DE19825844A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines insbesondere als Karosserieverkleidungsteil bei Automobilen zu verwendenden Formteils (1) vorgeschlagen. Das herzustellende Formteil (1) hat einen aus Kunststoffmaterial bestehenden, flächenhafte Ausdehnung aufweisenden Träger (2), der einen mit einem Belag überzogenen Tragabschnitt (4) und einen sich um den Tragabschnitt (4) herum erstreckenden belagfreien Außenabschnitt (5) aufweist. Das Verfahren und die Vorrichtung sind so ausgeführt, daß man eine im Vergleich zum gewünschten Belag eine größere Grundfläche aufweisendes Belag-Ausgangsteil (36) in der Formkammer eines Formwerkzeuges plaziert. In dieser Formkammer stellt man anschließend durch Spritzgießen sowohl den Tragabschnitt (4) als auch den Außenabschnitt (5) des Trägers (2) her, wobei man gleichzeitig das Kunststoffmaterial derart an das Belag-Ausgangsteil (36) anformt, daß dessen Randbereich (45) durchgehend oder an über den Umfang verteilten Stellen zwischen dem Kunststoffmaterial des Tragabschnittes (4) und dem Kunststoffmaterial des Außenabschnittes (5) fest eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines insbesondere als Karosserieverkleidungsteil bei Automobilen zu verwendenden Formteils, das einen aus Kunststoffmaterial bestehenden, flächenhafte Ausdehnung auf­ weisenden Träger enthält, der einen mit einem Belag überzoge­ nen Tragabschnitt und einen sich ganz oder teilweise um den Tragabschnitt herum erstreckenden belagfreien Außenabschnitt aufweist.

Auf dem Automobilsektor gelangen in vielfältiger Weise Karos­ serieverkleidungsteile zum Einsatz, beispielsweise als Türin­ nenverkleidungen. Es handelt sich dabei um Formteile, die meist einen flächenhafte Ausdehnung aufweisenden und nach Be­ darf konturierten und gestalteten Träger enthalten, der lokal mit einem zum Beispiel aus Textilmaterial oder aus Leder be­ stehenden Belag überzogen ist, um gewissen gestalterischen Ansprüchen zu genügen. Der Belagabschnitt des Formteils wird meist als sogenannter Spiegel bezeichnet.

Die Herstellung der betreffenden Formteile gestaltet sich bisher relativ aufwendig. Es existieren im wesentlichen zwei gängige Methoden, bei denen jeweils der mit einem Belag über­ zogene Tragabschnitt und der Außenabschnitt des Trägers sepa­ rat gefertigt und anschließend zusammengefügt werden. Im ei­ nen Falle wird der Tragabschnitt zuvor mit einem Belag des gewünschten Dekors bespannt oder kaschiert, im anderen Falle werden diese Verfahrensschritte in einem Formprägevorgang zu­ sammengefaßt.

Die getrennte Fertigung und anschließende Vereinigung der Be­ standteile des Formteils erfordert eine Mehrzahl von Arbeits­ vorgängen und Werkzeugen und ist daher verhältnismäßig teuer.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem bzw. mit der Formteile der betreffenden Art mit geringerem Zeitaufwand auf kostengünstigere Weise in hoher Qualität herstellbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art vorgesehen, daß man ein im Vergleich zum gewünschten Belag eine größere Grundfläche aufweisendes Be­ lag-Ausgangsteil in der Formkammer eines Formwerkzeuges pla­ ziert, in der man anschließend durch Spritzgießen sowohl den Tragabschnitt als auch den Außenabschnitt des Trägers her­ stellt und das Kunststoffmaterial gleichzeitig derart an das Belag-Ausgangsteil anformt, daß dessen Randbereich durchge­ hend oder an über den Umfang verteilten Stellen zwischen dem Kunststoffmaterial des Tragabschnittes und dem Kunststoffma­ terial des Außenabschnittes fest eingebettet ist.

Die zugrundeliegende Aufgabe wird desweiteren im Zusammenhang mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch ge­ löst, daß ein Formwerkzeug vorhanden ist, das zwei in einer Öffnungs- und Schließrichtung relativ zueinander bewegbare Werkzeugeinheiten enthält, die in Schließstellung eine Form­ kammer begrenzen, die einen zur Formgebung des Tragabschnit­ tes des Trägers dienenden Innenbereich und einen zur Formge­ bung des Außenabschnittes des Trägers dienenden, den Innenbe­ reich ringähnlich umgebenden Außenbereich aufweist, daß eine der Werkzeugeinheiten einen Formkern enthält, der eine den Innenbereich der Formkammer begrenzende Formgebungsfläche de­ finiert, die einen seitwärts quer zur Öffnungs- und Schließ­ richtung orientierten umlaufenden randseitigen Endabschnitt aufweist, daß dem Formkern eine bewegliche Halteeinrichtung zugeordnet ist, die über Haltemittel verfügt, die es ermögli­ chen, ein über die Formgebungsfläche gelegtes, eine größere Grundfläche als der gewünschte Belag aufweisendes Belag- Ausgangsteil an seinem dem umlaufenden randseitigen Endab­ schnitt der Formgebungsfläche zugeordneten Randbereich fest­ zuhalten, und daß Einspritzmittel vorhanden sind, um Kunst­ stoffmaterial in den von der Formgebungsfläche begrenzten-In­ nenbereich sowie in den Außenbereich der Formkammer einzu­ spritzen, so daß das den Tragabschnitt des Trägers bildenden Kunststoffmaterial an die Innenfläche und das den Außenab­ schnitt des Trägers bildende Kunststoffmaterial an die Außen­ fläche des über dem randseitigen Endabschnitt der Formge­ bungsfläche liegenden Randbereiches des eingelegten Belag- Ausgangsteils angeformt wird.

