DE19641964A1

DE19641964A1 - Presse für Dekorzuschnitte

Info

Publication number: DE19641964A1
Application number: DE1996141964
Authority: DE
Original assignee: Heidel & Co KG Werkzeug U GmbH
Current assignee: Heidel & Co KG Werkzeug U GmbH
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-04-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Hinterpressen von Dekorzuschnitten mit plastischen Werkstoffen mit einer Werkzeugoberform und einer Werkzeugunterform, welche eine Kavität mit einer entsprechenden Preßform bilden, sowie ein Verfahren zum Hinterpressen von Dekorzuschnitten mit plastischen Werkstoffen, insbesondere zur Ausführung auf einer Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche.

Die mit Hilfe derartiger Vorrichtungen herzustellenden Produkte finden als Verkleidungsteile vorzugsweise Verwen dung in der Kfz- bzw. Verkehrstechnik oder allg. im Be reich der Innenausstattung. Sie sind gekennzeichnet durch einen formstabilen Träger aus Kunststoff oder ähnlich zu verarbeitende Materialien und Verbundstoffe und zusätzlich aufgebrachtes Dekormaterial. Die Geometrie derartiger Tei le ist sowohl durch flächige Formen als auch durch ausge prägt 3-dimensionale Strukturen gekennzeichnet. Die Her stellprozesse müssen sich für die Großserienproduktion eignen.

Bekannt sind Verfahren und zugehörige Herstellanlagen, mit deren Hilfe das Trägerteil hergestellt wird, z. B. durch Pressen von Platinen oder Bandware von der Rolle oder durch Spritzgießen; nach einer Aushärtephase (Ablauf einer chemischen Reaktion oder Abkühlen) wird das vorgefertigte Trägerteil am Rand beschnitten und in einer weiteren Ope ration das Dekormaterial aufgelegt, durch Pressen zur Haf tung gebracht und erneut der Rand beschnitten und/oder um gebugt. Für das Aufbringen des notwendigen Klebers sind verschiedene Verfahren bekannt; die Möglichkeiten reichen vom Aufbringen von Zusatzkleber durch Sprühen oder Stäu ben, durch Kaschieren des Dekormaterials mit schmelzkle benden Faservliesen bis zum Wiederaufheizen eines mögli cherweise thermoplastischen Trägermaterials, um das Dekor material an der erweichten Trägeroberfläche zur Haftung zu bringen. Die möglichen Verfahrenskombinationen sind viel fältig.

Zielsetzung von technischen Entwicklungen ist es, zur Ko stensenkung die Anzahl von unterschiedlichen Verfahrens schritten zu verringern, um Investitionskosten zu sparen und den Herstellungsprozeß zu verkürzen sowie den Materi aleinsatz zu senken, z. B. durch Einsparen von zusätzli chem Kleber oder durch Verringerung von Randabfällen u. a.
So wurden beispielsweise Verfahren und Vorrichtungen vor geschlagen, bei denen ein Dekorzuschnitt und gleichzeitig die Rohmasse des Trägermaterials in ein Werkzeug einge bracht werden und in dem in einem Arbeitsschritt das Trä gerteil durch Pressen in seine Endform gebracht wird und gleichzeitig die Verbindung (Klebung) mit dem Dekorzu schnitt erfolgt. Als Rohmaterial für den Träger wird vor zugsweise ein Thermoplast eingesetzt. Das Dekormaterial ist auf diesen Prozeß abgestimmt und in der Lage, die thermische Beanspruchung und die Belastung durch den Preß vorgang ohne Beeinträchtigung zu ertragen.

Die nach diesem Verfahren hergestellten Teile haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht zwangsläufig konturgenau sind, sondern regelmäßig überpreßte Randüberstände aufweisen, die durch einen zusätzlichen Beschneidevorgang entfernt werden müssen. Von besonderem Nachteil ist, daß die Randüberstände ebenfalls in diesen Bereichen mit der Un terseite des Dekorrandes verkleben und ein Umbug aus die sem Grunde unmöglich wird. In gewissen Grenzen ist durch aufwendige und damit kostenträchtige Handarbeit die Ver edelung zu einem gebrauchsfähigen Teil mit Randbeschnitt zu erreichen. Ein optisch einwandfreier Umbug ist unter den Bedingungen einer prozeßsicheren Großserienfertigung nicht zu erreichen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vor richtung und ein Verfahren der obengenannten Art zur Ver fügung zu stellen, wobei das Pressen des Trägerteils und optional das Kaschieren mit einem Dekor in einem Arbeits schritt erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch ein Verfahren durch die in Anspruch 9 angegebenen Schritte ge löst.

