DE19957960C1 - Vorrichtung zum Herstellen von aus einer Kunststoff-Schaumstruktur sowie bereichsweise einem Lederbezug oder Textilbezug bestehenden Bauteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von aus einer Kunststoff-Schaumstruktur sowie bereichsweise einem Lederbezug (oder Textilbezug) bestehenden Bauteilen, insbesondere Fahrzeug-Innenausstattungsteilen, mit einem Formwerkzeug zum Vorformen des Lederbezuges, sowie mit einem Hinterschäumwerkzeug zum Hinterschäumen des vorgeformten Lederbezuges, wobei der Lederbezug vom ihn tragenden Formwerkzeug in eine offenliegende Formhälfte des Hinterschäumwerkzeuges direkt übergebbar ist. Dabei sind sowohl die den Lederbezug aufnehmende Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte als auch das den Lederbezug tragende Formwerkzeug mehrteilig ausgebildet, um am Bauteil einen Hinterschnittbereich realisieren zu können, wobei das oder die dem Hinterschnittbereich benachbarte(n) Werkzeugteil(e) der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte zum Einführen des den Lederbezug tragenden Formwerkzeuges entfernbar ist oder sind, und wobei nach formgerechtem Positionieren dieses oder dieser Formhälften-Werkzeugterile(s) ein Kernteil des Formwerkzeuges von einem oder mehreren im Hinterschnittbereich vorgesehenen Formwerkzeug-Seitenteil(en) abtrennbar und sodann aus der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte herausfahrbar ist, wonach das oder die abgetrennten Formwerkzeug-Seitenteil(e) aus der Formhälfte entnommen werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von aus einer Kunst­ stoff-Schaumstruktur sowie bereichsweise einem Lederbezug oder Textilbe­ zug bestehenden Bauteilen, insbesondere Fahrzeug-Innenausstattungs­ teilen, mit einem Formwerkzeug zum Vorformen des Leder- oder Textilbezu­ ges, sowie mit einem Hinterschäumwerkzeug zum Hinterschäumen des vor­ geformten Lederbezuges oder Textilbezuges, wobei der Lederbezug oder Textilbezug vom ihn tragenden Formwerkzeug in eine offenliegende Form­ hälfte des Hinterschäumwerkzeuges direkt übergebbar ist.

Zum technischen Umfeld wird neben weiteren auf die deutsche Offenle­ gungsschrift 1 778 717, die EP 0 177 199 A2 und die Veröffentlichung "Werk­ zeuge für die PUR-Verarbeitung", VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf 1984, Sei­ ten 89 bis 99 verwiesen.

In der deutschen Offenlegungsschrift 1 778 717 wird ein Verfahren zur Her­ stellung von mit Folien abgedeckten Schaumkörpern beschrieben. Das Ver­ fahren eignet sich vor allem für große und sehr verästelte Bauteile, wie bei­ spielsweise Armaturenbretter von Kraftfahrzeugen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass die Deckfolie vor dem Hinterschäumvorgang nicht wie bis dahin üblich in eine konkave Form mit Hilfe eines Vakuums geformt wird, sondern über eine konvexe Form. Somit lassen sich glatte und verästelte Strukturen herstellen.

In der EP 0 177 199 A2 ist ein Verfahren beschrieben, mit dem größere, mit komplexer Außenform und mit Folien abgedeckte Schaumkörper herstellbar sind. Hierzu werden mehrteilige, zueinander beweglich angeordnete Form­ körper eingesetzt, um in einem mehrstufigen Arbeitsablauf das fertige, teil­ weise mit Kunststoff überzogene Bauteil zu erhalten. Anwendungsgebiete sind zum Beispiel die Fertigung von Kraftfahrzeugsitzen.

Die dritte Schrift, Werkzeuge für die PUR-Verarbeitung, gibt dem Leser ei­ nen grundlegenden Einblick in die Auslegung von Werkzeugen für die Her­ stellung von PUR-Schaumformteilen, wie zum Beispiel die Formteilanord­ nung, die Festlegung des Trennkantenverlaufs, die Entformung, die Bestim­ mung der Schäumlage, sowie Verfahrenstechnische Parameter.

