DE3630063C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen dünnwandiger, hinterschäumter Teile, insbesondere räum­ lich verformter Kunststoffteile wie z. B. von Kraftfahr­ zeugteppichen und anderen, insbesondere in Kraftfahr­ zeugen verwendeten Teilen mit Hilfe von Schäumformhälften und zu deren Anordnung, Lagerung und Führung dienenden Maschinenteilen und mit Antrieben sowie Versorgungsein­ richtungen, wobei ferner die eine und/oder die andere Schäumformhälfte Stanzwerkzeuge und Gegenwerkzeuge aufweist.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zum Herstellen eines dreidimensional geformten Schicht­ körpers aus einer kompakten Kunststoffschicht und einer angeschäumten Schaumstoffschicht ist z. B. aus der DE-OS 24 01 034 bekannt. Dort wird eine Folie zwischen die Formhälften gezogen, beim Zusammenfahren der Form­ hälften sodann mit zusätzlichem Vakuum verformt und schließlich auf ihrer einen Seite mit einem Schaumstoff versehen. Während dieser Arbeitsschritte dürfen die Formhälften noch nicht vollständig ge­ schlossen sein, damit nach dem Ausschäumen durch einen weiteren Arbeitshub die an der einen Form­ hälfte angeordneten Stanzwerkzeuge wirksam werden können und den fertiggestellten Gegenstand zumindest weitgehend aus der noch zusammenhängenden Folienbahn heraustrennen können. Die Teile, und zwar insbesondere schalenförmige Becken, bleiben lediglich durch Folien­ brücken bzw. Stege noch miteinander verbunden, so daß sie mit Hilfe dieser Stege nach dem Öffnen der Schäum­ formhälften weitertransportiert und schließlich völlig aus der Folienbahn getrennt und an ihren Rändern ge­ säubert werden können.

Als unzweckmäßig ist bei der Vorrichtung nach der DE-OS 24 01 034 anzusehen, daß noch eine gesonderte Nachbearbeitung erforderlich ist. Das in die Form­ hälften unmittelbar integrierte Stanzmesser, das mit seiner Schneidlinie lediglich an der Folienbahn an­ liegt, ist ferner nicht in der Lage, die im Inneren der Schäumform auftretenden, hohen Drücke zu halten bzw. eine einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten. Da ferner die Schneidmesser Lücken aufweisen müssen, damit die verbindenden Stege bzw. Brücken erhalten bleiben, tritt mit Sicherheit die zu hinterschäumende Masse auch aus den Formhälften aus und bildet am äußeren Umfang des herzustellenden Körpers viele Austriebe, die gesondert entfernt werden müssen, nachdem das herzustellende Teil die Schäumform ver­ lassen hat.

Ein weiteres Problem bei dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Schäumformhälften zunächst nur auf einen vorbestimmten Abstand von 0,38-1,52 mm aufeinander zu bewegt werden dürfen, wobei in dieser Position sodann die Materialbahn hinterschäumt wird, und die Schäumformhälften erst dann nach dem Hinter­ schäumen vollständig geschlossen werden, wobei durch diese Bewegung bzw. diesen zweiten Arbeitshub die Stanzmesser die Materialbahn an den vorbestimmten Stellen durchtrennen. Eine derartige, auf Bruchteile von Millimetern exakt abgestellte Bewegung von Schäum­ formhälften ist in der Praxis schwer zu realisieren und mit Sicherheit störanfällig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der hier interessierenden Art zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, daß dreidimensional geformte, aus einer kompakten Schicht bzw. vorzugs­ weise aus einer Kunststoffschicht und einer ange­ schäumten Schaumstoffschicht bestehende Schichtkörper die Vorrichtung derart verlassen, daß eine besondere Nachbearbeitung der Ränder oder von Durchbrüchen in einem weiteren Arbeitsgang nicht erforderlich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kenn­ zeichnenden Teiles des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß kann somit die Schäumform zum Hinter­ schäumen der kompakten Schicht vollständig und in der erforderlichen Weise geschlossen werden, ohne daß dabei bereits die Stanzmesser wirksam werden. Vorzugs­ weise sind auch Dichtelemente bzw. Dichtleisten vorge­ sehen, um das Austreten von Kunststoffschaum in Form von Austrieben zu verhindern. Erst wenn der hinter­ schäumte Kunststoff in der notwendigen Art und Weise reagiert hat bzw. ausgehärtet ist, werden die gesonderten Antriebe für die Stanzwerkzeuge bzw. Stanzmesser wirksam und beschneiden den dreidimensional geformten Schichtkörper an seinen Rändern bzw. Durchbrüchen, woraufhin die Formhälften öffnen und ein insofern nicht weiter zu bearbeitendes Produkt vorliegt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, zum Teil im Schnitt einer Vorrichtung;