Auf diese Weise ist es möglich, ein einen lokal mit einem Be­ lag überzogenden Träger aufweisendes Formteil zeitsparend und qualitativ hochwertig mit nurmehr geringem Fertigungsaufwand herzustellen. Die Vereinigung des Belages mit dem Träger kann in einem einzigen Formwerkzeug geschehen, was die Anzahl der erforderlichen Verfahrensschritte auf ein Minimum reduziert. Dabei ist wesentlich, daß der Tragabschnitt und der Außenab­ schnitt des Trägers im Rahmen ihrer Formgebung an das den späteren Belag bildende Belag-Ausgangsteil angeformt werden, so daß sich ein sehr innige Verbindung zwischen dem Belag und dem Träger ergibt und die Gefahr eines späteren Ablösens des Belages sehr stark reduziert ist. Der über den gewünschten Umriß des späteren Belages überstehende Randbereich des Be­ lag-Ausgangsteils bildet praktisch eine Verbindungsbrücke zwischen dem überzogenen Tragabschnitt und dem Außenabschnitt des Trägers, so daß der Belag nach der Fertigstellung des Formteils über zumindest einen Großteil seines Umrisses fest in das Kunststoffmaterial des Trägers eingebettet und unlös­ bar fixiert ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un­ teransprüchen hervor.

Damit sich das Belag-Ausgangsteil optimal der gewünschten Formgebung des Belages anpaßt, empfiehlt sich eine derartige Fixierung des Randbereiches des Belag-Ausgangsteils im Form­ werkzeug, daß beim Schließen des Formwerkzeuges und/oder beim Einspritzen des Kunststoffmaterials ein dem Materialbedarf entsprechendes kontrolliertes Nachrutschen des Randbereiches möglich ist. Dadurch wird insbesondere auch einer unerwünsch­ ten Falten- und Rißbildung im Belagmaterial vorgebeugt. Zur entsprechenden Fixierung verfügt die eingesetzte Vorrichtung zweckmäßigerweise über eine Halteeinrichtung, die ein Fest­ spannen des Randbereiches des Belag-Ausgangsteils zwischen an ihr vorgesehenen Haltemitteln und einer seitwärts orientier­ ten Seitenfläche des Formkerns mit über den Umfang unter­ schiedlicher Kraftdosierung gestattet.

Prinzipiell kann sich die Spritzgießerzeugung des Außenab­ schnittes und des Tragabschnittes zeitlich überlappen. Es ist aber von Vorteil, wenn die Spritzgießerzeugung des Außenab­ schnittes des Trägers erst erfolgt, wenn zuvor das Kunst­ stoffmaterial des Tragabschnittes bereits eingespritzt worden ist. Während des Einspritzens des zur Herstellung des Tragab­ schnittes verwendeten Kunststoffmaterials erfolgt zweckmäßi­ gerweise eine mechanische Abschottung des das Belag-Aus­ gangsteil enthaltenden Innenbereiches der Formkammer vom sich daran anschließenden Außenbereich. Dies ermöglicht es dem Be­ lag-Ausgangsteil, sich an einer von einer entsprechenden Ab­ sperreinrichtung definierten Trennwand abzustützen, so daß eine durch den hohen Spritzdruck hervorgerufene Entstehung unerwünschter Materialverformungen oder gar von Löchern im Belag-Ausgangsteil entgegengewirkt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich­ nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Bauform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, stark schemati­ siert und teilweise im Längsschnitt, wobei die beiden vorhandenen Werkzeug­ einheiten des Formwerkzeuges die Schließstellung einnehmen,

Fig. 2 bis 11 vergrößerte Ausschnittsdarstellungen der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Verdeutlichung der einzelnen Be­ triebsphasen im Rahmen der Herstellung eines Formteils, wobei

Fig. 7, 9 und 11 vergrößerte Darstellungen der in Fig. 6, 8 und 10 markierten Ausschnitte VII, IX und XI wiedergeben,

Fig. 12 exemplarisch ein mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung herstellbares Formteil in schematischer Darstellung, in Drauf­ sicht auf die Vorderseite und

Fig. 13 einen Längsschnitt durch das Formteil der Fig. 12 gemäß Schnittlinie XIII- XIII.

Beginnend mit Fig. 12 und 13 ist ein Formteil 1 gezeigt, das durch Einsatz der in Fig. 1 bis 11 illustrierten Vor­ richtung erzeugt werden kann. Es handelt sich beispielsweise um die Türinnenverkleidung eines Automobils, die sich aus ei­ nem Träger 2 mit flächenhafter Ausdehnung und einem lokal auf einer der beiden großflächigen Außenflächen des Trägers 2 aufgebrachten Belag 3 zusammensetzt. Der Belag 3 belegt eine Teilfläche des Trägers 2, wobei der betreffenden Abschnitt des Trägers 2 als Tragabschnitt 4 bezeichnet sei. Der den Be­ lag 3 umrahmende Abschnitt des Trägers 2 sei als Außenab­ schnitt 5 bezeichnet.

Der Träger 2 besteht aus Kunststoffmaterial mit einer Zusam­ mensetzung, die eine ausreichende Struktursteifigkeit ver­ leiht. Der Belag 3 besteht aus einem verhältnismäßig dünnen, flexiblen Material, wobei es sich beispielsweise um Textil-, Leder- oder Kunststoffmaterial handeln kann. Der Belag 3 kann mit einem nach Bedarf ausgewählten Dekor versehen sein.

Die zur Herstellung des Formteils 1 verwendete Vorrichtung 6 gelangt zweckmäßigerweise im Zusammenhang mit einer Spritz­ gießmaschine üblicher Bauform zum Einsatz. Sie enthält ein Formwerkzeug 7 mit beim Ausführungsbeispiel zwei sich gegen­ überliegenden Werkzeugeinheiten 8, 9, die in einer durch Dop­ pelpfeil angedeuteten Öffnungs- und Schließrichtung 11 rela­ tiv zueinander bewegbar sind. Dabei ist in der Regel vorgese­ hen, daß der Öffnungs- und Schließhub nur von der einen, er­ sten Werkzeugeinheit 8 ausgeführt wird, während die andere, zweite Werkzeugeinheit 9 eine ortsfeste Position einnimmt. Die hierzu erforderlichen Antriebs- und Befestigungsmittel sind Stand der Technik und daher in der Zeichnung nicht näher abgebildet.