Der Kern der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Vorrichtung mit einem Abdichtrahmen versehen ist, der in geschlossenem Zustand des Werkzeugs die Kavität, welche eine Geometrie des gewünschten Preßteiles aufweist, umlau fend abdichtet. Der Rahmen ist dabei derart ausgebildet, daß er bezüglich beider Werkzeugteile beweglich ist und so ein separates Ausführen der Funktionen "Schließen der Ka vität" und "Formpressen" erlaubt.

Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Werk zeugunterform von einem gegenüber dieser beweglichen Rah men umgeben ist, der die Kavität bei Zusammenführen mit dem Werkzeugoberteil umlaufend abdichtet. Dies hat den Vorteil daß die Kavität vor dem Pressen abgedichtet werden kann, so daß kein zu pressender Werkstoff aus der Kavität austritt.

Eine besonders gute und zuverlässige Abdichtung der Kavi tät wird dadurch erzielt, daß der Rahmen ein Abdichtrahmen ist, der eine erhabene, umlaufende Abdichtkante aufweist, deren Höhe der örtlichen Randdicke eines zu pressenden Produktteiles entspricht. Besonders vorteilhaft ist es da bei, wenn die Abdichtkante eine Spiegelbreite von 0 bis 1 mm aufweist bzw. wenn die Breite einer umlaufenden Berüh rungsfläche zwischen Rahmen und Werkzeugoberform 0 bis 2 cm beträgt und der Kontur der Werkzeugoberform in diesem Bereich folgt.

Zur Herstellung einer starren Verbindung zwischen dem Oberwerkzeug und dem Abdichtrahmen ist eine Verriegelungs einrichtung vorgesehen, welche den Rahmen mit dem Werk zeugoberteil fest verbindet.

Eine optimale Anpassung an unterschiedlichste Anforderun gen und Betriebsbedingungen erzielt man dadurch, daß der Rahmen veränderbare Distanzstücke aufweist, welche einen Spalt zwischen Abdichtrahmen und Werkzeugoberteil vorbe stimmen.

In einer abweichenden Ausführungsform der Erfindung werden die Verriegelungseinrichtung und ggf. die Distanzstücke durch eine hydraulische Hubvorrichtung für den Abdichtrah men ersetzt, der es erlaubt, durch Steuerung des hydrauli schen Vordrucks den Anpreßdruck an der umlaufenden Dicht kante prozeßabhängig einzustellen.

Im Rahmen vorgesehene Entlastungsbohrungen, durch welche Gas, wie beispielsweise Luft, aus der Kavität austreten kann, ermöglichen einen störungsfreien Preßvorgang.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der o.g. Art sind folgende Schritte vorgesehen:

a) Öffnen einer Werkzeugform mit einer Werkzeugoberform und einer Werkzeugunterform, welche eine Kavität mit entsprechender Preßform bilden,
b) Anordnen eines ersten Werkstoffes am Werkzeugoberteil oder Werkzeugunterteil und optional Anordnen eines zweiten Werkstoffes am jeweils anderen Werkzeugteil,
c) Zusammenführen von Werkzeugoberteil und einem Rahmen, der das Werkzeugunterteil umgibt und beweglich gegen über diesem ist, so daß die Kavität umlaufend abge dichtet wird,
d) Zusammenpressen des Werkzeugunterteils und des Werk zeugoberteils.

Dies hat den Vorteil daß die Kavität vor dem Pressen abge dichtet werden kann, so daß kein zu pressender Werkstoff aus der Kavität austritt. Insbesondere ist eine gleichzei tiges Pressen eines Formteiles und Verbinden mit einem De kor möglich.

