DE202015101605U1

DE202015101605U1 - Vorrichtung zum Anformen eines Formabschnitts an ein plattenartiges Werkstück mit Dichtprofil für Vakuumkammer

Info

Publication number: DE202015101605U1
Application number: DE202015101605.0U
Authority: DE
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2015-04-14
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: CN204658765U

Abstract

Vorrichtung zum Anformen eines Formabschnitts an ein plattenartiges Werkstück, insbesondere eine Glastafel (12), umfassend eine Werkzeuganordnung (14) mit einer ersten Werkzeughälfte (16) und einer zweiten Werkzeughälfte (18), die in einer Schließstellung der Werkzeuganordnung (14) zusammen mit der ersten Werkzeughälfte (16) einen Formhohlraum (20) zum Ausbilden des Formabschnitts begrenzt, und mit einer Halteeinrichtung für das Werkstück, die eine in der ersten Werkzeughälfte (16) angeordnete Vakuumkammer (24) umfasst, die rahmenartig ausgebildet ist und die bezogen auf eine Mitte der ersten Werkzeughälfte (16) außen von einem ersten Dichtprofil (34) und innen von einem zweiten Dichtprofil (32) begrenzt ist, das stirnseitig in einer korrespondierenden Dichtungsnut (30) einer Vakuumkammerwand (26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtprofil (32) nach oben über die Dichtungsnut (30) vorsteht, so dass das Werkstück kontaktfrei zu der Vakummkammerwand (26) auf dem zweiten Dichtprofil (32) aufliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anformen eines Formabschnitts an ein plattenartiges Werkstück mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der Praxis bekannt und stellt ein Formwerkzeug dar, mittels dessen ein plattenartiges Werkstück beispielsweise mit einem einen Formabschnitt darstellenden Kunststoffrahmen aus einem Schaumwerkstoff versehen werden kann, über den Einlegeteile, wie Haltelaschen oder Verstärkungsbleche an das plattenartige Werkstück angebunden werden können. Beispielsweise ist das plattenartige Werkstück eine Glastafel oder eine Kunststofftafel eines Deckelelements für ein Fahrzeugdachöffnungssystem. Die Vorrichtung, die eine Werkzeuganordnung mit einer ersten Werkzeughälfte und einer zweiten Werkzeughälfte umfasst, bildet in einer Schließstellung der Werkzeuganordnung einen Formhohlraum bzw. eine Kavität zur Ausbildung des Formabschnitts. Um den Formabschnitt mit einer hohen Formtreue fertigen zu können, muss das plattenartige Werkstück positionsgenau in der Werkzeuganordnung positioniert und fixiert werden. Die Fixierung erfolgt bisher häufig mit einer Vakuumkammer, mittels der an eine Fläche des Werkstücks ein Unterdruck angelegt wird. Die Vakuumkammer, die in einer der beiden Werkzeughälften rahmenartig ausgebildet ist, ist bezogen auf einen Mittelpunkt des Werkstücks bzw. der betreffenden Werkzeughälfte sowohl außen als auch innen von einem rahmenartigen Dichtprofil begrenzt. Das innen liegende Dichtprofil ist in einer Dichtungsnut fixiert, die in einer Vakuumkammerwand stirnseitig ausgebildet ist. Beim Anformen des Formabschnitts an das plattenartige Werkstück liegt dieses sowohl im Bereich des innen liegenden Dichtprofils als auch im Bereich des außen liegenden Dichtprofils auf dem betreffenden Dichtprofil und auf dem an das Dichtprofil angrenzenden Stahl des Werkzeugs auf. Insbesondere bei plattenartigen Werkstücken, die aus einer Glasscheibe bestehen, kann es im Bereich der harten, an das innen liegende Dichtprofil angrenzenden Stahlauflage zu Spannungsspitzen kommen, welche zu einem Brechen der Glasscheibe führen. Der daraus resultierende Materialausschuss ist mit Kosten verbunden. Zudem muss dann die Vorrichtung vom Glasbruch befreit werden, so dass vorrichtungsseitig auch Reparaturkosten und/oder Ausfallkosten entstehen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der einleitend genannten Gattung ausgebildete Vorrichtung zu schaffen, bei der das Risiko einer Beschädigung des plattenartigen Werkstücks gegenüber dem einleitend beschriebenen Stand der Technik verringert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung liegt das plattenartige Werkstück, an das der Formabschnitt anzuformen ist, innenseitig von der Vakuumkammer also ausschließlich auf einem Dichtprofil auf. Ein Kontakt zwischen dem Stahlwerkstoff der ersten Werkzeughälfte und dem plattenartigen Werkstück in einem an das zweite Dichtprofil angrenzenden Bereich ist ausgeschlossen. Durch die Auflage des plattenartigen Werkstücks auf dem zweiten Dichtprofil können Welligkeiten in dem plattenartigen Werkstück kompensiert und damit Spannungsspitzen vermieden werden. Dadurch kann wiederum das Risiko einer Beschädigung des plattenartigen Werkstücks und gegebenenfalls der Werkzeuganordnung verringert werden. Zudem können mit der Vorrichtung nach der Erfindung plattenartige Werkstücke mit hohen Fertigungstoleranzen verarbeitet werden, die mit bisher bekannten Vorrichtungen nicht bearbeitet werden konnten. Mithin können auch günstige plattenartige Werkstücke mit der Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Formabschnitt versehen werden.
Das plattenartige Werkstück, das in der Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Formabschnitt versehen werden kann, ist insbesondere eine Glasscheibe oder eine Polycarbonatscheibe, die Bestandteil eines Deckelelements einer Fahrzeugschiebedachanordnung ist. Denkbar ist es natürlich auch, dass das plattenartige Werkstück ein Verbundbauteil ist, das aus mehreren Kunststofflagen und einem Wabenkern gefertigt ist und beispielsweise ein Fahrzeugaußenhautelement ist.