Die Fig. 1 zeigt die Werkzeugeinheiten 8, 9 in ihrer Schließstellung, in der sie zwischen sich eine der gewünsch­ ten Gestalt des Formteils 1 entsprechende Formkammer 12 be­ grenzen (vgl. auch Fig. 8 bis 11). In der aus Fig. 2 bis 5 hervorgehenden Offenstellung sind die Werkzeugeinheiten 8, 9 soweit auseinandergefahren, daß die Formkammer 12 für die im Rahmen des Herstellungsverfahrens erforderlichen Mani­ pulationen von außen her zugänglich ist.

Die erste Werkzeugeinheit 8 verfügt über ein als Formkern 13 bezeichnetes inneres Werkzeugteil, das von einem beim Ausfüh­ rungsbeispiel wenigstens zum Teil ringähnlichen äußeren Werk­ zeugteil 14 koaxial umschlossen ist. Die ringähnliche Ausge­ staltung erübrigt sich, wenn sich der herzustellende Außenab­ schnitt 5 über nur einen Teilumfang um den Tragabschnitt 4 herum erstreckt und nicht, wie vorliegend, ringähnlich in sich geschlossen ist.

Der am Formkern 13 vorgesehene Abschnitt der der zweiten Werkzeugeinheit 9 zugewandten ersten Werkzeugfläche 19 der ersten Werkzeugeinheit 8 bildet eine innere Formgebungsfläche 15. Der entsprechend orientierte Werkzeugflächenabschnitt des äußeren Werkzeugteils 14 stellt eine äußere Formgebungsfläche 16 dar. Dazwischen befindet sich noch eine ringförmige mitt­ lere Formgebungsfläche 17, die an einer der ersten Werkzeug­ einheit 8 zugeordneten beweglichen Halteeinrichtung 18 vorge­ sehen ist. Diese drei vorerwähnten Formgebungsflächen 16, 17, 18 geben beim Spritzgießen die Rückflächenkontur des Trägers 2 vor.

Dementsprechend gibt eine an der der ersten Werkzeugeinheit 8 zugewandten Seite der zweiten Werkzeugeinheit 9 vorgesehene zweite Werkzeugfläche 22 die mit dem Belag 3 zu versehende Vorderflächenkontur des Trägers 2 vor.

Im Bereich der Halteeinrichtung 18 wird die Formkammer 12 in einen zum Beispiel zentral liegenden Innenbereich 23 und ei­ nen diesen Innenbereich ring- oder rahmenähnlich umgebenden Außenbereich 24 unterteilt. In dem der inneren Formgebungs­ fläche 15 zugeordneten Innenbereich 23 erfolgt die Herstel­ lung des Tragabschnittes 4, während in dem der mittleren und äußeren Formgebungsfläche 17, 16 zugeordneten Außenbereich 24 die Spritzgießformung des Außenabschnittes 5 des Trägers 2 erfolgt.

Die innere Formgebungsfläche 15 verfügt randseitig über einen seitwärts quer zur Öffnungs- und Schließrichtung orientierten umlaufenden Endabschnitt 25. An diesen schließt sich eine ebenfalls seitwärts orientierte, ringähnlich in sich ge­ schlossene Seitenfläche 29 des Formkerns 13 an. Zweckmäßiger­ weise ist sowohl der den Endabschnitt 25 definierende Ab­ schnitt der inneren Formgebungsfläche 15 als auch die sich daran auf der der zweiten Werkzeugeinheit 9 entgegengesetzten Seite anschließende Seitenfläche 29 im wesentlichen rechtwin­ kelig zur Öffnungs- und Schließrichtung 11 orientiert, ihr Normalenvektor verläuft also senkrecht zu der Öffnungs- und Schließrichtung 11.

Die schon erwähnte Halteeinrichtung 18 verfügt beim Ausfüh­ rungsbeispiel über einen ringähnlichen Halterahmen 26, der praktisch koaxial zwischen dem Formkern 13 und dem äußeren Formabschnitt 14 an der ersten Werkzeugeinheit 8 angeordnet ist. Er ist mit Hilfe geeigneter Betätigungsmittel 27 - bei­ spielsweise Hydraulikzylinder - parallel zur Öffnungs- und Schließrichtung 11 in einer durch Doppelpfeil angedeuteten Aus- und Einfahrrichtung 28 zwischen einer exemplarisch aus Fig. 2 und 3 hervorgehenden ausgefahrenen Beschickungspo­ sition und einer beispielsweise in Fig. 8 und 10 gezeigten eingefahrenen Festhalteposition relativ zum Formkern 13 und zum äußeren Werkzeugteil 14 bewegbar. In der ausgefahrenen Stellung ragt der Halterahmen 26 in Richtung zur zweiten Werkzeugeinheit 9 aus der ersten Werkzeugeinheit 8 heraus, in die er in der eingefahrenen Stellung zurückgezogen ist.

An dem Halterahmen 26 sind Haltemittel 32 vorgesehen, die im Querschnitt nasenartig ausgeführt sind und radial nach innen ragen. Sie sind in der Zeichnung vereinfacht als umlaufender Ringvorsprung dargestellt. Tatsächlich entspricht ihr Verlauf der Kontur des Trägers 2 im Bereich des Umrisses 33 des ge­ wünschten Belages 3.

Bei ausgefahrener Beschickungsposition kommen die Haltemittel 32 mit Abstand vor der inneren Formgebungsfläche 15 zu liegen (Fig. 2 und 3). In der eingefahrenen Festhalteposition ge­ langen die Haltemittel 32 in einen der Seitenfläche 29 des Formkerns 13 radial gegenüberliegenden Bereich (vgl. Fig. 4 und 5).

