DE19510958A1 - Rapid pressing of lightweight hollow components from sheet moulding cpd. - Google Patents
Rapid pressing of lightweight hollow components from sheet moulding cpd.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des 1. bzw. 2. Anspruchs und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the Preamble of the 1st or 2nd claim and a device to carry out the procedure.
Es ist allgemein bekannt, SMC-Matten (Sheet moulding compounds-Matten) dadurch zu einem Bauteil zu verformen, daß sie in einem beheizbaren Pressenwerkzeug eingelegt werden. Beim Schließen des Pressenwerkzeuges wird dann die SMC-Matte entsprechend der Kontur des Pressenwerk zeuges verformt und kann in dieser Kontur durch das Hei zen über das Pressenwerkzeug aushärten.It is well known to use sheet molding (SMC) mats compounds mats) to form a component, that they are inserted in a heatable press tool will. Then when the press tool is closed the SMC mat according to the contour of the press plant Stuff deformed and can in this contour by the hot cure using the press tool.
Ein Nachteil hierbei ist, daß nur massive Bauteile herge stellt werden können. Dies bedingt jedoch längere Härte zeiten, so daß die Zykluszeit dementsprechend verlängert wird.A disadvantage here is that only massive components are available can be put. However, this requires longer hardness times so that the cycle time is extended accordingly becomes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens be reitzustellen, mit dem eine genügend hohe Formsteifigkeit von aus SMC-Matten hergestellten Bauteilen erzielt werden kann, ohne daß die Zykluszeit verlängert werden muß. The object of the present invention is a method and an apparatus for performing the method to sit with, with a sufficiently high dimensional stability of components made from SMC mats can without having to extend the cycle time.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des 1. oder 2. Anspruchs gelöst. Beide Lösungen basieren auf dem Gedanken, daß ausreichend steife und doch dünnwandige, sprich leichte Bauteile da durch erzeugt werden können, wenn entweder mindestens zwei SMC-Matten verwandt werden und diese einen Hohl körper bilden bzw. wenn durch eine entsprechende Ausge staltung des Pressenwerkzeuges an statisch günstigen Stellen ein Hohlraum erzeugt wird. Anstelle von zwei SMC-Matten, zwischen denen der Hohlraum zumindest teilweise gebildet wird, kann auch eine SMC-Matte verwandt werden, wenn sie beim Einlegen zu einem Hohlkörper geformt wird. Auch hier kann der Hohlraum nur partiell entstehen, wenn das Pressenwerkzeug entsprechend ausgelegt ist.This object is inventively characterized by ning features of the 1st or 2nd claim solved. Both Solutions are based on the idea that sufficient stiff, yet thin-walled, i.e. light components can be generated by, if either at least two SMC mats are used and this one hollow form body or if by an appropriate Ausge Design of the press tool on statically favorable Make a cavity is created. Instead of two SMC mats, between which the cavity is at least partially an SMC mat can also be used, if it is formed into a hollow body when inserted. Here too, the cavity can only partially arise if the press tool is designed accordingly.
Die Weiterbildung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, daß der Hohlraum von einem separaten Körper gebildet wird, so daß die auf seinem Umfang aufgelegte SMC-Matte nicht un bedingt hundertprozentig druckdicht sein muß, was schwie rig bei den übereinandergelegten Mattenenden sein kann.The development according to claim 3 has the advantage that the cavity is formed by a separate body, so that the SMC mat on its circumference is not un conditionally has to be 100% pressure-tight, which is difficult rig can be with the superimposed mat ends.
Der elastische Formkörper kann je nach Verwendungszweck des Bauteils in dem Bauteil verbleiben oder - nach der Weiterbildung gemäß Anspruch 4 - auch aus dem Bauteil entfernt werden.The elastic molded body can be used depending on the purpose of the component remain in the component or - after the Training according to claim 4 - also from the component be removed.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 kann gleichzeitig eine Zentrierung beim Einlegen der Matte in das Pressen werkzeug erzielt werden.Through the training according to claim 5 can simultaneously centering when inserting the mat into the press tool can be achieved.
Die Ansprüche 6 bis 10 beschreiben eine vorteilhafte Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens.Claims 6 to 10 describe an advantageous front direction to carry out the procedure.
Im folgenden wird die Erfindung anhand schematisierter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es stellen dar: In the following the invention will be more schematized Exemplary embodiments explained in more detail. They represent:
Fig. 1a bis c eine erste Ausgestaltung der Erfindung mit zwei SMC-Matten; FIG. 1a to c show a first embodiment of the invention with two SMC mats;
Fig. 2a, b eine Abwandlung der Ausgestaltung nach Fig. 1; Fig. 2a, b a modification of the embodiment of FIG. 1;
Fig. 3a bis c eine zweite Ausgestaltung der Erfindung; Fig. 3a-c, a second embodiment of the invention;
Fig. 4a bis c eine dritte Ausgestaltung der Erfindung. FIGS. 4a-c, a third embodiment of the invention.
Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, daß sie nur schematisiert dargestellt sind. Alle zur Durchführung des Verfahrens notwendigen, aber allgemein bekannten Bau elemente sind fortgelassen und es sind nur die Bau elemente eingezeichnet, die zum Verständnis der Erfindung notwendig sind.Common to all of the exemplary embodiments is that they only are shown schematically. All to carry out the Procedure necessary, but generally known construction elements are omitted and it is only the construction drawn elements for understanding the invention are necessary.
Ganz allgemein ist in allen Fig. 1 bis 4 ein ge öffnetes Pressenwerkzeug 1 dargestellt, das aus dem auf dem Pressentisch montierten Pressenunterwerkzeug 2 und einem beweglich angeordneten Pressenoberwerkzeug 3 be steht. An dem Pressenunterwerkzeug ist an geeigneter Stelle eine Druckmittelzufuhrdüse angeordnet, mit deren Hilfe ein geeignetes Druckmittel, in der Regel ein Gas, geregelt zugeführt werden kann.Quite generally, a 1 ge öffnetes press tool 1 is in all Fig. To 4 shown, which projects from the mounted on the press platen 2 and a lower tool movably arranged press upper die 3 be. A pressure medium supply nozzle is arranged at a suitable point on the lower press tool, with the aid of which a suitable pressure medium, usually a gas, can be supplied in a controlled manner.
In Fig. 1 ist die Druckmittelzufuhrdüse mit 4 bezeichnet und weist eine in Düsenaxialrichtung bewegliche Düsen nadel 5 auf, deren vordere Spitze 6 bis in den Werkzeug hohlraum hineingeschoben werden kann.In Fig. 1, the pressure medium supply nozzle is denoted by 4 and has a nozzle 5 movable in the nozzle axial direction, the front tip 6 of which can be pushed into the tool cavity.
Weiterhin sind zwei SMC-Matten 7 und 8 dargestellt, von denen die SMC-Matte 7 in den Hohlraum des Pressenunter werkzeuges 2 eingelegt ist. Die SMC-Matte 8 deckt diesen Hohlraum von oben ab.Furthermore, two SMC mats 7 and 8 are shown, of which the SMC mat 7 is inserted into the cavity of the press lower tool 2 . The SMC mat 8 covers this cavity from above.
Bevor die SMC-Matte 7 in den Hohlraum des Pressenunter werkzeuges 2 eingelegt wird, kann an der Stelle, an der die Druckmittelzufuhrdüse später Druckmittel zuführt, ein Loch von beispielsweise 3 mm im Durchmesser angebracht werden. Die so vorbereitete SMC-Matte 7 wird in das Pres senunterwerkzeug 2 eingelegt, nachdem zuvor die Düsen nadel 5 vorgeschoben wurde, so daß die Öffnung 9 in der SMC-Matte 7 über die vordere Spitze 6 der Düsennadel 5 geschoben werden kann, und so in diesem Bereich zentriert wird.Before the SMC mat 7 is inserted into the cavity of the press lower tool 2 , a hole of, for example, 3 mm in diameter can be made at the point at which the pressure medium supply nozzle later supplies pressure medium. The SMC mat 7 thus prepared is inserted into the press senunterwerkzeug 2 after the nozzle needle 5 has been advanced so that the opening 9 in the SMC mat 7 can be pushed over the front tip 6 of the nozzle needle 5 , and so in this area is centered.
In einem weiteren Arbeitsschritt, der in Fig. 1b dar gestellt ist, wird die Düsennadel 5 zurückgezogen, so daß die Druckmittelzufuhrdüse 4 frei wird. Gleichzeitig wird - in Fig. 1b nicht dargestellt - das Pressenober werkzeug 3 abgesenkt und verschließt den Formhohlraum. Mit dem Schließen des Pressenoberwerkzeuges 3 wird das Pressenwerkzeug beheizt und gleichzeitig über die Druck mittelzufuhrdüse 4 ein Druckmittel mit einem Druck von beispielsweise 25 bar zwischen die beiden SMC-Matten gleitet. Aufgrund dieses Druckes legen sich die SMC-Mat ten 7, 8 fest an die Innenwände des Formhohlraumes unter gleichzeitiger Bildung eines Hohlraumes an. Durch die Wärmezufuhr können die SMC-Matten in dieser Form aus härten.In a further step, which is shown in Fig. 1b, the nozzle needle 5 is withdrawn so that the pressure medium supply nozzle 4 is free. At the same time - not shown in Fig. 1b - the upper press tool 3 is lowered and closes the mold cavity. When the upper press tool 3 is closed, the press tool is heated and, at the same time, a pressure medium with a pressure of, for example, 25 bar slides between the two SMC mats via the pressure medium supply nozzle 4 . Due to this pressure, the SMC-Mat, 8 fixed to the inner walls of the mold cavity with the simultaneous formation of a cavity insert th to 7th The SMC mats can harden in this form due to the supply of heat.
