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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Herstellung einer Slushhaut umfassend wenigstens
eine die Außenkontur
der Slushhaut bestimmende Galvanoform sowie Mittel zur Aufnahme der
beim Slushprozess auf die Galvanoform einwirkenden Kräfte.
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Aus der
DE 100 22 686 A1 ist eine
Vorrichtung zur Herstellung einer Slushhaut der eingangs genannten
Art bekannt geworden. Die dort beschriebenen bekannten Doppelslushhäute werden
für Innenverkleidungselemente
wie zum Beispiel Instrumententafeln in Automobilen verwendet. Die
Herstellung derartiger Slushhäute
erfolgt mit einer die Außenkontur
bestimmenden Galvanoform. Dabei wird die Galvanoform an ihrer Innenwandung
beheizt und bei gleichzeitiger Rotation der Galvanoform bildet sich
an dieser beheizten Innenwandung aus dem Polymerpulver eine kompakte
Formhaut. Dieses Verfahren wird daher auch als Rotationssintern
bezeichnet.
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Es ist bekannt, dass bei der Rotation
in der Galvanoform Verformungskräfte
wirken, die die Form unter anderem auf Durchbiegung und Torsion
belasten. Die für
den Slushprozess verwendeten Galvanoformen bestehen häufig weitgehend
aus Nickel und sind gegen Spannungen, Torsionen und andere Verformungen
empfindlich. Insbesondere wenn die Galvanoform mit dem Pulvermaterial
beaufschlagt wird kommt es zu Verformungen und inneren Spannungen
in der Form. Bei jedem Produktionszyklus treten diese Spannungen
erneut auf, so dass es zu Rissbildungen in der Form kommen kann.
Dies führt
zu einer Verringerung der Lebenszeit der Galvanoform.
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In der vorgenannten
DE 100 22 686 A1 wird daher
vorgeschlagen, die Biegesteifigkeit von dünnwandigen Galvanoformen für die Herstellung
von Slushhäuten
dadurch zu erhöhen,
dass man an den Außenseiten
der Galvanoform Versteifungen in Form von rautenförmig in
Längs-
und Querrichtung verlaufenden Rippen anbringt. Diese Rippen befinden
sich aber direkt an der Außenseite
der Galvanoform selbst und werden zum Beispiel dort aufgeschweißt.
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Die
DE 100 22 643 A1 beschreibt ebenfalls eine
Vorrichtung zur Herstellung einer Slushhaut mit einer die Außenkontur
der Slushhaut bestimmenden Galvanoform, wobei zur Erhöhung der
Stabilität
der Galvanoform vorgeschlagen wird, diese aus wenigstens zwei Baugruppen zu
fertigen, die dann aus unterschiedlichen Materialien bestehen. In
einem späteren
nicht sichtbaren Bereich der Oberfläche der herzustellenden Slushhaut
besteht eine der Baugruppen der Galvanoform aus Edelstahl. Eine
solche Baugruppe der Galvanoform hat zwar eine höhere Festigkeit, deren Verwendung
kommt aber nur dann in Betracht, wenn die herzustellende Slushhaut
solche aufgrund eines Einbaus später
nicht sichtbare Bereiche aufweist. Diese bekannte Lösung ist
daher hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit beschränkt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Slushhaut
umfassend wenigstens eine die Außenkontur der Slushhaut bestimmende
Galvanoform sowie Mittel zur Aufnahme der beim Slushprozess auf die
Galvanoform einwirkenden Kräfte
zur Verfügung zu
stellen, bei der an der Galvanoform selbst keine Veränderungen
vorgenommen werden müssen.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung einer Slushhaut der eingangs genannten Gattung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Mittel zur Aufnahme der beim Slushprozess auf die Galvanoform
einwirkenden Kräfte
wenigstens eine nicht an der Galvanoform selbst befindliche Abstützung umfassen.