Die Vorrichtung 6 ist desweiteren mit beim Ausführungsbei­ spiel an der ersten Werkzeugeinheit 8 vorgesehenen Einspritz­ mitteln 34, 35 ausgestattet, über die bei geschlossenem Form­ werkzeug 7 das zur Erzeugung des Trägers 2 dienende flüssige Kunststoffmaterial in die Formkammer 12 zugeführt wird. Zweckmäßigerweise sind dem Innenbereich 23 und dem Außenbe­ reich 24 der Formkammer 12 separat ansteuerbare getrennte er­ ste (34) und zweite (35) Einspritzmittel zugeordnet, die ein voneinander unabhängiges Einspritzen des Kunststoffmaterials in die beiden Bereiche der Formkammer 12 ermöglichen. Die Einspritzmittel 34, 35 enthalten geeignet ausgestaltete Ein­ spritzdüsen, die zweckmäßigerweise wenigstens teilweise im Formkern 13 bzw. im äußeren Werkzeugteil 14 verlaufen und die in der Zeichnung nur schematisch dargestellt sind, weil ihre Ausgestaltung als solches bekannt ist.

Es schließt sich nun eine Beschreibung eines bevorzugten Ver­ fahrensablaufes zur Herstellung des Formteils 1 an, wobei auch noch auf weitere relevante Ausstattungsmerkmale der bei­ spielsgemäßen Vorrichtung 6 eingegangen wird.

Zunächst wird das Formwerkzeug 7 in die vollständige Offen­ stellung gebracht und der Halterahmen 26 in eine aus Fig. 2 hervorgehende, vollständig ausgefahrene Stellung positio­ niert. In diesem Zustand der Vorrichtung wird mittels einer nur schematisch angedeuteten Handhabungseinrichtung 37 ein Belag-Ausgangsteil 36 in die geöffnete Formkammer 12 einge­ führt. Das Belag-Ausgangsteil 36 ist ein vorgefertigtes Teil, das zweckmäßigerweise bereits sämtliche gewünschten Struktu­ ren und Dekore des gewünschten Belages aufweist. Das Belag- Ausgangsteil 36 bildet nach Durchlauf des Herstellungsverfah­ rens den gewünschten Belag 3.

Das Belag-Ausgangsteil 36 besteht regelmäßig aus dünnwandigem Material und verfügt über flexible, biegsame Eigenschaften. Seine Abmessungen sind so gewählt, daß es insgesamt eine grö­ ßere Grundfläche A₀ aufweist als der herzustellende Belag 3. Dadurch verfügt das Belag-Ausgangsteil 36 über einen umlau­ fenden Randbereich 45, der über die eigentliche gewünschte Belagfläche A₁ hinausragt.

Das Belag-Ausgangsteil 36 wird mit Hilfe der Handhabungsein­ richtung 37 so in der geöffneten Formkammer 12 plaziert, daß es mit einer bei fertiggestelltem Formteil 1 auf dem Träger 2 zu liegen kommenden Rückfläche 38 voraus über der am Formkern 13 vorgesehenen inneren Formgebungsfläche 15 liegt. Dies wird dadurch realisiert, daß das Belag-Ausgangsteil 36 zunächst mit Hilfe der Handhabungseinrichtung 37 in eine aus Fig. 2 hervorgehende Ausgangsposition im Innern der offenen Formkam­ mer 12 gebracht wird, in der es der Öffnung 42 des in ausge­ fahrener Beschickungsposition befindlichen Halterahmens 26 in der Öffnungs- und Schließrichtung 11 vorgelagert ist.

Anschließend wird das Belag-Ausgangsteil 36 durch entspre­ chendes Verfahren der Handhabungseinrichtung 37 gemäß Pfeil 43 in Fig. 3 durch die Öffnung 42 hindurch in den vom Hal­ terahmen 26 umgrenzten und der inneren Formgebungsfläche 15 vorgelagerten Innenraum 44 eingeführt. Sollte sich dabei der Randbereich 45 des Belag-Ausgangsteils 36 durch Kontakt mit den nach innen vorstehenden Haltemitteln 32 in eine ungünsti­ ge Lage umstülpen, kann bei Bedarf durch ein- oder mehrmali­ ges Hin- und Herfahren der aus Fig. 3 ersichtliche Einführ­ zustand wieder hergestellt werden. Dieser zeichnet sich da­ durch aus, daß besagter umlaufender Randbereich 45 des Belag- Ausgangsteils 36 so orientiert ist, daß seine umlaufende Kan­ te 46 zum Formkern 13 weist.

Anschließend wird das Belag-Ausgangsteil 36 mit Hilfe der Handhabungseinrichtung 37 weiter in Pfeilrichtung 43 verla­ gert, bis es wenigstens mit seinem umlaufenden Randbereich 45 am Formkern 13 zur Anlage gelangt. Dabei wird vorzugsweise gleichzeitig der Halterahmen 26 mit seinen eine "Tauchkante" bildenden Haltemitteln 32 gemäß Pfeilen 49 mit gleicher Bewe­ gungsrichtung in die erste Werkzeugeinheit 8 zurückgezogen. Die Bewegungen werden so koordiniert, daß sich der Randbe­ reich 45 des Belag-Ausgangsteils 36 stets innerhalb des In­ nenraumes 44 des Halterahmens 26 befindet und von den einfah­ renden Haltemitteln 32 nicht überholt wird (Fig. 4).

Hat das Belag-Ausgangsteil 36 den Formkern 13 erreicht, führt der Halterahmen 26 noch einen weitergehenden Resthub aus, im Rahmen dessen seine Haltemittel 32 in eine Festhalteposition gelangen, in der sie der sich an die Formgebungsfläche 15 an­ schließenden Seitenfläche 29 des Formkerns 13 im wesentlichen rechtwinkelig zur Aus- und Einfahrrichtung 28 gegenüberlie­ gen. Der Randbereich 45 wird dabei zwischen den Haltemitteln 32 und der Seitenfläche 29 des Formkerns 13 kraftschlüssig festgeklemmt.