Die Erfindung geht aus von der DE 198 18 034 A1. Wie dort angegeben, werden die genannten Bauteile, insbesondere Fahrzeug- Innenausstattungsteile, dadurch hergestellt, daß zunächst ein vorkonfektio­ nierter, d. h. zurecht geschnittener und/oder vernähter Lederbezug (oder Tex­ tilbezug; im weiteren wird der Einfachheit halber lediglich von einem Leder­ bezug gesprochen, ohne dass dies eine Beschränkung hierauf darstellt) an einem Formwerkzeug vorgeformt, d. h. im wesentlichen in die gewünschte Endform gebracht wird. Anschließend wird dieser vorgeformte Lederbezug in ein Hinterschäumwerkzeug eingelegt, und zwar mit seiner Narbenseite oder Oberseite auf der Formoberfläche einer Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte aufliegend. Nach Schließen des Hinterschäumwerkzeuges wird auf die Rückseite des Lederbezuges der letztlich die Kunststoff-Schaumstruktur des Bauteiles bildende Kunststoff-Schaum aufgebracht.

Was das Einlegen des am Formwerkzeug vorgeformten Lederbezuges in die Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte betrifft, so kann dieses manuell erfolgen. Hierbei muß der Lederbezug exakt positioniert werden, d. h. der Verlauf von ggf. vorgesehenen Nähten muß exakt dem Sollstand entsprechen. Dabei kann es erforderlich sein, daß Kanten, Konturen und Radien manuell nach­ gedrückt werden müssen, was insgesamt jedoch äußerst zeitaufwendig ist. Alternativ hierzu kann der Lederbezug auch maschinell vom Formwerkzeug an die Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte übergeben werden, und zwar di­ rekt durch Einführen des Formwerkzeuges in den Formhohlraum des Hinter­ schäumwerkzeuges und direktes Ablegen des zunächst vom Formwerkzeug getragenen Lederbezuges auf der Formoberfläche, der Hinterschäumwerk­ zeug-Formhälfte. Diese in der eingangs zweitgenannten Schrift gezeigte Technologie ist deutlich schneller und prozeßsicherer als das manuelle Ein­ legen des Lederbezuges in das Hinterschäumwerkzeug, jedoch ist diese Technologie nicht für sämtliche Geometrien von derart herzustellenden Bau­ teilen anwendbar.

So werden unter Anwendung der Fertigungstechnik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zunehmend immer größere Bauteile, insbesondere Fahr­ zeug-Innenausstattungsteile hergestellt. Ein Beispiel hierfür sind die Instru­ mententafeln bzw. Armaturenbretter von Personenkraftwagen. Insbesondere bei derartigen größeren Bauteilen kann/können jedoch (ein) sog. Hinter­ schnittbereich(e) vorliegen, aufgrund dessen/derer es nicht möglich ist, den am Formwerkzeug vorgeformten und auf diesem befindlichen Lederbezug auf die im vorgehenden Absatz beschriebene einfachste Weise direkt vom Formwerkzeug an die Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte zu übergeben, nachdem das Formwerkzeug aufgrund dieses oder dieser Hinterschnittberei­ che(s) nicht bzw. zumindest nicht vollständig in die Hinterschäumwerkzeug- Formhälfte einfahrbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung darzustellen, mit der es möglich ist, mit Leder und/oder Textil bezogene Kunstoff- Schaumstruktur Bauteile herzustellen, die einen Hinterschnittbereich aufwei­ sen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von den Merkmalen des Kennzei­ chens im Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß besteht sowohl die Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte als auch das Formwerkzeug aus mehreren gegeneinander bewegbaren oder voneinander entfernbaren Einzelteilen, die in ihrer Gesamtheit die Kontur des Lederbezuges bzw. die Bauteilkontur im Bereich des Lederbezuges bestimmen. Durch geeignetes Entfernen von Einzelteilen bzw. Werkzeugtei­ len der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte kann das vollständige (und dabei den Lederbezug tragende) Formwerkzeug auch trotz sog. Hinterschnittberei­ che auf der dann noch vorhandenen Formoberfläche der Formhälfte wie ge­ wünscht abgelegt werden. Danach wird diese Formhälfte vervollständigt, wonach der Lederbezug vom Formwerkzeug an das Hinterschäumwerkzeug übergeben werden kann. Das Formwerkzeug kann dann nach Zerlegung in seine einzelnen Bestandteile aus der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte entnommen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines lediglich in einer Prinzipskizze dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im beige­ fügten einzigen Schemabild ist dabei ein Schnitt durch eine erfindungsge­ mäße vervollständigte untere Formhälfte eines Hinterschäumwerkzeuges mit einem darin befindlichen mehrteiligen und dabei seinen zusammengesetzten Zustand einnehmenden Formwerkzeug dargestellt.