Durch eine solche Abstützung
können
die aufgrund von Verformungen beim Slushprozess in der Galvanoform
erzeugten Spannungen vermieden werden. Die Abstützung kann beispielsweise so
angebracht werden, dass eine Durchbiegung der Galvanoform beim Slushprozess
aufgefangen und die Deformation der Galvanoform so gering wie möglich gehalten
wird. Dabei ist es empfehlenswert, dass die wenigstens eine Abstützung vor
Beginn des Slushprozesses die Galvanoform nicht berührt, sondern
zu dieser hin mindestens einen geringfügigen Abstand aufweist. Es
ist nämlich
zu beachten, dass sich die Galvanoform während des Slushprozesses erwärmt und
dadurch ausdehnt. Wenn bereits vor dieser Erwärmung die Abstützung direkt
an der Galvanoform anliegen würde,
käme es
beim Erwärmen
wieder zu inneren Spannungen in der Form.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der
Erfindung sieht vor, dass der Abstand der wenigstens einen Abstützung im
Abstützungspunkt
zur Galvanoform einstellbar ausgebildet ist. Die Galvanoform kann
beispielsweise in einen Spannrahmen eingespannt werden, wobei dieser
für mehrere
gleiche Formen genutzt werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn
die Abstützung
im Hinblick auf den Abstand zur Galvanoform beziehungsweise die
relative Anordnung der Abstützung
in dem Spannrahmen einstellbar ist. Beispielsweise kann eine Höhenverstellung
der Abstützung über einen
geeigneten Einstellmechanismus erfolgen. Für einen solchen Einstellmechanismus
zur Höhenverstellung
kommt beispielsweise eine Spindelverstellung, eine Verstellung über Muttern,
eine Schiebeverstellung mit Rastpunkten oder dergleichen in Betracht.
Diese Einstellmöglichkeit
ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil verschiedene Galvanoformen
herstellungsbedingt Toleranzen aufweisen und es somit bei Verwendung
einer gleichbleibenden Position der Abstützung nach einem Wechsel der
Form zur Anlage an der Abstützung
kommen könnte.
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Die erfindungsgemäß verwendete Abstützung der
Galvanoform kann eine punktförmige und/oder
linienförmige
und/oder flächige
Abstützung umfassen.
Besonders vorteilhaft hierfür
ist die Verwendung von zwei oder mehreren vorzugsweise voneinander
beabstandeten Abstützungen
der Galvanoform an mehreren Punkten oder in mehreren linienförmigen oder
flächigen
Bereichen. Es können
beispielsweise zwei oder mehrere punktförmige Abstützungen der Galvanoform voneinander
beabstandet entlang einer oder mehrerer Linien angeordnet sein. Vorzugsweise
ordnet man eine oder mehrere Abstützungen in denjenigen Bereichen
der Galvanoform an, die besonders auf Durchbiegung beansprucht sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsvariante
der Erfindung sieht vor, dass ein Spannrahmen für die Galvanoform vorgesehen
ist, in den diese eingespannt wird. Die erfindungsgemäße Abstützung kann dann
Teil des Spannrahmens sein oder mit dem Spannrahmen verbunden sein.
Beispielsweise kann eine solche Abstützung an einer Strebe des Spannrahmens
angeordnet sein. Ein solcher Spannrahmen kann aus zueinander senkrecht
ausgerichteten Streben aufgebaut sein. Diese Streben erstrecken
sich vorzugsweise in zwei oder drei zueinander jeweils senkrechten
Raumrichtungen. Besonders bevorzugt ist, wenn man den Spannrahmen
aus den genannten Streben gitterkäfigartig so aufbaut, dass er
die Galvanoform, die in den Spannrahmen eingespannt ist, an mehreren
Seiten mit Abstand umgibt. Beispielsweise kann man die Galvanoform
mit einer Art Flansch oder Kragen versehen, der mittels mechanischer
Befestigungseinrichtungen in den Spannrahmen eingespannt wird, beispielsweise über Befestigungselemente,
die an einer der Streben des Spannrahmens angebracht sind. In den
besonders gegen Durchbiegung gefährdeten
Bereichen kann man dann die Abstützungen
an Streben des Spannrahmens so anbringen, dass diese sich von den
Streben vorzugsweise in etwa rechtwinklig in Richtung auf den zu
unterstützenden
Bereich der Galvanoform erstrecken, wobei das freie Ende der Abstützung aber
vor Beginn des Slushprozesses einen solchen Abstand zur Galvanoform
einhält,
dass bei der anschließenden
durch die Erwärmung
bedingten Verformung keine zu starke Anpressung der Galvanoform
an der Abstützung erfolgt,
welche wieder in unerwünschter
Weise Spannungen in der Galvanoform hervorrufen würde.
