich in dem Bauteil 4 vor dem Vergrößern der Kavität 5 bereichsweise ab. Gemäß 5 werden beim Vergrößern der Kavität 5 die gegenüberliegenden Werkzeugsegmente 11 und 23 nicht bewegt, so dass eine Enddicke 420 des Bauteils 4 zwischen den Werkzeugflächen 110 und 230 gemäß 5 der Anfangsdicke 410 des Bauteils 4 zwischen den Werkzeugflächen 110 und 230 gemäß 4 entspricht. Eine Volumenzunahme findet zwischen den Werkzeugflächen 110 und 230 folglich nicht statt. Die Werkzeugflächen 210 und 220 werden dagegen bewegt, so dass der Differenzabstand zwischen den Flachbereichen 232 der Werkzeugfläche 230 und den Werkzeugflächen 210 und 220 ausgeglichen wird. An den Werkzeugflächen 210 und 220 findet folglich eine Volumenzunahme statt und die Anfangsdicke 410 wächst hier um den Differenzabstand auf die Enddicke 420 an.Notwithstanding the basis 1 and 2 described method 3 Here are the tool surfaces 210 and 220 the tool segments 21 and 22 when molding the cavity 5 to the flat areas 232 the tool surface 230 of the tool segment 23 arranged offset by a difference distance. In this embodiment corresponds to the difference distance of the tool surfaces 210 and 220 to the adjacent flat areas 232 the tool surface 230 a difference between the final thickness 420 and the initial thickness 410 of the component 4 , The initial thickness 410 and the basis weight thus soften in the component 4 before enlarging the cavity 5 in some areas. According to 5 when enlarging the cavity 5 the opposite tool segments 11 and 23 not moved, leaving a final thickness 420 of the component 4 between the tool surfaces 110 and 230 according to 5 the initial thickness 410 of the component 4 between the tool surfaces 110 and 230 according to 4 equivalent. An increase in volume takes place between the tool surfaces 110 and 230 therefore not held. The tool surfaces 210 and 220 are moved against it, so that the difference distance between the flat areas 232 the tool surface 230 and the tool surfaces 210 and 220 is compensated. At the tool surfaces 210 and 220 Consequently, an increase in volume takes place and the initial thickness 410 grows here by the difference distance to the final thickness 420 on.

In dem Verfahren 3 gemäß 4 und 5 wird das Bauteil 4 gemäß 6 hergestellt. Das Bauteil 4 weist den gebogenen Teilbereich 41 und die an den Teilbereich 41 anschließenden ebenen Teilbereiche 42 auf. In dem gebogenen Teilbereich 41 fand keine Volumenzunahme statt und die Anfangsdicke 410 entspricht in dem Bereich 41 der Enddicke 420. Die Biegesteifigkeit des Bauteils 4 ist in dem Teilbereich 41 folglich nicht verändert. In den Teilbereichen 42 fand dagegen eine Volumenzunahme statt und die Anfangsdicke 410 ist auf die Enddicke 420 des Bauteils 4 geändert. Folglich ist die Biegesteifigkeit in den Teilbereichen 42 vergrößert. In dem gebogenen Teilbereich 41 entspricht dabei die Dichte des Bauteils 4 einer maximalen Dichte der Kunststoffschmelze 6, so dass die Biegesteifigkeit des Bauteils 4 in dem Teilbereich 41 im Vergleich zu den Teilbereichen 42 entsprechend höher ist. Das in dem hier beschriebenen Verfahren 3 hergestellte Bauteil 4 weist in den Teilbereichen 41 und 42 eine gleiche Enddicke 420 und ein abweichendes Flächengewicht auf.In the process 3 according to 4 and 5 becomes the component 4 according to 6 manufactured. The component 4 indicates the bent portion 41 and those at the subarea 41 subsequent flat parts 42 on. In the curved section 41 There was no volume increase and the initial thickness 410 corresponds to the area 41 the final thickness 420 , The flexural rigidity of the component 4 is in the subarea 41 consequently not changed. In the subareas 42 On the other hand, a volume increase and the initial thickness took place 410 is on the final thickness 420 of the component 4 changed. Consequently, the flexural rigidity is in the subregions 42 increased. In the curved section 41 corresponds to the density of the component 4 a maximum density of the plastic melt 6 , so that the flexural rigidity of the component 4 in the subarea 41 in comparison to the subareas 42 is correspondingly higher. That in the method described here 3 manufactured component 4 points in the subareas 41 and 42 a same final thickness 420 and a different basis weight.