Fig. 2 ein Stanzwerkzeug mit seinem Antrieb in Seitenansicht sowie zum Teil im Schnitt und in größerem Maßstab;

Fig. 3 das Stanzwerkzeug gemäß Fig. 2 in Stirnansicht;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2 und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 zum Teil im Schnitt.

Eine Vorrichtung 1 zum Herstellen eines dreidimensional geformten, aus einer kompakten Schicht bzw. Kunststoff­ schicht 2 und einer angeschäumten Schaumstoffschicht 3 bestehenden Schichtkörpers 4 umfaßt als Schäumform mindestens zwei Schäumformhälften 5, 6 mit zu ihrer Anordnung, Lagerung und Führung dienenden Maschinen­ teilen, mit zum Öffnen und Schließen der Schäumform­ hälften 5, 6 dienenden Antrieben sowie mit Versorgungs­ einrichtungen zum Hinterschäumen. Diese Teile sind in Fig. 1 nicht dargestellt, da sie grundsätzlich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Zum Bearbeiten bzw. Beschneiden der Ränder 7 des drei­ dimensional geformten Schichtkörpers 4 und zum Her­ stellen von Durchbrüchen 8 sind Stanzwerkzeuge 9 unter­ schiedlicher Länge, Größe und Anordnung vorgesehen. Alle Stanzwerkzeuge 9 sind grundsätzlich gleichartig gestaltet und bestehen aus gleichartigen Bauelementen. Einzelheiten hierzu gehen aus den Fig. 2, 3 und 4 hervor.

Die Stanzwerkzeuge 9 und ihre Gegenwerkzeuge 10 sind unmittelbar zusammen mit ihren Antrieben 17 an der bzw. den Schäumformhälften 5, 6 angeordnet. Die Schäum­ formhälften 5, 6 übergreifen bzw. unterfassen mit Vorsprüngen 11-14 (Fig. 1) den Schichtkörper 4 seitlich und weisen dem Schichtkörper 4 zugewandte Absätze 15 bzw. 16 auf. Die Absätze 15 und 16 befinden sich im Abstand von dem Schichtkörper 4 entsprechend der Bauhöhe der Stanzwerkzeuge 9. Stanzwerkzeuge 9 können sich an beiden Schäumformhälften 5 und 6 befinden, ebenso wie dies für die Gegenwerkzeuge 10 gilt, bei denen es sich vor allem um in die Schäumformhälften 5, 6 eingelegte Leisten aus Kunststoff, z. B. Teflon, Vulkolan, metallischen Leisten oder dgl. handelt (PTFE bzw. PUR).