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Die Erfindung betrifft weiterhin
die Verwendung einer Vorrichtung der zuvor beschriebenen Art zur
Herstellung von Slushhäuten
für Kraftfahrzeugteile.
Die Vorrichtung wird insbesondere vorzugsweise zur Herstellung von
Slushhäuten
für Innenausbauteile,
insbesondere für
Instrumententafeln von Kraftfahrzeugen verwendet.
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Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale
betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
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Nachfolgend wir die Erfindung anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Dabei zeigen
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1 eine
schematisch vereinfachte Ansicht, die die Durchbiegung einer Galvanoform
beim Rotationssintern verdeutlicht,
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2 eine
schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine Galvanoform mit Spannrahmen
gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung,
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3 einen
Schnitt durch die Vorrichtung von 2 entlang
der Linie III-III,
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4 einen
Schnitt durch die Vorrichtung von 2 entlang
der Linie IV-IV,
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5 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung mit
Spannrahmen und Galvanoform gemäß einem weiteren
konkreten Ausführungsbeispiel,
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6 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung von 5 von unten her betrachtet,
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7 einen
Schnitt durch die Vorrichtung von 6 entlang
der Linie VII-VII.
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Nachfolgend wird zunächst auf 1 Bezug genommen. Die Darstellung
zeigt in schematisch stark vereinfachter Weise die bei der Herstellung
von Slushhäuten
durch Rotationssintern auftretende Problematik der Durchbiegung
der Galvanoform 11, der mittels der erfindungsgemäßen Maßnahme entegegengewirkt
werden soll. In der Zeichnung ist schematisch gezeigt, dass die
Galvanoform 11 in einen Spannrahmen 12 eingespannt
ist. In dem Verfahren wird die Galvanoform 11 durch das
aus einem Pulvervorratsbehälter 17 gelieferte
Pulver 18 beaufschlagt, so dass sich dieses Pulver 18 in
Richtung des Pfeils 19 bewegt und auf der Galvanoform 11 niederschlägt. Da die
Galvanoform 11 beheizt wird, schmilzt das Pulver 18 an
deren Oberfläche
und es bildet sich eine dünne
Schicht mit allmählich
zunehmender Materialstärke,
so dass an der Galvanoform 11 schließlich die Slushhaut entsteht.
Während
dieses Verfahrens wird die ganze Anordnung mit Spannrahmen 12 und
Pulvervorratsbehälter 17 in
Rotation versetzt, wie dies durch den Pfeil 20 angedeutet
ist. Durch diese Rotation erzielt man eine gleichmäßige Ausbildung
der Slushhaut. Aus der Darstellung gemäß 1 ist ersichtlich, dass die Galvanoform 11,
die an ihren Rändern 11a jeweils
in dem Spannrahmen 12 eingespannt wird insbesondere in
dem mittleren Bereich durch das Beaufschlagen mit dem Pulver 18 auf Durchbiegung
beansprucht wird. Diese Durchbiegung ist schematisch durch den Pfeil 21 angedeutet. Damit
Spannungen und Verformungen in der Galvanoform 11 aufgrund
dieser Durchbiegung vermieden werden, wird die Galvanoform 11 erfindungsgemäß abgestützt (in 1 nicht dargestellt).