7 und 8 zeigen Schnittansichten der Werkzeugteile 1 und 2 in dem Verfahren 3 in einer abweichenden Ausführung. Hier wird das Bauteil 4 in Form einer Halbschale hergestellt. Im Folgenden wird auf die Unterschiede gesondert eingegangen, im Übrigen entspricht das hier beschriebene Verfahren 3 dem anhand 1 und 2 oder 4 und 5 beschriebenen Verfahren 3. 7 and 8th show sectional views of the tool parts 1 and 2 in the process 3 in a different version. Here is the component 4 produced in the form of a half shell. In the following, the differences are dealt with separately, otherwise the procedure described here corresponds 3 the basis 1 and 2 or 4 and 5 described method 3 ,

Abweichend zu den oben bereits beschriebenen Verfahren 3 werden in dem hier gezeigten Verfahren 3 die Werkzeugsegmente 21 und 22 unter einem Negativhubwinkel β kleiner 90° zu einem ihrer ebenen Flachbereiche 212 und 222 der jeweiligen Werkzeugflächen 210 und 220 bewegt. Ferner weisen die Werkzeugflächen 210 und 220 jeweils einen Biegebereich 211 und 221 mit einem ersten Biegeradius R₁ auf. Die Werkzeugfläche 110 des Werkzeugsegments 11 des ersten Werkzeugteils 1 weist dabei zwei Biegebereiche 111 mit einem zweiten Biegeradius R₂ und insgesamt drei Flachbereiche 112 auf. Beim Formen der geschlossenen Kavität 5 gemäß 7 werden die Biegebereiche 211 und 221 in einem der vorgegebenen Anfangsdicke 410 des Bauteils 3 entsprechenden Anfangsabstand zu den Biegebereichen 111 der Werkzeugfläche 110 angeordnet. Beim Vergrößern der gefüllten Kavität 5 werden dann die Werkzeugflächen 210 und 220 der Werkzeugsegmente 21 und 22 bis zu einem der vorgegebenen Enddicke 420 des Bauteils 4 entsprechenden Endabstand radial auseinander bewegt, wie in 7 mit Pfeilen angedeutet ist.Notwithstanding the methods already described above 3 be in the process shown here 3 the tool segments 21 and 22 under a negative lift angle β less than 90 ° to one of their flat flat areas 212 and 222 the respective tool surfaces 210 and 220 emotional. Furthermore, the tool faces 210 and 220 one bending area each 211 and 221 with a first bending radius R ₁ on. The tool surface 110 of the tool segment 11 of the first tool part 1 has two bending areas 111 with a second bending radius R ₂ and a total of three flat areas 112 on. When molding the closed cavity 5 according to 7 become the bending areas 211 and 221 in one of the predetermined initial thickness 410 of the component 3 corresponding initial distance to the bending areas 111 the tool surface 110 arranged. When enlarging the filled cavity 5 then become the tool surfaces 210 and 220 the tool segments 21 and 22 up to one of the specified final thickness 420 of the component 4 corresponding end clearance moved radially apart, as in 7 indicated by arrows.

In den gebogenen Biegebereichen 41 des Bauteiles 4 findet eine gleichmäßige Volumenzunahme statt. Entsprechend wird die Biegesteifigkeit bei dem gleichbleibenden Flächengewicht in den gebogenen Bereichen 41 des Bauteils 4 erhöht. Der erste Biegeradius R₁ der Biegebereiche 211 und 221 und der zweite Biegeradius R₂ der Biegebereiche 111 sind dabei so ausgelegt, dass beim Formen der geschlossenen Kavität 5 die beiden Biegebereiche 111 und 211 der Werkzeugflächen 11 und 21 in einem Abstand zueinander angeordnet werden, der gleich oder größer als ein minimaler Abstand zwischen den Flachbereichen 212 und 112 dieser Werkzeugflächen ist.In the bent bending areas 41 of the component 4 There is an even volume increase. Accordingly, the flexural rigidity becomes the same basis weight in the bent portions 41 of the component 4 elevated. The first bend radius R ₁ the bending areas 211 and 221 and the second bend radius R ₂ the bending areas 111 are designed so that when molding the closed cavity 5 the two bending areas 111 and 211 the tool surfaces 11 and 21 be arranged at a distance equal to or greater than a minimum distance between the flat areas 212 and 112 this tool surfaces is.

Ferner werden in dem Bauteil 4 beidseitig jeweils eine Ausformung 43 und eine Vertiefung 44 in einer Bauteilfläche 400 durch eine komplementäre Vertiefung 114 und eine komplementäre Ausformung 113 in der unbewegten Werkzeugfläche 110 des Werkzeugsegments 11 des ersten Werkzeugteils 1 geformt. Die Ausformung 43 ist dabei komplementär zu der Vertiefung 44, so dass zwei hergestellte Bauteile 4 in Form von Halbschalen zu einem Rohr durch eine formschlüssige Verbindung der Ausformung 43 und der Vertiefung 44 verbunden werden können.Furthermore, in the component 4 both sides each have a shape 43 and a recess 44 in a component surface 400 through a complementary depression 114 and a complementary shape 113 in the stationary tool surface 110 of the tool segment 11 of the first tool part 1 shaped. The shape 43 is complementary to the depression 44 so that two manufactured components 4 in the form of half shells to a tube by a positive connection of the molding 43 and the depression 44 can be connected.