Die Lage der Stanzwerkzeuge 9, der sie abstützenden Absätze 15 und 16 und der Gegenwerkzeuge 10 ist an die Form und Gestalt des Schichtkörpers 4 angepaßt. Die Absätze 15 und 16 liegen vorzugsweise parallel zu den zu beschneidenden Rändern 7, und soweit eine völlige Parallelität nicht möglich ist, unter einem Winkel, der beim Stanzen einen möglichst kurzen Arbeits­ hub zuläßt. Verschiedene Absätze 15 liegen daher bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Ebene oder in parallelen Ebenen zueinander und andere Absätze 16 liegen schräg dazu und verbinden die Absätze 15 von parallelen Ebenen. Die Stanzwerk­ zeuge 9 auf den schräg stehenden Absätzen 16 besitzen daher Hubrichtungen, die ebenfalls schräg zum Stanzhub der anderen Stanzwerkzeuge 9 stehen. Für die Gegenwerk­ zeuge 10 gilt grundsätzlich dasselbe.

Jedes Stanzwerkzeug 9 weist einen eigenen Antrieb 17 auf. Dieser Antrieb 17 besitzt als Antriebselement zur Erzeugung eines Arbeits- bzw. Stanzhubes einen Druckschlauch 19 oder ein schlauchartiges Druckkissen 20. Für kurze Stanzlinien reichen Druckkissen 20, für lange Stanzlinien bzw. zum Antrieb langer Stanzmesser 21 sind Druckschläuche 19 vorgesehen. Die Versorgung der Druck­ schläuche 19 und der Druckkissen 20 mit Druckluft er­ folgt in gesteuerter und gegebenenfalls taktgebundener Weise über Druckleitungen 22 und Versorgungsleitungen 23, die in Fig. 1 nur schematisch angedeutet sind.

Weitere Einzelheiten der Stanzwerkzeuge 9 seien nunmehr anhand der Fig. 2-4 erläutert.

Die Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 rechts außen befind­ liche, an der oberen Schäumformhälfte 5 angeordnete Stanzwerkzeug 9. Durch den Absatz 15 weist die Schäum­ formhälfte 5 eine zurückgesetzte Fläche bzw. Seiten­ fläche 24 auf, an der ein Führungselement 25 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 26 und Einstellschrauben 27 exakt einstellbar befestigt ist. Das Führungselement 25 ist ein grundsätzlich handelsübliches Teil und dient zur Führung eines länglichen Werkzeugträgers 28, an dessen einem, freien Ende 29 das Stanzmesser 21 z. B. mit Hilfe von Schrauben 30 befestigt ist.

Am anderen Ende 31 des Werkzeugträgers 28 befindet sich eine Druckplatte 32, die an dem Druckschlauch 19 bzw. den Druckkissen 20 anliegt, das sich mit seiner der Druckplatte 32 abgewandten Seite an dem Absatz 15 der Schäumformhälfte 5 bzw. der durch den Absatz 15 ge­ bildeten Fläche 33 abstützt.

Das in Fig. 2 dargestellte Druckkissen 20 ist ein kurzes Schlauchstück, dessen Enden 34 mit Hilfe von Klemmstäben 35 und Schrauben 36 zusammengedrückt bzw. dicht verschlossen sind. Die Druckluftversorgung des Druckkissens 20 bzw. der Druckschläuche erfolgt über einen in Fig. 2 nur schematisch angedeuteten Anschluß 37.

Das Führungselement 25 weist schließlich noch eine Stütze 38 für eine Rückstellfeder 39 und einen ein­ stellbaren Anschlag 40 auf. Der Anschlag 40 ist eine durch eine Kontermutter 41 gesicherte Schraube 42 und begrenzt den Stanzhub des Stanzmessers 21 bzw. des Stanzwerkzeuges 9, und die Rückstellfeder 39 führt das Stanzmesser 21 und die zu seinem Antrieb dienenden Teile nach dem Arbeitshub in die Ausgangs­ lage zurück.

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 3 und 4 sind zwei Rückstellfedern 39 und zwei Anschläge 40 vorge­ sehen.