Der Formabschnitt, der mittels der Vorrichtung nach der Erfindung an das plattenartige Werkstück anformbar ist, stellt beispielsweise einen Kunststoffrahmen desselben dar, der aus einem Polyurethan-Werkstoff besteht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der ein Schäum- oder Spritzgießwerkzeug darstellenden Vorrichtung nach der Erfindung hat das zweite Dichtprofil, welches die Vakuumkammer innen begrenzt, einen Querschnitt, dessen Abmessungen rechtwinklig zur Ebene des Werkstücks kleiner sind als parallel zur Ebene des Werkstücks. Beispielsweise hat das zweite Dichtprofil einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von 15 bis 25 mm und einer Höhe von 8 bis 15 mm.
Um eine hinreichend weiche Auflagefläche für das plattenartige Werkstück bereitstellen zu können, besteht das zweite Dichtprofil vorzugsweise aus einem Kunststoffwerkstoff, insbesondere aus einem Elastomer, einem Schaumwerkstoff, EPDM, Silikon oder dergleichen.
Versuche haben gezeigt, dass die Herstellung von Formabschnitten mit einer großen Formtreue bei gleichzeitig hinreichend weicher Abstützung des plattenartigen Werkstücks gewährleistet ist, wenn das zweite Dichtprofil eine Shorehärte zwischen 25 Shore A und 55 Shore A hat.
Die Lagerung des plattenartigen Werkstücks in der Werkzeuganordnung kann weiter verbessert werden, wenn an der zweiten Werkzeughälfte mindestens eine Gegenstützdichtung angeordnet ist, die in der Schließstellung auf dem Werkstück aufliegt und die dem zweiten Dichtprofil der ersten Werkzeughälfte folgt. Insbesondere kann die Gegenstützdichtung dem zweiten Dichtprofil gegenüberliegen, so dass das plattenartige Werkstück zwischen zwei sich gegenüberliegenden Dichtprofilen eingeklemmt ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung; und
2 eine Draufsicht auf eine erste Werkzeughälfte der Vorrichtung nach 1.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines aus einem Polyurethanschaum bestehenden Kunststoffrahmens eines Deckelelements dargestellt, das Bestandteil eines Dachöffnungssystems eines Kraftfahrzeugs ist. Das Deckelelement umfasst eine Glastafel 12, die ein plattenartiges Werkstück darstellt und die entlang ihrem umlaufenden Rand in der Vorrichtung 10 mit dem Kunststoffrahmen versehen wird. Der Kunststoffrahmen dient zur Fixierung von Haltewinkeln und von sonstigen Einlegeteilen an der Glastafel 12, die beispielsweise als Verstärkungselemente dienen. Über die Haltewinkel kann das Deckelelement an ein Antriebssystem des Dachöffnungssystems angebunden werden.
Die als Schäumwerkzeug ausgebildete Vorrichtung 10 umfasst eine Werkzeuganordnung 14, die zwischen einer in 2 dargestellten Schließstellung und einer Öffnungsstellung verstellbar ist, in der eine ein Unterwerkzeug darstellende erste Werkzeughälfte 16 und eine ein Oberwerkzeug darstellende zweite Werkzeughälfte 18 auseinander gefahren sind und in der die Werkzeuganordnung 14 mit der Glastafel 12 und den Einlegeteilen bestückt werden kann. In der Schließstellung der Werkzeuganordnung 14 ist die zweite Werkzeughälfte 18, wie in 2 dargestellt, gegen die erste Werkzeughälfte 16 gefahren. Zur Ausbildung des Kunststoffrahmens in der Werkzeuganordnung 14 begrenzen die erste Werkzeughälfte 16 und die zweite Werkzeughälfte 18 in der Schließstellung einen Formhohlraum 20, der einem umlaufenden Rand der im Wesentlichen rechteckigen Glastafel 12 folgt. Zur Abdichtung des Formhohlraums 20 weist die obere, zweite Werkzeughälfte 18 eine umlaufende Dichtung 22 auf, die von oben an der Glastafel 12 anliegt.
Zur Fixierung der Glastafel 12 in der Werkzeuganordnung 14 weist die erste Werkzeughälfte 16 eine rahmenartige Vakuumkammer 24 auf, die bezogen auf die Mitte der Werkzeuganordnung bzw. bezogen auf die Mitte der Glastafel 12 innen von einer inneren Werkzeugwand bzw. Vakuumkammerwand 26, die rippenartig ausgebildet ist, und außen von einer Begrenzungswand 28 begrenzt ist. An der Oberseite der inneren Vakuumkammerwand 26 ist eine Dichtungsnut 30 ausgebildet, in der ein Dichtprofil 32 angeordnet ist, welche die Vakuumkammer 24 ebenfalls innen begrenzt. Außen trägt die erste Werkzeughälfte 16 ein weiteres Dichtprofil 34, das in einer weiteren Dichtungsnut 36 aufgenommen ist. Das Dichtprofil 34 hat eine Oberseite, die mit einer angrenzenden Bodenfläche 38 des Formhohlraums 20 fluchtet.
Das Dichtprofil 32, das in der Dichtungsnut 30 der inneren Vakuumkammerwand 26 sitzt, steht nach oben über die Dichtungsnut 30 über, das heißt das Dichtprofil 32 hat eine Bauhöhe, die größer ist als die Tiefe der Dichtungsnut 30. Das Dichtprofil 32, das aus einem Elastomer mit einer Shorehärte zwischen 25 Shore A und 55 Shore A besteht, hat einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von etwa 20 mm und einer Höhe von etwa 12 mm. Die Dichtungsnut 30 hat eine Breite, die geringfügig kleiner ist als diejenige des Dichtprofils 32, beispielsweise um 0,6 mm.
Dadurch, dass das Dichtprofil 32 nach oben über die Ränder der Dichtungsnut 30 übersteht, wird gewährleistet, dass die Glastafel 12 im Bereich der inneren Vakuumkammerwand 26 weich gelagert ist und keine Spannungsspitzen in die Glastafel 12 eingeleitet werden.
Im Bereich des Formhohlraums 20 liegt die Glastafel 12 mit ihrem Rand auf dem Stahl der ersten Werkzeughälfte 16 auf. Hieran angrenzend liegt die Glastafel 12 auf dem äußeren Dichtprofil 34 auf, das zusammen mit dem inneren Dichtprofil 32 den Unterdruck in der Vakuumkammer 24 sicherstellt.
Die zweite Werkzeughälfte 18 hat gegenüberliegend von der inneren Vakuumkammerwand 26 der ersten Werkzeughälfte 16 ebenfalls eine Werkzeugrippe 40, die an ihrer Stirnseite bzw. ihrer Unterseite in einer Dichtungsnut 42 eine Gegenstützdichtung 44 trägt. Die Gegenstützdichtung 44 stützt sich von oben gegenüberliegend von dem Dichtprofil 32 an der Glastafel 12 ab.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Glastafel
14: Werkzeuganordnung
16: erste Werkzeughälfte
18: zweite Werkzeughälfte
20: Formhohlraum
22: Dichtung
24: Vakuumkammer
26: innere Vakuumkammerwand
28: Begrenzungswand
30: Dichtungsnut
32: Dichtprofil
34: Dichtprofil
36: Dichtungsnut
38: Bodenfläche
40: Werkzeugrippe
42: Dichtungsnut
44: Gegenstützdichtung