9 und 10 zeigen Schnittansichten der abweichend ausgestalteten Werkzeugteile 1 und 2 beim Herstellen einer domartigen Ausformung 45 in dem Bauteil 4. Die domartige Ausformung 45 wird in dem Verfahren 3 durch eine komplementäre Vertiefung 215 in der bewegten Werkzeugfläche 210 des Werkzeugsegments 21 des zweiten Werkzeugteils 2 geformt. Es findet an der Werkzeugfläche 210 zwar eine Volumenzunahme statt, da jedoch das Volumen der domartigen Ausformung 45 nicht zunimmt, bleibt die Dichte der Kunststoffschmelze 6 in der domartigen Ausformung 45 des Bauteils 4 annähernd erhalten. Im Übrigen kann das hier beschriebene Verfahren 3 wie in 1 und 2, 4 und 5 oder 7 und 8 ausgeführt werden. 9 and 10 show sectional views of deviating designed tool parts 1 and 2 when making a dome-like shape 45 in the component 4 , The dome-like shape 45 will in the process 3 through a complementary depression 215 in the moving tool surface 210 of the tool segment 21 of the second tool part 2 shaped. It takes place on the tool surface 210 Although an increase in volume takes place, but since the volume of the dome-like shape 45 does not increase, the density of the plastic melt remains 6 in the dome-like shape 45 of the component 4 approximately preserved. Incidentally, the method described here 3 as in 1 and 2 . 4 and 5 or 7 and 8th be executed.

11 und 12 zeigen Schnittansichten der Werkzeugteile 1 und 2 beim Herstellen eines Durchbruchs 46 in dem Bauteil 4. Der Durchbruch 46 wird dabei durch eine Durchbruchausformung 236 in der Werkzeugfläche 230 des unbewegten Werkzeugsegments 23 und eine Durchbruchausformung 116 in der Werkzeugfläche 110 des Werkzeugsegments 11 geformt. Die beiden Werkzeugflächen liegen im Bereich der Durchbruchausformungen 116 und 236 aneinander an und werden beim Vergrößern der Kavität 5 nicht bewegt. Entsprechend wird in dem Bauteil 4 der Durchbruch 46 geformt. Alternativ kann nur die Werkzeugfläche 230 die an der Werkzeugfläche 110 anliegende Durchbruchausformung 236 oder nur die Werkzeugfläche 110 die an der Werkzeugfläche 230 anliegende Durchbruchausformung 116 aufweisen. Alternativ können die Durchbruchausformung 236 oder 116 in eine Durchbruchvertiefung entsprechend in der Werkzeugfläche 110 oder 230 eingreifen und auf diese Weise den Durchbruch 46 formen. Im Übrigen kann das hier beschriebene Verfahren 3 wie in 1 und 2, 4 und 5 oder 7 und 8 ausgeführt werden. 11 and 12 show sectional views of the tool parts 1 and 2 when making a breakthrough 46 in the component 4 , The breakthrough 46 is thereby by a breakthrough formation 236 in the tool area 230 of the stationary tool segment 23 and a breakthrough formation 116 in the tool area 110 of the tool segment 11 shaped. The two tool surfaces lie in the area of the breakthrough formations 116 and 236 on each other and become larger when enlarging the cavity 5 not moved. Accordingly, in the component 4 the breakthrough 46 shaped. Alternatively, only the tool area 230 the at the tool surface 110 adjacent breakthrough shape 236 or just the tool area 110 the at the tool surface 230 adjacent breakthrough shape 116 respectively. Alternatively, the breakthrough shape 236 or 116 in a breakthrough depression corresponding to the tool surface 110 or 230 intervene and in this way the breakthrough 46 to form. Incidentally, the method described here 3 as in 1 and 2 . 4 and 5 or 7 and 8th be executed.