Einen besonders einfachen Verfahrensablauf erzielt man da durch, daß die Werkzeugunterform an einem Preßstempel be festigt wird.

Einen störungsfreien Preßvorgang erzielt man dadurch, daß in Schritt (d) der Preßdruck solange erhöht wird, bis die vollständige Füllung aller Bereiche der Kavität sicherge stellt ist.

Gut geformte Formteile erhält man dadurch, daß in Schritt (d) der Preßdruck solange aufrecht erhalten wird, bis eine ausreichende Erstarrung des bzw. der gepreßten Werkstoffe eingetreten ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:

Fig. 1 in einer Schnittansicht eine bevorzugte Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 in einer Schnittansicht eine weitere Ausführungs form der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 bis 5 einen Verfahrensablauf einer Pressung, und

Fig. 6 bis 8 in einer Schnittansicht verschiedene Ausfüh rungsformen eines umlaufenden Abdichtrandes.

Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht eine bevorzugte Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Eine Werkzeugoberform 10 und eine Werkzeugunterform 12 bilden im zusammengesetzten Zustand eine Kavität 14. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist-die Kavität 14 eine etwa rechteckige Formgebung mit konisch verlaufenden Sei tenwänden auf. Um die Werkzeugunterform 12 ist ein Ab dichtrahmen 16 ausgebildet, der gegenüber den Werkzeugfor men 10 und 12 beweglich ist. Die Werkzeugunterform 12 ist an einem Preßstempel 26 ausgebildet. Ein Verriegelungsmit tel 22 verbindet wahlweise den Rahmen 16 fest mit der Werkzeugoberform 10. Der Abdichtrahmen 16 erlaubt das Fließen des Rohmaterials nur bis zu einer seitlichen Kon tur des Fertigteils.

Fig. 2 ist einer weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung, die im wesentlichen der von Fig. 1 entspricht, wobei ein hydraulisches Betätigungsmittel 24 mit Ansteuervorrichtung 28 für den Rahmen 16 vorgesehen ist.

Die Fig. 3 bis 5 veranschaulichen einen erfindungsgemäßen Preßvorgang:
Zu Beginn eines Produktionszyklus ist die Werkzeugform ge öffnet (Fig. 1). Das Werkzeugoberteil 10 ist soweit ange hoben, daß das Einbringen der Rohteile (Dekor, Trägerroh masse und ggf. Zusatzbauteile wie vorgefertigte Clips, Be festigungselemente u. ä.) von Hand oder durch mechanisier te Mittel möglich ist. Das Werkzeugunterteil 12 befindet sich in seiner Grundstellung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Preßstempel 26, der die Rückseitenkontur des Produktteils erzeugt, sich in seiner unteren Stellung be findet, so daß in Verbindung mit dem Abdichtrahmen 16 eine Vertiefung gegeben ist, die die Rohteilmasse für die Trä gerherstellung aufnehmen kann. Der Preßstempel 26 kann mehrteilig ausgeführt sein. Wenn thermoplastische Rohmate rialien zu Trägerteilen verarbeitet werden, weisen die Werkzeugteile Möglichkeiten zur Kühlung, z. B. Leitungssy steme für Kühlmedien, auf (nicht dargestellt).

Als erster Schritt wird vorzugsweise das vorgeschnittene Dekorteil durch bekannte Hilfsmittel wie Nadelrahmen oder Greifersysteme in den Arbeitsbereich des Werkzeuges ge bracht, positioniert und z. B. durch Klemmvorrichtungen an der Unterseite des Oberwerkzeuges 10 befestigt. Hilfsmit tel zur Vermeidung von Faltenbildung, z. B. Faltenhalter, Vorformeinrichtungen u. ä. können zusätzlich eingesetzt werden. Gleichzeitig können o. erw. Zusatzbauteile in vor gesehene Positionen des Unterwerkzeuges 12 eingelegt wer den, damit sie später unlösbar mit dem Trägerteil während des Pressvorganges verbunden werden.