Während des Aushärtvorganges wird der zwischen den beiden SMC-Matten gebildete Hohlraum durch die vorgefahrene Dü sennadel 5 verschlossen, wie Fig. 1c darstellt. Damit braucht die Druckmittelzufuhr in dem Leitungssystem bis zur Druckmittelzufuhrdüse nicht aufrechterhalten zu wer den während des Aushärtvorganges. During the curing process, the cavity formed between the two SMC mats is closed by the advanced nozzle needle 5 , as shown in FIG. 1c. Thus, the pressure medium supply in the line system up to the pressure medium supply nozzle need not be maintained to who during the curing process.
Sobald der Aushärtvorgang abgeschlossen ist, wird das Pressenwerkzeug geöffnet, die Düsennadel 5 zurückgezogen und das fertig geformte Bauteil entnommen. Im vorliegen den Beispiel wurde ein kastenförmiger Träger mit beid seitig offenen Ende erzeugt, der als Tragkörper für eine Fahrzeugstoßstange dient.As soon as the curing process is complete, the press tool is opened, the nozzle needle 5 is withdrawn and the finished molded component is removed. In the present example, a box-shaped carrier with an open end on both sides was produced, which serves as a supporting body for a vehicle bumper.
Das so hergestellte Bauteil kann aufgrund der geringen Wandstärke schneller aushärten. Daneben wird ein geringe rer Materialeinsatz erreicht als wenn dieses Bauteil mas siv ausgeführt wäre, was zusätzlich eine Gewichts reduzierung aufgrund der Erfindung bedeutet.The component manufactured in this way can be due to the small Cure wall thickness faster. In addition, a small one rer material use achieved than if this component mas would be carried out what additional weight reduction due to the invention means.
In Fig. 2a, b ist eine weitere Ausgestaltung dar gestellt. Im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 1 be sitzt das Pressenoberwerkzeug 3′ einen Stempel und eine diagonal verlaufende Aufnahme für die zweite SMC-Matte 8. Mit einem derartigen Werkzeug kann ein Bauteil mit einer Hohltasche hergestellt werden. Das fertige Bauteil selbst ist in Fig. 2b dargestellt.In Fig. 2a, b, a further embodiment is set is. In contrast to the arrangement according to FIG. 1, the upper press tool 3 'sits a punch and a diagonally extending receptacle for the second SMC mat 8 . With such a tool, a component with a hollow pocket can be produced. The finished component itself is shown in Fig. 2b.
Selbstverständlich ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ebenfalls eine Druckmittelzufuhrdüse und eine entsprechend Fig. 1 gestaltete Düsennadel vorgesehen. Die Herstellungsschritte zum Erzeugen des Bauteils mit Hohltasche sind die gleichen wie in Fig. 1.Of course, a pressure medium supply nozzle and a nozzle needle designed according to FIG. 1 are also provided in the exemplary embodiment according to FIG. 2. The manufacturing steps for producing the hollow pocket component are the same as in FIG. 1.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Sie wird bevorzugt dann angewendet, wenn endseitig offene Hohlkörper erzeugt werden sollen. Im Ge gensatz zu der Anordnung nach Fig. 1, 2 werden hier keine zwei SMC-Matten benötigt, sondern nur eine SMC-Matte 7′. Die SMC-Matte 7′ wird derart gerollt, daß ihre beiden Enden 10, 11 einander überlappt. Die Matte selbst wird auf einem aufblasbaren Hohlkörper aufgelegt, bei spielsweise einem ovalen Schlauch 12. Der Schlauch weist - ähnlich einem Fahrradschlauch - einen Ventilstutzen 13 auf. Über diesen wird der Schlauch mit der aufgelegten SMC-Matte, die im Bereich des Ventilstutzens mit einer Öffnung von beispielsweise 40 mm versehen ist, in die Öffnung eines Zentrierstutzens 14 eingesetzt, der im Pressenunterwerkzeug 2 fest vorgesehen ist. Im Bereich der Aufnahme des Ventilstutzens weist der Zentrierstutzen einen Flansch 15 auf, der zum Zentrieren der SMC-Matte 7′ dient.In Fig. 3 shows a further embodiment of the invention is illustrated. It is preferably used when open hollow bodies are to be produced at the ends. In contrast to the arrangement according to Fig. 1, 2 no two SMC mats are required here, but only one SMC mat 7 '. The SMC mat 7 'is rolled such that its two ends 10 , 11 overlap each other. The mat itself is placed on an inflatable hollow body, for example an oval tube 12 . The tube has - similar to a bicycle tube - a valve socket 13 . The hose with the SMC mat placed thereon, which is provided with an opening of, for example, 40 mm in the area of the valve stub, is inserted into the opening of a centering stub 14 , which is permanently provided in the lower press tool 2 . In the area of receiving the valve stub, the centering stub has a flange 15 , which serves to center the SMC mat 7 '.