Um die Positionierung des Belag-Ausgangsteils 36 besser ver­ ständlich zu machen, sei an dieser Stelle nochmals ein Blick auf das in Fig. 13 im Schnitt dargestellte herzustellende Formteil 1 geworfen. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß man sowohl den Tragabschnitt 4 als auch den Außenabschnitt 5 des Trägers 2 durch Spritzgießen in der Formkammer 12 her­ stellt, wobei man das Kunststoffmaterial gleichzeitig direkt an das den Belag 3 repräsentierende, in die Formkammer 12 eingelegte Belag-Ausgangsteil 36 anformt.

Wie schon weiter oben erwähnt, werden die Abmessungen des Be­ lag-Ausgangsteils 36 so gewählt, daß seine Grundfläche A₀ größer ist als die nach Fertigstellung des Formteils 1 an der Vorderfläche des Formteils 1 sichtbare Belagfläche A₁. Aus der Flächendifferenz resultiert der schon erwähnte umlaufende Randbereich 45 des Belag-Ausgangsteils 36. Die Anformung des Kunststoffmaterials an das Belag-Ausgangsteil 36 erfolgt nun derart, daß besagter Randbereich 45 durchgehend oder an über seinen Umfang verteilten Stellen zwischen dem Kunststoffmate­ rial des Tragabschnittes 4 und dem Kunststoffmaterial des Au­ ßenabschnittes 5 durch Eingießen fest eingebettet wird. Dabei wird zweckmäßigerweise eine Konstellation dahingehend ge­ wählt, daß ein der gewünschten Belagfläche A₁ entsprechender Abschnitt der Grundfläche A₀ des Belagausgangsteils 36 an der Vorderfläche des Trägers 2 sichtbar bleibt, während der Rand­ bereich 45 mit einem im wesentlichen der Wandstärke des Kunststoffmaterials entsprechenden Befestigungsabschnitt 47 in das Kunststoffmaterial eingebettet wird und mit einem sich daran anschließenden Endabschnitt 48 über die Rückfläche des relativ dünnwandigen formstabilen Trägers 2 hinausragt (Fig. 13). Der hinausragende Endabschnitt 48 kann bestehen bleiben, da er im später bestimmungsgemäß montierten Zustand des Form­ teils 1 regelmäßig nicht sichtbar ist. Er könnte aber auch abgetrennt werden.

Beim Ausführungsbeispiel hat der Randbereich 45 eine ununter­ brochen umlaufende bandähnliche Gestalt. Er bildet daher mit seinem eingebetteten Befestigungsabschnitt 47 eine Art Brücke zwischen dem an die Innenfläche des Randbereiches 45 ange­ formten Kunststoffmaterial des Tragabschnittes 4 und dem an die Außenfläche des Randbereiches 45 angeformten Kunststoff­ material des Außenabschnittes 5. Sollte es sich erweisen, daß diese Verbindung bedingt durch die Materialeigenschaften des Belag-Ausgangsteils 36 nicht die wunschgemäße Festigkeit auf­ weist, kann ergänzend vorgesehen sein, daß das Kunststoffma­ terial des Tragabschnittes 4 und des Außenabschnittes 5 par­ tiell um den Randbereich 45 und dessen Kante 46 herumge­ spritzt ist, wie dies in Fig. 13 bei 52 strichpunktiert an­ gedeutet ist. Auf diese Weise liegt lokal eine direkte Ver­ bindung zwischen beidseits des Randbereiches 45 befindlichem Kunststoffmaterial vor.

Denkbar wäre auch eine Ausgestaltung des Randbereiches 45 derart, daß er über den Umriß 33 hinweg eine Mehrzahl von Un­ terbrechungen oder Durchbrechungen aufweist, beispielsweise Schlitze oder Löcher, durch die hindurch sich das Kunststoff­ material ebenfalls direkt miteinander verbinden kann, um die Steifigkeit der Verbindung zu erhöhen.

Im übrigen ist die Anordnung vorzugsweise so gewählt, daß der an die Innenfläche des Randbereiches 45 angeformte innere Verbindungsabschnitt 53 des Kunststoffmaterials des Tragab­ schnittes 4 und der an die Außenfläche des Randbereiches 45 angeformte äußere Verbindungsabschnitt 54 des Kunststoffmate­ rials des Außenabschnittes 5 einander in Dickenrichtung der Wand des Belag-Ausgangsteils 36 unmittelbar gegenüberliegen, so daß der Abstand minimal und dementsprechend die Steifig­ keit der Verbindung optimiert ist.

Beim Formwerkzeug 7 der Vorrichtung 6 ist die innere Formge­ bungsfläche 15 so gestaltet, daß ihr randseitiger Endab­ schnitt 25 zur Bildung des inneren Verbindungsabschnittes 53 des Tragabschnittes 4 dient. Das Belag-Ausgangsteil 36 wird also gemäß Fig. 4 so am Formkern 13 fixiert, daß sein Rand­ bereich 45 mit dem Befestigungsabschnitt 47 im Bereich des Endabschnittes 25 liegt, während der darüberhinausgehende En­ dabschnitt 48 neben der Seitenfläche 29 des Formkerns 13 liegt. Mit diesem Endabschnitt 48 wird das Belag-Ausgangsteil 36 zwischen den Haltemitteln 32 und der Seitenfläche 29 fest­ gespannt.

Nachdem das Belag-Ausgangsteil 36 fixiert ist, wird gemäß Fig. 5 die Handhabungseinrichtung 37 vom Belag-Ausgangsteil 36 gelöst und gemäß Pfeilen 55 aus der noch geöffneten Formkam­ mer 12 entfernt.

Im nächsten Schritt wird gemäß Fig. 6 das Formwerkzeug 7 ge­ schlossen. Dabei gelangt zweckmäßigerweise eine Besonderheit zur Anwendung, die darin besteht, daß der Schließvorgang nur bis zu einer ersten Schließstellung vorgenommen wird, in der lediglich der Innenbereich 23 der Formkammer 12 abgeschlossen ist. Dies rührt daher, daß man bei der Herstellung des Trä­ gers 2 vorzugsweise zuerst den Tragabschnitt 4 und erst an­ schließend den Außenabschnitt 5 spritzt.