Zusammenfassend kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren 3 das Bauteil 4 mit einer komplexen dreidimensionalen Struktur in einem Prozessschritt hergestellt werden. Ferner kann das Flächengewicht, die Enddicke 420 und dadurch auch die Biegesteifigkeit der einzelnen Teilbereiche 41 und 42 des Bauteils 4 vorteilhaft unabhängig voneinander angepasst werden.In summary, in the method according to the invention 3 the component 4 be made with a complex three-dimensional structure in one process step. Furthermore, the basis weight, the final thickness 420 and thereby also the flexural rigidity of the individual sections 41 and 42 of the component 4 be adapted independently advantageous.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014208421 A1 [0003]

Claims

Method (3) for producing a component (4) for a motor vehicle, - wherein a closed cavity (5) is formed from at least two tool parts (1, 2); - Wherein the shaped cavity (5) is filled with a propellant loaded plastic melt (6); - wherein the filled cavity (5) by moving at least two tool segments (21, 22) of at least one of the tool parts (2) is increased, so that in the enlarged cavity (5) generates a negative pressure and foaming in the plastic melt (6) is initiated; - After a solidification of the foamed plastic melt (6), the enlarged cavity (5) for removing the manufactured component (4) is opened; characterized in that when enlarging the filled cavity (5) at least two of the tool segments (21, 22) are moved relative to one another at a non-zero angle (α).

Method according to Claim 1 characterized in that - as the filled cavity (5) is enlarged, at least one of the tool segments (21, 22) of one tool part (2) is moved relative to at least one of the adjacent stationary tool segments (23) of that tool part (2), and / or - that when enlarging the filled cavity (5) at least one of the tool segments (21, 22) of one tool part (2) is moved relative to at least one adjacent stationary tool segment (11) of the other tool part (1).

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that when enlarging the filled cavity (5) at least one of the tool segments (21, 22) at a negative stroke angle (β) is less than 90 ° to one of the flat flat areas (212, 222) of its tool surface (210, 220) is moved ,

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, when enlarging the filled cavity (5), a flat flat area (212, 222) of a tool surface (210, 220) of at least one of the tool segments (21, 22) is parallel to a flat flat area (21). 111) of a tool surface (110) of at least one of the opposite tool segments (11) remains.

Method according to one of Claims 1 to 4 , Characterized in that - in forming the closed cavity (5), a planar flat portion (212, 222) of a tool surface (210, 220) at least one of the tool segments (21, 22) to a planar flat portion (232) of a tool surface (230) at least one of the adjacent tool segments (23) is offset by a difference distance, and - that when enlarging the filled cavity (5) the difference between the flat flat areas (212, 222, 232) of the tool surfaces (210, 220, 230) of the tool segments ( 21, 22, 23) is at least partially compensated.

Method according to one of Claims 1 to 4 Characterized in that - in forming the closed cavity (5), a planar flat portion (212, 222) of a tool surface (210, 220) at least one of the tool segments (21, 22) to a planar flat portion (232) of a tool surface (230) at least one of the adjacent tool segments (23) is just connected, and - that when enlarging the filled cavity (5) a difference between the flat flat areas (212, 222, 232) of the tool surfaces (210, 220, 230) of the tool segments (21, 22, 23) is constructed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that - during the molding of the closed cavity (5), a bending region (211, 221) of a tool surface (210, 220) of the tool segment (21, 22) with a first bending radius (R ₁ ) and a bending region (111) of a tool surface (110) of the opposite tool segment (11) having a second bending radius (R ₂ ) in a starting distance corresponding to a predetermined initial thickness (410) of the component (4) are arranged relative to each other; Cavity (5) the tool surfaces (110, 210, 220) of the tool segments (11, 21, 22) are moved apart radially to a predetermined end thickness (420) of the component (4) corresponding end clearance.

Method according to Claim 7 , characterized in that in forming the closed cavity (5) the bending areas (111, 211, 221) of the tool surfaces (110, 210, 220) are arranged at a distance equal to or greater than a minimum distance between the flat areas ( 112, 212, 232) of these tool surfaces (110, 210, 220).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that - during the molding of the closed cavity (5), a bending area (231) of a tool surface (230) of the tool segment (23) with a first bending radius (R ₁ ) and a bending area (111) of a Tool surface (110) of the opposite tool segment (11) with a second bending radius (R ₂ ) in a predetermined end thickness (420) of the component (4) corresponding end distance to each other are arranged, and - that when enlarging the filled cavity (5), the tool surfaces (110, 230) of the tool segments (11, 23) are not moved.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when filling the shaped cavity (5) has a formation (43, 45) or a recess (44) in a component surface (400) by a complementary recess (143, 215) or a complementary Forming (144) in a corresponding the component surface (400) forming tool surface (110, 210) of at least one of the tool segments (11, 21) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during filling and / or when enlarging the cavity (5) a tool surface (110, 210, 220, 230) of the one tool segment (11, 21, 22, 23) and a tool surface ( 110, 210, 220, 230) of the other tool segment (11, 21, 22, 23) are tempered to a different process temperature.