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Diese erfindungsgemäße Abstützung der Galvanoform
wird nachfolgend anhand der schematischen Darstellung gemäß den 2 bis 4 näher
erläutert. 2 zeigt eine Draufsicht
auf den Spannrahmen 12 mit der Galvanoform 11.
Die Rotation der Anordnung kann um eine erste Rotationsachse 22 und
um eine zweite dazu senkrechte Rotationsachse 23 erfolgen,
wie dies in 2 durch
die Pfeile angedeutet ist. Die erfindungemäße Abstützung 13 ist in den
Schnittdarstellungen 3 und 4 dargestellt. Dabei zeigt 3 einen Querschnitt durch
die Galvanoform 11 gemäß der Ansicht
von 2, während 4 einen Längsschnitt
durch die Anordnung von 2 in
einer zu 3 senkrechten
Ebene zeigt. Aus 3 wird
deutlich, dass die Abstützung 13 gemäß der Erfindung
vorwiegend in dem mittleren besonders auf Durchbiegung beanspruchten
Bereich der Galvanoform 11 (siehe auch 1) sinnvoll ist. Die in 3 gezeigte Galvanoform 11 ist
an ihren Rändern 11a in
den Spannrahmen 12 eingespannt. In dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 handelt es sich bei der
Galvanoform 11 um eine sogenannte Doppelgalvanoform mit
zwei Formnestern, nämlich einem
ersten Formnest 11b links und einem zweiten Formnest 11c rechts.
Wie 3 deutlich zeigt,
hat die Abstützung 13 einen
Abstand zur Galvanoform 11 in dem mittigen auf Durchbiegung
beanspruchten Bereich, der natürlich
nicht zu groß sein
darf, damit die Abstützung
wirksam wird. Der Abstand sollte aber auch nicht zu gering gewählt werden,
damit bei einer Verformung der Galvanoform 11 aufgrund
deren Erwärmung
keine zu starke Anpressung der Galvanoform an der Abstützung 13 erzeugt
wird, welche wiederum zu Spannungen in der Galvanoform führen würde. Dieser
Abstand zwischen Abstützung 13 und Galvanoform 11 lässt sich
empirisch ermitteln. Außerdem
ist vorzugsweise gemäß der Erfindung
die Abstützung 13 so
ausgebildet, dass eine Einstellbarkeit des Abstands zwischen dem
Abstützpunkt 13a am
oberen Ende und der Galvanoform 11 gegeben ist. Diese Einstellbarkeit
des Abstands kann man beispielsweise durch eine Höhenverstellung der
Abstützung 13 gewährleisten,
wenn sich die Abstützung
unterhalb der Galvanoform 11 befindet wie in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3. Wenn die Abstützung von
der Seite her erfolgt sieht man eine entsprechende Verstellung des
Abstands zwischen dem Abstützpunkt
am vorderen Ende der Abstützung
und der Galvanoform vor.
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4 zeigt,
dass mehrere dieser Abstützungen 13 mit
Abstand voneinander entlang einer Linie angeordnet werden können, wobei
dies in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 drei Abstützungen 13 sind,
die in der Regel jeweils für
sich unabhängig
in ihrem Abstand zur Galvanoform einstellbar sind. Der Einstellmechanismus
für die
Einstellung des Abstands zwischen Abstützung 13 und Galvanoform 11 ist
in 4 nur schematisch
angedeutet und mit dem Bezugszeichen 13b bezeichnet. In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 sorgt jede einzelne Abstützung 13 für eine punktförmige Abstützung der Galvanoform 11,
wobei aber die drei einzelnen Abstützungen 13 in diesem
Fall in einer Flucht liegen. Alternativ dazu ist aber ebenso gut
eine linienförmige oder
auch eine flächige
Abstützung
der Galvanoform in geeigneten auf Durchbiegung beanspruchten Bereichen
möglich.
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Nachfolgend wird auf die 5 bis 7 Bezug genommen und anhand dieser ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung näher
erläutert.