Die Abstützfläche 33 für den Druckschlauch 19 bzw. das Druckkissen 20 liegt bei dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel horizontal bzw. parallel zur Oberfläche des zu beschneidenden Randes 7 des Schichtkörpers 4. Die das Führungselement 25 tragende Seitenfläche 24 der Schäumformhälfte 5 steht dann vorzugsweise senkrecht zur Fläche 33 des Absatzes 15. Um ausreichend Platz für den Druckschlauch 19 bzw. das Druckkissen 20, die Klemmstäbe 35 mit den Schrauben 36 und die Druckplatte 32 zu erhalten, greifen diese Teile mit ihrem einen Rand oder Ende in einen Kanal 43, dessen Boden 44 gegenüber der Fläche 24 zurückgesetzt ist. Der längliche Werkzeug­ träger 28 und somit die Schneide 45 des Stanzmessers 21 können sich daher relativ nahe bei der das Stanzwerk­ zeug 9 tragenden Fläche 24 befinden. Hierbei gilt ferner, daß die Befestigung des Stanzwerkzeuges 9 vorzugsweise in der Form erfolgt, daß die Bewegungs­ richtung des Stanzmessers 21 in einer Ebene liegt, die parallel zu der Fläche 24 steht, an der das Stanz­ werkzeug 9 befestigt ist.

Zur Herstellung von Durchbrüchen 8 in dem Schicht­ körper 4 weist die Schäumformhälfte 6 gemäß Fig. 1 mindestens eine bis zu ihrer Oberfläche 46 reichende Ausnehmung 47 auf. Diese Ausnehmung 47 besitzt eine Bodenfläche 48 und ist vorzugsweise mehrfach seitlich abgesetzt bzw. mit Hinterschnitten versehen, so daß in ihr mindestens ein Stanzwerkzeug 9 a, 9 b mit den je­ weiligen Antrieben 17 a, 17 b angeordnet werden kann.

Fertigungstechnisch läßt sich die Ausnehmung 47 leicht dann herstellen, wenn die Schäumformhälfte 6 selbst geteilt ist bzw. aus Schäumformteilen 6 a und 6 b gemäß Fig. 5 besteht. Wie Fig. 5 ferner zeigt, sind die beiden Schäumformteile 6 a und 6 b mit Hilfe von Schrauben 49 aneinander befestigt und Zentrierbolzen 50 sichern die exakte Lage der Schäumformteile 6 a und 6 b zuein­ ander.

Bei einer geteilten Ausführungsform gemäß Fig. 5 ent­ spricht die Bodenfläche 48 der Ausnehmung 47 sodann den bereits oben beschriebenen Absätzen 15 bzw. 16 und auch die Befestigung der Stanzwerkzeuge 9 a und 9 b an den Schäumformteilen 6 a und 6 b erfolgt in gleicher Weise wie dies oben bereits im Zusammenhang mit den Fig. 2-4 beschrieben wurde.

Nach dem Einlegen der kompakten Schicht 2 in die Vorrichtung 1 bzw. Schäumform wird diese dadurch geschlossen, daß die obere Schäumformhälfte 5 auf einen vorbestimmten Abstand an die untere Schäum­ formhälfte 6 heranfährt, so daß nur noch ein ge­ ringer Abstand bleibt, der sich beim Ausschäumen bzw. Hinterschäumen mit der Schaumstoffschicht 3 füllt. Die notwendige Abdichtung am Umfang der Schäum­ formhälften bzw. insbesondere der oberen Schäumform­ hälfte 5 gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiel erfolgt mit Hilfe von einstellbaren bzw. verstellbaren Dichtleisten 51. Diese Dichtleisten 51 werden vorzugsweise ebenfalls an der die Stanzwerk­ zeuge 9 tragenden Seitenfläche 24 mit Schrauben be­ festigt. Zum Einstellen bzw. Verstellen können die Dichtleisten 51 in den Figuren nicht dargestellte Langlöcher aufweisen, so daß die Höhe des Schaum­ raumes 52 oder die Materialstärke der kompakten Schicht 2 variieren können und dennoch immer eine sichere Abdichtung des Schäumraumes 52 gewährleistet ist.