Um diese Vorgehensweise zu ermöglichen, ist eine Absperrein­ richtung 56 vorhanden, die zwischen einer aus Fig. 6 bis 9 hervorgehenden Absperrstellung und einer in Fig. 10 und 11 illustrierten Freigabestellung bewegbar ist. Die Absperrein­ richtung 56 ist zweckmäßigerweise an der ersten Werkzeugein­ heit 8 angeordnet und befindet sich im Bereich zwischen dem Formkern 13 und dem äußeren Werkzeugteil 14. Bei der vorteil­ haften Bauform des Ausführungsbeispiels ist die Absperrein­ richtung 56 unmittelbar von der Halteeinrichtung 18 gebildet, was zu einer beträchtlichen Vereinfachung des Werkzeugaufbaus beiträgt.

In der Absperrstellung gemäß Fig. 6 bis 9 ist die Absper­ reinrichtung 56 noch nicht vollständig in die erste Werkzeu­ geinheit 8 eingezogen. Sie ragt ein Stück weit in Ausfahr­ richtung heraus, wobei die zweite Werkzeugeinheit 9 mit einer umlaufenden Dichtkante 57 im Bereich einer zugewandten umlau­ fenden Dichtfläche 58 der Absperreinrichtung 56 bzw. des Hal­ terahmens 26 zu liegen kommt, und erforderlichenfalls fest aufliegen kann. Der Innenbereich 23 der Formkammer 12 ist da­ durch ringsum geschlossen.

Nun wird durch die ersten Einspritzmittel 34 gemäß Pfeil 62 flüssiges Kunststoffmaterial in den Innenbereich 23 der Form­ kammer 12 eingespritzt. Das im Einspritzen befindliche Kunst­ stoffmaterial ist in Fig. 6 bei 63 angedeutet.

Während dieses Einspritzens oder auch danach wird das Form­ werkzeug 6 gemäß Fig. 8 und 9 vollständig geschlossen, so daß die in Öffnungs- und Schließrichtung 11 gemessene Höhe der Formkammer 12 im Innenbereich 23 letztlich dem sich aus der Dicke des Tragabschnittes 4 und des Belag-Ausgangsteils 36 ergebenden Maß entspricht. Dabei ist dann auch der noch nicht mit Kunststoff befüllte Außenbereich 24 der Formkammer 12 abgeschlossen. Bei dem Schließvorgang bleibt aber die Ab­ trennung zwischen den beiden Abschnitten der Formkammer 12 weiterhin erhalten, was dadurch bewerktstelligt wird, daß die Absperreinrichtung 56 synchron mit der Schließbewegung der ersten Werkzeugeinheit 8 in letztere zurückgefahren wird. Dies kann auch dadurch realisiert werden, daß die Absperrein­ richtung 56 von der zweiten Werkzeugeinheit 9 zurückgedrückt wird.

Bei diesem Schließvorgang wird das bereits eingespritzte Kunststoffmaterial 63 vollständig im Innenbereich 23 der Formkammer 12 verteilt und an die Rückfläche 38 des Belag- Ausgangsteils 36 angeformt.

Es wäre allerdings denkbar, von der Einnahme einer ersten Schließstellung vergleichbar der Fig. 6 und 7 abzusehen und stattdessen das Formwerkzeug 7 unmittelbar in die aus Fig. 8 und 9 hervorgehende endgültige Schließstellung zu verbringen, um dann das Kunststoffmaterial einzuspritzen. Die Aufteilung der Bewegungsphasen hat allerdings den Vorteil ei­ ner besseren Verteilung und Verpressung des Kunststoffmateri­ als in der Formkammer.

Beim Übergang zwischen der ersten Schließstellung und der endgültigen Schließstellung wird das Belag-Ausgangsteil 36 weiterhin durch die Haltemittel 32 am Endabschnitt 48 seines Randbereiches 45 festgehalten.

So lange sich die Absperreinrichtung 56 in der Absperrstel­ lung befindet, kommt eine zweckmäßigerweise an den Haltemit­ teln 32 vorgesehen Trennwand 64 radial außen seitlich gegen­ überliegend dem randseitigen Endabschnitt 25 der inneren Formgebungsfläche 15 zu liegen. Diese Trennwand 64 dient zur Abstützung des Befestigungsabschnittes 47 des eingelegten Be­ lag-Ausgangsteils 36 und verhindert ein Verformen oder Be­ schädigen des Befestigungsabschnittes 47, wenn das den inne­ ren Verbindungsabschnitt 53 bildende Kunststoffmaterial an den Randbereich 45 angeformt wird.

Ist der Tragabschnitt 4 angeformt wird die Absperreinrichtung 56 vollständig in die erste Werkzeugeinheit 8 zurückgezogen, so daß sie die aus Fig. 10 und 11 ersichtliche Freigabe­ stellung einnimmt. Dabei wird die Dichtfläche 58 von der Dichtkante 57 entfernt und die Trennwand 64 gibt den dem in­ neren Verbindungsabschnitt 53 entgegengesetzten Außenflächen­ abschnitt des Befestigungsabschnittes 47 des Belag-Aus­ gangsteils 36 frei. Gleichzeitig nimmt die stirnseitig am Halterahmen 26 vorgesehene mittlere Formgebungsfläche 17 den gewünschten Abstand zur gegenüberliegenden zweiten Werkzeug­ fläche 22 der zweiten Werkzeugeinheit 9 ein, so daß die Kon­ tur des Außenbereiches 24 der Formkammer 12 derjenigen des herzustellenden Außenabschnittes 5 des Trägers 2 entspricht.