Mit der Bezugsziffer 1 ist die untere Formhälfte eines Hinterschäumwerkzeu­ ges bezeichnet, die neben einem Grundteil 1a aus (hier) zwei auf diesem sowie in dessen Randbereich angeordneten, geeignet vom Grundteil 1a ent­ fernbaren Werkzeugteilen 1b, 1c besteht. In dieser Formhälfte 1 befindet sich ein sog. Formhohlraum, dessen Kontur mit der Bezugsziffer 2 bezeich­ net ist. Diese die Kontur 2 darstellende Linie ist relativ dick gezeichnet, da durch diese Linie gleichzeitig ein Lederbezug dargestellt ist, der im weiteren ebenfalls mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet wird.

Dieser Lederbezug 2 befindet sich zunächst außerhalb der Formhälfte 1 auf der ebenfalls mit der Bezugsziffer 2 bezeichneten Oberfläche eines Form­ werkzeuges 3, das sich in der Figurendarstellung zumindest teilweise im Formhohlraum der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte 1 befindet. Dieses Formwerkzeug 3 ist ebenfalls mehrteilig ausgebildet und besteht neben ei­ nem sog. Kernteil 3a aus (hier) zwei seitlich desselben angeordneten Seiten­ teilen 3b, 3c. Dabei wird auf diesem Formwerkzeug 3, solange sich dieses im dargestellten komplettierten Zustand noch außerhalb der Formhälfte 1 befindet, der Lederbezug 2 vorgeformt. Ein entsprechend beschnittenes so­ wie ggf. vernähtes Lederteil wird hierzu auf die dann freie Oberfläche 2 des Formwerkzeuges 3 aufgelegt und wie üblich in seine gewünschte Form ge­ bracht, um hierdurch den Lederbezug 2 zu bilden.

Nach dem Vorformen des Lederbezuges 2 soll dieser in die Hinterschäum­ werkzeug-Formhälfte 1 eingelegt werden, um hierin anschließend daran auf seiner Rückseite mit einer Kunststoff-Schaumstruktur hinterschäumt zu wer­ den, so daß man letztlich ein aus dieser Kunststoff-Schaumstruktur sowie dem bereichsweise darauf befindlichen Lederbezug 2 bestehendes Bauteil, insbesondere Fahrzeug-Innenausstattungsteil erhält. Dieses Einlegen des Lederbezuges 2 auf die Formhohlraum-Kontur 2 bzw. Formoberfläche der Formhälfte 1 soll dabei durch direkte Übergabe vom Formwerkzeug 3 an die Formhälfte 1 erfolgen. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß der Lederbezug 2, der sich zunächst noch auf der Oberfläche 2 des Formwerk­ zeuges 3 befindet, von diesem durch Einführen desselben in den Formhohl­ raum der Formhälfte 1 auf deren Formoberfläche direkt abgelegt werden soll.

Wie aus der zeichnerischen Darstellung hervorgeht, kann das den Lederbe­ zug 2 tragende Formwerkzeug 3 jedoch nicht direkt von oben her, d. h. gegen Pfeilrichtung 4 in den Formhohlraum der Formhälfte 1 eingefahren werden, da am Lederbezug 2 (bzw. am zu fertigenden Bauteil) sog. Hinterschnittbe­ reiche 5 vorgesehen sind. Diese sog. Hinterschnittbereiche 5 sind dadurch gekennzeichnet, daß dort die Querschnittsabmessung Q des Lederbezuges 2 bzw. der Formhohlraum-Kontur 2 größer ist als diejenige (nämlich Q') im Trennfugenbereich der Formhälfte 1. Wie klar ersichtlich ist, kann der bzw. können die Hinterschnittbereich(e) 5 nicht gegen Pfeilrichtung 4 in den Formhohlraum der wie dargestellt aussehenden Formhälfte 1 eingefahren werden, da die Querschnittsabmessung Q erheblich größer ist als die auf der Oberseite der Formhälfte 1 (d. h. im Bereich der Trennfuge des Hinter­ schäumwerkzeuges) liegende freie Querschnittsabmessung Q'.