Als nächstes wird die Trägerteilrohrmasse in die bereits erwähnte Vertiefung, gebildet durch den Abdichtrahmen 16 und den in der abgesenkten Position befindlichen Preßstem pel 26 eingelegt; die Trägerteilrohmasse kann als vorge schnittene Platine oder als ausgepreßter Streifen einge legt werden. Sie weist vorzugsweise eine Temperatur zwi schen 180 und 250°C auf.

Das Volumen der Trägerteilrohmasse entspricht exakt dem für die Herstellung benötigten Volumen. In dem weiter un ten beschriebenen nachfolgenden Preßvorgang wird die Kavi tät 14 vollständig durch die Trägerteilrohmasse ausge füllt. Toleranzen der Rohteilmasse führen zu Abweichungen von der Solldicke des Trägerteils, die allerdings zu ver nachlässigen sind.

Nun wird das Oberwerkzeug 10 abgesenkt, bis der Ab dichtrahmen 16 vollflächig die Gegenfläche im Oberwerkzeug 10 berührt; der Dekorzuschnitt wird durch den Abdichtrah men 16 an das Oberwerkzeug 10 angedrückt. Durch zusätzli che Distanzstücke 30 zwischen dem Oberwerkzeug 10 und dem Abdichtrahmen 16 kann ein Sollspalt eingestellt werden, der eine ausreichende Dichtwirkung hervorruft und gleich zeitig dem Dekorzuschnitt die Möglichkeit gibt, dem Form innendruck beim Pressen nach zugeben und nach innen zu gleiten.

Oberwerkzeug 10 und Abdichtrahmen 16 werden nun durch eine Spannvorrichtung 22 miteinander verriegelt und bilden eine starre Funktionseinheit.

Durch Aufwärtsbewegen des Preßstempels 26 mit der notwen digen Kraft wird die Trägerteilrohmasse zum Fließen ge bracht und füllt alle Bereiche der Kavität 14 aus. Der Preßdruck wird solange gesteigert, bis die vollständige Füllung aller Bereiche sichergestellt ist. Der Preßdruck wird solange aufrechterhalten, bis eine ausreichende Er starrung des Trägerteils eingetreten ist; die Werkzeugtei le 10, 12 sind zu diesem Zweck gekühlt. Vorhandene, zu verdrängende Luft entweicht entweder durch den Dichtspalt zwischen Oberwerkzeug 10 und Abdichtrahmen 16 oder durch Entlastungsbohrungen in der Nähe des Abdichtrahmens im Un terwerkzeug 12, die ggf. durch Dorne nach jedem Preßvor gang gereinigt werden.

Nach dem ausreichenden Aushärten des Trägerteils wird die Verriegelung zwischen Oberwerkzeug 10 und dem Abdichtrah men 16 gelöst und das Oberwerkzeug 16 nach oben in seine Grundstellung bewegt. Das Produkt kann entnommen werden; dies kann durch zusätzliche Auswerferbolzen unterstützt werden. Falls das Produktteil Hinterschnitte aufweist, müssen diese zuvor durch entsprechende Schiebereinheiten, die Bestandteil des Werkzeugunterteils sind, freigegeben werden.

Das Produktteil weist nun eine Kontur auf, die der Soll kontur des Fertigteils entspricht; Überpressungen und Rän der sind nicht vorhanden.

Nachfolgende Beschnitte der Kontur des Dekorüberstandes oder der Umbug dieses Randes können nun ausgeführt werden. Bei entsprechender Gestaltung des Werkzeugaufbaues kann ggf. dieser Bearbeitungsschritt im gleichen Werkzeug er folgen.

Besondere Ausführungen der Dichtkante des Abdichtrahmens 16 sind in Fig. 6 bis 8 dargestellt. In Abhängigkeit von den zu verarbeitenden Materialien kann die Dichtkante als schmale, linienförmige erhabene Kante mit einer Spiegel breite A von bis zu 1 mm - bekannt als Pinchkante - ausge führt sein oder sie weist über eine Breite 20 von bis zu 2 cm umlaufend die Kontur des Oberwerkzeuges 10 in diesem Bereich auf. In dem äußeren Bereich des Abdichtrahmens 16 kann eine Labyrinth-Struktur quer zur Dichtlinie angeord net sein, mit deren Hilfe das Nachlaufen des Dekorzu schnittes beim Ausfüllen der 3-dimensionalen Kavität 14 gezielt beeinflußt werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung kann die Verriegelung des Abdichtrahmens mit dem Oberwerkzeug 10 durch eine hydraulische Hilfseinrichtung 22 ersetzt werden, die es erlaubt, den Anpressdruck des Abdichtrahmens 16 an das Oberwerkzeug 10 während des Preß vorganges programmiert zu beeinflussen (Fig. 2). In diesem Fall entfallen die oben erwähnten Distanzstücke.