Nun wird mit Hilfe der zweiten Einspritzmittel 35 gemäß Pfeil 65 Kunststoffmaterial in den Außenbereich 24 der Formkammer 12 eingespritzt, so daß der Außenabschnitt 5 geformt wird. Das Kunststoffmaterial gelangt dabei bis zur Außenfläche des Randbereiches 45 des Belag-Ausgangsteils 36 und wird mit ei­ nem äußeren Verbindungsabschnitt 54 gegenüberliegend dem in­ neren Verbindungsabschnitt 53 des Tragabschnittes 4 an den Randbereich 45 angegossen.

Die Verbindung zwischen dem Tragabschnitt 4 und dem Außenab­ schnitt 5 erfolgt also unter Zwischenschaltung des Randberei­ ches 45 des Belag-Ausgangsteils 36, das praktisch eine Brüc­ kenfunktion übernimmt.

Beim Schließen des Formwerkzeuges und/oder beim Einspritzen des Kunststoffmaterials in den Innenbereich 23 der Formkammer 12 kann es zu hohen Beanspruchungen des Materials des Belag- Ausgangsteils 36 kommen, was eine Rißbildung zur Folge haben könnte. Auch eine Faltenbildung kann auftreten. Um dem entge­ genzuwirken, ist beim Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß man den Randbereich 45 des Belag-Ausgangsteils 36 derart kräfte­ mäßig dosiert festhält, daß er beim Schließen des Formwerk­ zeuges 7 und/oder beim Einspritzen des Kunststoffmaterials im Rahmen einer Relativbewegung bezüglich dem Formkern 13 und den Haltemitteln 32 kontrolliert nachrutschen kann. Durch ge­ eignete kräftemäßige Dosierung kann dabei das über den Umfang des Randabschnittes 45 auftretende Nachrutschverhalten indi­ viduell nach Bedarf angepaßt werden.

In Fig. 1 ist noch eine zweckmäßige Ausgestaltung der ersten Werkzeugeinheit 8 angedeutet, die auf besonders einfache Wei­ se die erforderlichen Relativbewegungen zwischen der Halte­ einrichtung 18 bzw. der Absperreinrichtung 56 einerseits und dem Formkern 13 bzw. dem äußeren Werkzeugteil 14 andererseits ermöglicht. Hierzu sind der Formkern 13 und das äußere Werk­ zeugteil 14 zu einer Formeinheit 66 zusammengefaßt, die in Öffnungs- und Schließrichtung 11 beweglich an einer Tragein­ heit 67 der ersten Werkzeugeinheit 8 gelagert ist. Die Trag­ einheit 67 trägt unter anderem die Betätigungsmittel 27 mit dem Halterahmen 26. Auf diese Weise kann der Halterahmen 26 relativ zur Formeinheit 66 aus- und eingefahren werden. Ist das Formwerkzeug 7 durch gegenseitige Anlage zwischen der Formeinheit 66 und der zweiten Werkzeugeinheit 9 geschlossen, so läßt sich die Absperreinrichtung 56 zur Freigabe der Ver­ bindung zwischen dem Innenbereich 23 und dem Außenbereich 24 der Formkammer 12 dadurch in die aus Fig. 10 und 11 her­ vorgehende Freigabestellung zurückziehen, daß die Trageinheit 67 ein entsprechendes Maß gemäß Pfeil 71 von der Formeinheit 66 abgerückt wird. Diese Abrückbewegung läßt sich gesteuert durch eine gesteuerte Antriebseinrichtung 72 realisieren, die zwischen der Formeinheit 66 und der Trageinheit 67 wirkt und beispielsweise mehrere über den Umfang der ersten Werkzeug­ einheit 8 verteilt angeordnete Hydraulikzylinder enthält.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung eines insbesondere als Karos­ serieverkleidungsteil bei Automobilen zu verwendenden Form­ teils (1), das einen aus Kunststoffmaterial bestehenden, flä­ chenhafte Ausdehnung aufweisenden Träger (2) enthält, der ei­ nen mit einem Belag (3) überzogenen Tragabschnitt (4) und ei­ nen sich ganz oder teilweise um den Tragabschnitt (4) herum erstreckenden belagfreien Außenabschnitt (5) aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß man ein im Vergleich zum gewünsch­ ten Belag (3) eine größere Grundfläche aufweisendes Belag- Ausgangsteil (36) in der Formkammer (12) eines Formwerkzeuges (7) plaziert, in der man anschließend durch Spritzgießen so­ wohl den Tragabschnitt (4) als auch den Außenabschnitt (5) des Trägers (2) herstellt und das Kunststoffmaterial gleich­ zeitig derart an das Belag-Ausgangsteil (36) anformt, daß dessen Randbereich (45) durchgehend oder an über den Umfang verteilten Stellen zwischen dem Kunststoffmaterial des Tragabschnittes (4) und dem Kunststoffmaterial des Außenab­ schnittes (5) fest eingebettet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kunststoffmaterial so an das Belag-Ausgangsteil (36) anformt, daß ein sich an den in das Kunststoffmaterial einge­ betteten Abschnitt (47) des Randbereiches (45) des Belag- Ausgangsteils (36) anschließender Endabschnitt (48) über die Rückseite des Träges (2) hinausragt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß man das Belag-Ausgangsteil (36) so in der Formkammer (12) plaziert, daß es mit seiner Rückfläche (38) voraus über einer Formgebungsfläche (15) eines Formkerns (13) des Form­ werkzeuges (7) liegt, wobei sich sein über die Grundfläche (A₁) des gewünschten Belages (3) hinausragender Randbereich (45) neben einem seitwärts quer zur Öffnungs- und Schließ­ richtung (11) des Formwerkzeuges (7) orientierten Endab­ schnitt (25) der Formgebungsfläche (15) befindet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man den Randbereich (45) des Belag- Ausgangsteils (36) zumindest beim Anformen des Tragabschnit­ tes (4) ganz oder teilweise im Formwerkzeug (7) festhält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Randbereich (45) des Belag-Ausgangsteils (36) an ei­ nem Endabschnitt (48) festhält, der nach dem Anformen des Trägers (2) über dessen Rückseite hinausragt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß man den Randbereich (45) derart kräftemäßig dosiert festhält, daß er beim Schließen des Formwerkzeuges (7) und/oder beim Einspritzen des Kunststoffmaterials kontrol­ liert nachrutschen kann.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man zuerst den Tragabschnitt (4) und erst anschließend den Außenabschnitt (5) des Trägers (2) an das Belag-Ausgangsteil (36) anspritzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Anformen des Tragabschnittes (4) den zu dessen Bil­ dungen dienenden Innenbereich (23) der Formkammer (12) durch eine Trennwand (64) von dem zur Bildung des Außenabschnittes (5) des Trägers (2) dienenden Außenbereich (24) der Formkam­ mer (12) abschottet.