Um dennoch das Formwerkzeug 3 mit auf dessen Oberfläche 2 aufliegen­ dem Lederbezug 2 gegen Pfeilrichtung 4 in den Formhohlraum der Hinter­ schäumwerkzeug-Formhälfte 1 einfahren zu können, können zunächst die hierfür hinderlichen Werkzeugteile 1b, 1c der Formhälfte 1, die die Hinter­ schnittbereiche 5 begrenzen, entfernt werden. Diese Werkzeugteile 1b, 1c können hierfür bspw. als geeignete Schieber ausgebildet sein, so daß also das linke Werkzeugteil 1b gemäß Pfeilrichtung 6 zumindest geringfügig nach links verfahren wird und wobei das rechte Werkzeugteil 1c gemäß Pfeilrich­ tung 6' zumindest geringfügig nach rechts verfahren wird. Alternativ können diese Werkzeugteile 1b, 1c auch um eine senkrecht zur Zeichenebene ver­ laufende Schwenkachse weggeklappt werden.

Danach kann das Formwerkzeug 3 mit darauf befindlichem Lederbezug 2 in den noch verbliebenen Formhohlraum der Formhälfte 1 eingefahren werden, so daß das Formwerkzeug 3 mit seinem dem Grundteil 1a zugewandten Ab­ schnitt seiner Oberfläche 2 unter Zwischenlage des Lederbezuges 2 auf die­ sem Grundteil 1a zum Aufliegen kommt. Danach können die beiden Werk­ zeugteile 1b, 1c der Formhälfte 1 wieder in ihre figürlich dargestellte Position gebracht werden, so daß die Formhohlraum-Kontur 2 der Formhälfte 1 mit dem auf der Oberfläche 2 des Formwerkzeuges 3 befindlichen Lederbezug 2 zusammenfällt. In diesem (figürlich dargestellten) Zustand kann somit der Lederbezug 2 vom Formwerkzeug 3 an die Hinterschäumwerkzeug- Formhälfte 1 übergeben werden. Dieser Vorgang wird später noch etwas näher beschrieben.

Zunächst soll jedoch erläutert werden, auf welche Weise das Formwerkzeug 3 aus dem Formhohlraum der Formhälfte 1 entfernt, d. h. im wesentlichen gemäß Pfeilrichtung 4 hinausgefahren werden kann, was selbstverständlich für die Durchführung des bereits erwähnten Hinterschäumprozesses im dann zu schließenden Hinterschäumwerkzeug erforderlich ist. Für dieses Ausfah­ ren des Formwerkzeuges 3 aus dessen hier figürlich dargestellter Position wird das Formwerkzeug 3 in seine bereits genannten Einzelteile zerlegt.

Konkret wird am dargestellten Formwerkzeug 3 zunächst die Verbindung zwischen dem Kernteil 3a und den beiden Seitenteilen 3b, 3c des Form­ werkzeuges 3 gelöst, und zwar auf später noch kurz zu beschreibende Wei­ se. Anschließend daran kann wie ersichtlich das Kernteil 3a gemäß Pfeilrich­ tung 4 aus der Formhälfte 1 herausgefahren werden, während die beiden Seitenteile 3b, 3c noch im Formhohlraum der Formhälfte 1 verbleiben. Nach vollständigem Entfernen des Kernteiles 3a können jedoch auch diese Seiten­ teile 3b, 3c bspw. von Hand entnommen, d. h. aus der Formhälfte 1 entfernt werden. Mit der beschriebenen Vorrichtung kann somit trotz Vorliegens eines oder mehrerer Hinterschnittbereiche 5 am Lederbezug 2 dieser vom Form­ werkzeug 3 direkt an die Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte 1 übergeben werden.

Was diesen Übergabevorgang im Detail betrifft, so kann dieser bspw. durch geeignetes Anlegen von Unterdruck bzw. Überdruck an eine der jeweiligen Oberflächen des Lederbezuges 2 erfolgen. So kann bspw. der Lederbezug 2 durch Anlegen von Unterdruck an die Oberfläche 2 des Formwerkzeuges 3 auf dieser Formwerkzeug-Oberfläche gehalten werden. Dieser Unterdruck kann dann auf Überdruck umgeschaltet werden, nachdem das Formwerk­ zeug 3 in der Formhälfte 1 die gewünschte, figürlich dargestellte Position erreicht hat, d. h. sobald der zunächst vom Formwerkzeug 3 getragene Le­ derbezug auf der Formoberfläche der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte 1 aufliegt. Dann wird der Lederbezug 2 quasi vom Formwerkzeug 3 weg und zur Formhälfte 1 hingeblasen. Gleichzeitig kann von dieser aus der Lederbe­ zug 2 mit Unterdruck beaufschlagt werden, so daß hierdurch der Lederbezug 2 von der Formoberfläche der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte 1 angezo­ gen wird und auch weiterhin an dieser durch Unterdruck (von der Formhälfte 1 ausgehend) gehalten wird.