Bezugszeichenliste

100

Presse für Dekorzuschnitte

10

Werkzeugoberform

12

Werkzeugunterform

14

Kavität

16

Rahmen

18

Abdichtkante

20

Berührungsfläche

22

Verriegelungseinrichtung

24

hydraulische Betätigung des Rahmens

26

Preßstempel

28

Ansteuervorrichtung von

24

30

Distanzstücke
A Breite der Abdichtkante.

Claims

1. Vorrichtung (100) zum Hinterpressen, insbesondere von Dekorzuschnitten mit plastischen Werkstoffen mit ei ner Werkzeugoberform (10) und einer Werkzeugunterform (12), welche eine Kavität (14) mit einer entsprechen den Preßform bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugunterform (12) von einem gegenüber dieser beweglichen Rahmen (16) umgeben ist, der die Kavität (14) beim Zusammenführen mit dem Werkzeugoberteil (10) umlaufend abdichtet.

2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (16) ein Abdichtrahmen ist, der eine erha bene, umlaufende Abdichtkante (18) aufweist, deren Höhe der örtlichen Randdicke eines zu pressenden Pro duktteiles entspricht.

3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtkante (18) eine Spiegelbreite von 0 bis 1 mm aufweist.

4. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite einer umlaufenden Berührungsfläche (20) zwischen Rahmen (16) und Werkzeugoberform (10) 0 bis 2 cm beträgt und der Kontur der Werkzeugoberform (10) in diesem Bereich folgt.

5. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verriegelungseinrichtung (22) vorgesehen ist, welche den Rahmen (16) mit dem Werkzeugoberteil (10) fest verbindet.

6. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (16) veränderbare Distanzstücke aufweist, welche einen Spalt zwischen Rahmen (16) und Werk zeugoberteil (10) vorbestimmen.

7. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Betätigung (24) des Rahmens (16) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen (16) Entlastungsbohrungen vorgesehen sind, durch welche Gas, wie beispielsweise Luft, aus der Kavität (14) austreten kann.

9. Verfahren zum Hinterpressen von Dekorzuschnitten mit plastischen Werkstoffen, insbesondere zur Ausführung auf einer Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vor stehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte

a) Öffnen einer Werkzeugform mit einer Werk zeugoberform und einer Werkzeugunterform, welche eine Kavität mit entsprechender Preßform bilden,
b) Anordnen eines ersten Werkstoffes am Werk zeugoberteil oder Werkzeugunterteil und optional Anordnen eines zweiten Werkstoffes am jeweils anderen Werkzeugteil,
c) Zusammenführen von Werkzeugoberteil und einem Rahmen, der das Werkzeugunterteil umgibt und be weglich gegenüber diesem ist, so daß die Kavität umlaufend abgedichtet wird,
d) Zusammenpressen des Werkzeugunterteils und des Werkzeugoberteils.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Werkstoff ein Dekorteil ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Werkstoff eine Trägerteilrohmasse ist.

12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bzw. der zweite Werkstoff auf eine Tempera tur von 180 bis 250 Grad Celsius geheizt wird.

13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des ersten Werkstoffes im wesentlichen dem Volumen der Kavität entspricht.

14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugunterform an einem Preßstempel befestigt bzw. ausgebildet wird.

15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (d) der Preßdruck solange erhöht wird, bis die vollständige Füllung aller Bereiche der Kavität sichergestellt ist.

16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15' dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (d) der Preßdruck solange aufrechterhalten wird, bis eine ausreichende Erstarrung des bzw. der gepreßten Werkstoffe eingetreten ist.