Die perspektivische Ansicht gemäß 5 zeigt einen Spannrahmen 12,
in den eine Galvanoform 11 eingespannt ist. Der Spannrahmen 12 ist
gitterkäfigartig
ausgebildet und umfasst mehrere zueinander senkrecht ausgerichtete
Streben 14, 15, 16, die die Galvanoform 11 an
den vier Seiten und an der Unterseite jeweils mit Abstand umgeben.
Die Galvanoform 11 hat eine Art Flansch 11a, der
mindestens bereichsweise umläuft
und einen äußeren Randbereich
der Galvanoform bildet. Im Bereich dieses Flansches 11a ist
die Galvanoform 11 über
Befestigungseinrichtungen 22 mit Streben 16 des
Spannrahmens 12 verbunden. Es sind mehrere solcher Befestigungseinrichtungen 24 vorgesehen
und zwar an Streben 16, die sich an der Längsseite
und an der Querseite des gitterkäfigartig
aufgebauten Spannrahmens 12 erstrecken. Der Spannrahmen
weist außerdem
mindestens in den Eckbereichen und vorzugsweise noch an weiteren
Stellen Streben 15 auf, die senkrecht zu den Streben 16 verlaufen
und die dann wiederum senkrecht mit bodenseitigen Streben 14 verbunden
sind, die senkrecht zu den Streben 15 verlaufen und gleichzeitig
in einer Ebene liegen, die sich parallel mit Abstand zu der Ebene
erstreckt, in der die Streben 16 verlaufen. Man erkennt
in 5, dass an der sich
etwa mittig in Längsrichtung
unter der Galvanoform 11 erstreckenden Strebe 14 zwei Abstützungen 13 vorgesehen
sind, die in ihrem Abstand zur Galvanoform einstellbar ausgebildet
sind. Die Strebe 14 bildet mit einer zweiten zu dieser
senkrecht verlaufenden Strebe 14 eine kreuzförmige Anordnung
und ist außerdem
mit weiteren einen äußeren Rahmen
bildenden Streben 14 verbunden, so dass sich eine fachwerkartige
Gitterkonstruktion ergibt.
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6 zeigt
die entsprechende Draufsicht auf den Spannrahmen 12 von 5 von der Unterseite her
gesehen und man erkennt dort die Befestigungseinrichtungen 24,
die an dem Flansch 11a der Galvanoform 11 angreifen
und gleichzeitig mit den Streben 16 des Spannrahmens verbunden
sind. In der Ansicht von 6 wird
die Strebe 16 allerdings durch eine parallele Strebe 14 der
Bodenebene des Spannrahmens verdeckt. Die Abstützungen 13 sind hier ebenfalls
nicht sichtbar, da sie durch die Strebe 14 an der sie sich
befinden verdeckt werden. Besser kann man die Abstützung der
Galvanoform in der Schnittansicht gemäß 7 erkennen. Man sieht dort den Verlauf
der Galvanoform 11 im Querschnitt mit einem mittigen auf
Durchbiegung beanspruchten Bereich ähnlich wie zuvor anhand von 1 erläutert wurde. Man erkennt, dass
dieser mittige Bereich der Galvanoform von der Abstützung 13 abgestützt wird,
die sich an der Strebe 14 befindet und die wiederum in ihrer
Höhe einstellbar
ist, so dass man den Abstand zwischen der Abstützung 13 und dem abzustützenden
Bereich der Galvanoform 11 verstellen kann.
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- 11
- Galvanoform
- 11a
- Flansch
- 11c
- zweites
Formnest
- 12
- Spannrahmen
- 13
- Abstützung
- 13a
- Abstützpunkt
- 13b
- Einstellmechanismus
- 14,
15, 16
- Streben
- 17
- Pulvervorratsbehälter
- 18
- Pulver
- 19,
20, 21
- Pfeil
- 22
- erste
Rotationsachse
- 23
- senkrechte
Rotationsachse
- 24
- Befestigungseinrichtung