In Fig. 3b ist die Kontur des Schlauches 12 und der SMC-Matte 7′ dargestellt, wenn das Pressenoberwerkzeug 3 geschlossen ist. Zuvor wurde der Ventilstutzen 13 über eine Schraubverbindung mit einer Druckmittelzufuhrleitung 16 verbunden, wozu letztere in den Zentrierstutzen 14 eingesetzt wird. Anschließend wird - wie bereits bei Fig. 1 beschrieben - Druckluft in den Schlauch 12 geleitet und gleichzeitig das Pressenwerkzeug erwärmt.In Fig. 3b, the contour of the tube 12 and the SMC mat 7 'is shown when the upper press tool 3 is closed. Previously, the valve stub 13 was connected to a pressure medium supply line 16 via a screw connection, for which purpose the latter is inserted into the centering stub 14 . Subsequently, as already described in FIG. 1, compressed air is fed into the hose 12 and the press tool is simultaneously heated.
Auch hier bleibt der Druck in dem Schlauch 12 so lange aufrechterhalten, bis das Bauteil ausgehärtet ist (Fig. 3c). Dann wird der Druck abgebaut, das Pressenoberwerk zeug nach oben gefahren, die Druckmittelzufuhrleitung 16 von dem Ventilstutzen abgeschraubt und das Bauteil samt Schlauch 12 entnommen. Aufgrund des Flansches 15 ist die Öffnung in dem Bauteil so groß, daß der Schlauch 12 im druckentlasteten Zustand über diese Öffnung aus dem Inne ren des Bauteils entfernt werden kann.Here, too, the pressure in the hose 12 is maintained until the component has hardened ( FIG. 3c). Then the pressure is released, the press upper part moves upwards, the pressure medium supply line 16 is unscrewed from the valve stub and the component including the hose 12 is removed. Because of the flange 15 , the opening in the component is so large that the hose 12 can be removed in the pressure-relieved state through this opening from the interior of the component.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a bis c wird das gleiche Bauteil wie in Fig. 3 hergestellt mit dem Unter schied, daß hier kein separater Schlauch verwandt wird, sondern daß die einzige SMC-Matte 7′ mit ihren Enden 10′ und 11′ übereinandergelegt wird zu einem an beiden Seiten offenen Zylinder. In Analogie zur Anordnung nach Fig. 1 ist auch hier eine Druckmittelzufuhrdüse 4′ mit einer Dü sennadel 5′ vorgesehen, wobei letztere auch wieder dazu dient, die SMC-Matte 7′ vor dem Schließen des Pressen werkzeuges zu fixieren. Auch die einzelnen Verfahrens schritte zum Herstellen des Bauteils sind identisch mit dem in Fig. 1 beschriebenen.In the embodiment of Fig. 4a to c, the same component as in Fig. 3 is produced with the difference that no separate hose is used here, but that the only SMC mat 7 'with their ends 10 ' and 11 'superimposed becomes an open cylinder on both sides. In analogy to the arrangement according to FIG. 1, a pressure medium supply nozzle 4 'with a nozzle needle 5 ' is also provided here, the latter also again serving to fix the SMC mat 7 'before closing the press tool. The individual method steps for producing the component are identical to that described in FIG. 1.
Eine derartige Anordnung wird immer dann gewählt werden, wenn die Öffnung zum Zuführen des Druckmittels am ferti gen Bauteil nicht zu groß sein darf, da sie im Unter schied zu Fig. 3 in der Ausführungsform nach Fig. 4 nur ca. 3 mm beträgt.Such an arrangement will always be chosen if the opening for supplying the pressure medium to the finished component must not be too large, since it is only about 3 mm in difference to FIG. 3 in the embodiment according to FIG. 4.
Claims (10)
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