Es wurde bereits erwähnt, daß das Formwerkzeug 3 für die Durchführung des beschriebenen Ablaufs in seine Einzelteile zerlegt werden können muß bzw. zuvor geeignet zusammengehalten werden muß. Diese Funktionen können konstruktiv auf unterschiedlichste Arten umgesetzt werden. Bevor­ zugt jedoch werden das oder die Formwerkzeug-Seitenteil(e) 3b, 3c lösbar am Formwerkzeug-Kernteil 3a durch Magnetkraft oder durch Unterdruck ge­ halten. Alternativ oder zusätzlich können zwischen dem Formwerkzeug- Kernteil 3a und dem oder den Formwerkzeug-Seitenteil(en) 3b, 3c geeignete Steckverbindungen oder lösbare Kupplungen vorgesehen sein (nicht ge­ zeigt).

Was das Einfahren des komplettierten Formwerkzeuges 3 gegen Pfeilrich­ tung 4 sowie das Ausfahren von dessen Kernteil 3a gemäß Pfeilrichtung 4 betrifft, so kann dies mit einer geeigneten maschinellen Hubvorrichtung (nicht gezeigt) erfolgen. Im übrigen kann das Formwerkzeug 3 oder ein oder mehrere Bestandteile desselben beheizbar sein, insbesondere im Hinblick auf einen günstigen Formvorgang des Lederbezuges 2 auf diesem Form­ werkzeug 3, ggf. unter Mithilfe von anliegendem Unterdruck, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets ist mit einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung eine einfache, schnelle und prozeßsichere Ü­ bergabe eines Lederbezuges von einem Formwerkzeug auf ein Hinter­ schäumwerkzeug auch bei Vorliegen sog. Hinterschnittbereiche am Leder­ bezug möglich.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Herstellen von aus einer Kunststoff-Schaumstruktur sowie bereichsweise einem Lederbezug (2) oder Textilbezug beste­ henden Bauteilen, insbesondere Fahrzeug-Innenausstattungsteilen, mit einem Formwerkzeug (3) zum Vorformen des Leder- oder Textil­ bezuges, sowie mit einem Hinterschäumwerkzeug zum Hinterschäu­ men des vorgeformten Leder- oder Textilbezuges, wobei der Leder­ bezug oder Textilbezug (2) vom ihn tragenden Formwerkzeug (3) in eine offenliegende Formhälfte (1) des Hinterschäumwerkzeuges direkt übergebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die den Lederbezug (2) oder Textilbezug aufnehmende Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte (1) als auch das den Lederbezug (2) oder Textilbezug tragende Formwerk­ zeug (3) mehrteilig ausgebildet ist, um am Bauteil einen Hinterschnitt­ bereich (5) realisieren zu können, wobei das oder die dem Hinter­ schnittbereich (5) benachbarte(n) Werkzeugteil(e) (1b, 1c) der Hinter­ schäumwerkzeug-Formhälfte (1) zum Einführen des den Leder- oder Textilbezug tragenden Formwerkzeuges (3) entfernbar ist oder sind, und wobei nach formgerechtem Positionieren dieses oder dieser Formhälften-Werkzeugteile(s) (1b, 1c) ein Kernteil (3a) des Form­ werkzeuges (3) von einem oder mehreren im Hinterschnittbereich (5) vorgesehenen Formwerkzeug-Seitenteil(en) (3b, 3c) abtrennbar und sodann aus der Hinterschäumwerkzeug-Formhälfte (1) herausfahrbar ist, wonach das oder die abgetrennten Formwerkzeug-Seitenteil(e) (3b, 3c) aus der Formhälfte (1) entnommen werden kann, bzw. kön­ nen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Formwerkzeug- Seitenteil(e) (3b, 3c) lösbar am Formwerkzeug-Kernteil (3a) durch Magnetkraft oder durch Unterdruck gehalten wird, bzw. werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Formwerkzeug-Kernteil (3a) und dem oder den Formwerkzeug-Seitenteil(en) (3b, 3c) geeigne­ te Steckverbindungen vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Oberfläche (2) des Formwerk­ zeuges (3) wahlweise Unterdruck oder Überdruck anlegbar ist, um den Lederbezug (2) oder Textilbezug entweder am Formwerkzeug (3) zu halten oder diesen an das Hinterschäumwerkzeug zu übergeben.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (3) oder Bestandtei­ le desselben beheizbar sind.