Claims

Vorrichtung zum Anformen eines Formabschnitts an ein plattenartiges Werkstück, insbesondere eine Glastafel (12), umfassend eine Werkzeuganordnung (14) mit einer ersten Werkzeughälfte (16) und einer zweiten Werkzeughälfte (18), die in einer Schließstellung der Werkzeuganordnung (14) zusammen mit der ersten Werkzeughälfte (16) einen Formhohlraum (20) zum Ausbilden des Formabschnitts begrenzt, und mit einer Halteeinrichtung für das Werkstück, die eine in der ersten Werkzeughälfte (16) angeordnete Vakuumkammer (24) umfasst, die rahmenartig ausgebildet ist und die bezogen auf eine Mitte der ersten Werkzeughälfte (16) außen von einem ersten Dichtprofil (34) und innen von einem zweiten Dichtprofil (32) begrenzt ist, das stirnseitig in einer korrespondierenden Dichtungsnut (30) einer Vakuumkammerwand (26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtprofil (32) nach oben über die Dichtungsnut (30) vorsteht, so dass das Werkstück kontaktfrei zu der Vakummkammerwand (26) auf dem zweiten Dichtprofil (32) aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtprofil (32) einen Querschnitt hat, dessen Abmessungen rechtwinklig zur Ebene des Werkstücks kleiner sind als parallel zur Ebene des Werkstücks.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtprofil (32) einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von 15 bis 25 mm und einer Höhe von 8 bis 15 mm hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtprofil (32) aus einem Kunststoffwerkstoff, insbesondere aus einem Elastomer, einem Schaumwerkstoff, EPDM, Silikon oder dergleichen gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtprofil (32) eine Shorehärte zwischen 25 Shore A und 55 Shore A hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Werkzeughälfte (18) mindestens eine Gegenstützdichtung (44) angeordnet ist, die in der Schließstellung auf dem Werkstück aufliegt und die dem zweiten Dichtprofil (32) der ersten Werkzeughälfte (16) folgt.