9. Vorrichtung zur Herstellung eines insbesondere als Ka­ rosserieverkleidungsteil bei Automobilen zu verwendenden Formteils (1), das einen aus Kunststoffmaterial bestehenden, flächenhafte Ausdehnung aufweisenden Träger (2) enthält, der einen mit einem Belag (3) überzogenen Tragabschnitt (4) und einen sich ganz oder teilweise um den Tragabschnitt (4) herum erstreckenden belagfreien Außenabschnitt (5) aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Formwerkzeug (7) vorhanden ist, das zwei in Öffnungs- und Schließrichtung (11) relativ zuein­ ander bewegbare Werkzeugeinheiten (8, 9) enthält, die in Schließstellung eine Formkammer (12) begrenzen, die einen zur Formgebung des Tragabschnittes (4) des Trägers (2) dienenden Innenbereich (23) und einen zur Formgebung des Außenabschnit­ tes (5) des Trägers (2) dienenden, den Innenbereich (23) rin­ gähnlich umgebenden Außenbereich (24) aufweist, daß eine der Werkzeugeinheiten (8) einen Formkern (13) enthält, der eine den Innenbereich (23) der Formkammer (12) begrenzende Formge­ bungsfläche (15) definiert, die einen seitwärts quer zur Öff­ nungs- und Schließrichtung orientierten umlaufenden randsei­ tigen Endabschnitt (25) aufweist, daß dem Formkern (13) eine bewegliche Halteeinrichtung (18) zugeordnet ist, die über Haltemittel (32) verfügt, die es ermöglichen, ein über die Formgebungsfläche (15) gelegtes, eine größere Grundfläche als der gewünschte Belag (3) aufweisendes Belag-Ausgangsteil (36) an seinem dem umlaufenden randseitigen Endabschnitt (25) der Formgebungsfläche (15) zugeordneten Randbereich (45) festzu­ halten, und daß Einspritzmittel (34, 35) vorhanden sind, um Kunststoffmaterial in den von der Formgebungsfläche (15) be­ grenzten Innenbereich (23) sowie in den Außenbereich (24) der Formkammer (12) einzuspritzen, so daß das den Tragabschnitt (4) des Trägers (2) bildende Kunststoffmaterial an die Innen­ fläche und das den Außenabschnitt (5) des Trägers (2) bilden­ de Kunststoffmaterial an die Außenfläche des über dem rand­ seitigen Endabschnitt (25) der Formgebungsfläche (15) liegen­ den Randbereiches (45) des eingelegten Belag-Ausgangsteils (36) angeformt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (18) so ausgebildet ist, daß das einge­ legte Belag-Ausgangsteil (36) an dem über den randseitigen Endabschnitt (25) der Formgebungsfläche (15) hinausragenden Endabschnitt (48) seines Randbereiches (45) festgehalten wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (45) des Belag-Ausgangsteils (36) zwi­ schen den Haltemitteln (32) und einer sich an die Formge­ bungsfläche (15) anschließenden Seitenfläche (29) des Form­ kerns (13) festgeklemmt wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (32) in Öffnungs- und Schließrichtung (11) des Formwerkzeuges (7) zwischen einer im Bereich des Formkerns (13) angeordneten eingefahrenen Fest­ halteposition und einer bezüglich dem Formkern (13) ausgefah­ renen, das Einbringen eines Belag-Ausgangsteils (36) ermögli­ chenden Beschickungsposition verlagerbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (32) an einem Halterahmen (26) vorgesehen sind, der den Formkern (13) in einer das Be­ lag-Ausgangsteil (36) festhaltenden Festhalteposition der Haltemittel (32) rahmenartig umschließt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (18) so ausgeführt ist, daß die Haltemittel (32) den Randbereich (45) des einge­ legten Belag-Ausgangsteils (36) derart kräftemäßig dosiert festhalten, daß dieser Randbereich (45) beim Schließen des Formwerkzeuges und/oder beim Einspritzen des Kunststoffmate­ rials kontrollierte Bewegungen relativ zum Formkern (13) aus­ führen kann.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absperreinrichtung (56) vorhanden ist, die zwischen einer den Innenbereich (23) vom Außenbe­ reich (24) der Formkammer (12) absperrenden Absperrstellung und einer die Verbindung zwischen diesen Bereichen freigeben­ den Freigabestellung bewegbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (56) eine Trennwand (64) aufweist, die in der Absperrstellung dem randseitigen Endabschnitt (25) der Formgebungsfläche (15) mit Abstand gegenüberliegt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Absperreinrichtung (56) von der Halteein­ richtung (18) gebildet ist, deren Haltemittel (32) während des Festhaltens des Randbereiches (45) des eingelegten Belag- Ausgangsteils (36) zwischen zwei unterschiedlichen Stellungen verlagerbar sind, deren eine der Absperrstellung und deren andere der Freigabestellung entspricht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Innenbereich (23) und dem Außenbe­ reich (24) der Formkammer (12) derart separat ansteuerbare getrennte Einspritzmittel (34, 35) zugeordnet sind, daß ein Einspritzen von Kunststoffmaterial in den Außenbereich (24) der Formkammer (12) erst erfolgt, nachdem der Tragabschnitt (4) im Innenbereich (23) der Formkammer (12) bereits herge­ stellt wurde.