Zweckmäßigerweise stehen die Dichtleisten 51 parallel zu den Stanzmessern 21 und gegebenenfalls nur in ge­ ringem Abstand von diesen, wie Fig. 1 zeigt.

Nach dem Schließen der Schäumformhälften 5, 6 liegen die Dichtleisten 51 mit einem Längsrand 53 unmittel­ bar auf der zu hinterschäumenden, kompakten Schicht 2 auf.

Die Einstellschraube 27 gemäß Fig. 2 ist rohrförmig und weist einen Schrauben- oder Sechskantkopf 60 auf. Mit ihrem freien Ende 61 liegt die Einstellschraube 27 z. B. unmittelbar auf der Seitenfläche 24 auf. Durch ihre Bohrung 62 erstreckt sich die Befestigungsschraube 26, die z. B. eine Inbusschraube sein kann und mit ihrem Kopf 63 am Schrauben- oder Sechskantkopf 60 anliegt, wenn sie zum Befestigen angezogen ist.

Mit der erfindungsgemäßen Schäum- und Stanzform lassen sich zu hinterschäumende und an ihren Rändern zu be­ schneidende sowie mit Ausnehmungen zu versehende Teile bzw. Schichtkörper besonders rationell und maßgenau herstellen, da ihre Fertigung in einer einzigen Arbeits­ station sowie auf bzw. in einer Arbeitsform erfolgt, in der das Werkstück sowohl hinterschäumt als auch ge­ stanzt wird.

Die zur Lagerung und Führung sowie zum Antrieb des Werkzeugträgers 28 dienenden Teile finden bei dem dargestellten Anwendungsbeispiel konkret Verwendung in einer Vorrichtung zum Herstellen hinterschäumter Teile. Die Lager-, Führungs- und Antriebselemente können grundsätzlich aber auch bei einem beliebig anderen Anwendungsfall verwendet werden. Die Erfindung ist daher nicht auf das hier beschriebene Anwendungs­ gebiet beschränkt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Herstellen dünnwandiger, hinter­ schäumter Teile, insbesondere räumlich geformter Kunststoffteile wie z. B. Kraftfahrzeugteppiche und andere, insbesondere in Kraftfahrzeugen ver­ wendete Teile mit Hilfe von mindestens zwei Schäum­ formhälften und zu deren Anordnung, Lagerung und Führung dienenden Maschinenteilen und mit Antrieben sowie Versorgungseinrichtungen, wobei ferner die eine und/oder die andere Schäumformhälfte Stanz­ werkzeuge und Gegenwerkzeuge aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stanzwerkzeuge (9, 9 a, 9 b) zusammen mit eigenen Antrieben (17, 17 a, 17 b) an der bzw. den Schäumformhälften (5, 6) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckschlauch (19) oder ein Druckkissen (20) als Antriebselement des Antriebes (17) vorge­ sehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Druckschläuche (19) bzw. Druckkissen (20) einerseits an Flächen (33) der jeweiligen Schäumformhälfte (5, 6) abstützen und andererseits Druckplatten (32) beaufschlagen, und daß die Druckplatte (32) mit Hilfe von mindestens einem länglichen Werkzeugträger (28) geführt ist, der an seinem der Druckplatte (32) abgewandten Ende (29) ein Stanzmesser (21) trägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schäumformhälfte (5, 6) an ihrem Umfang mindestens einen Absatz (15, 16) aufweist und daß der bzw. die Druckschläuche (19) und/oder Druck­ kissen (20) an diesen Absätzen (15, 16) anliegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schäumformhälfte (6) mindestens eine bis zu ihrer Oberfläche (46) reichende Aus­ nehmung (47) aufweist, daß die Ausnehmung (47) mindestens einen Absatz bzw. eine Bodenfläche (48) aufweist und daß in der Ausnehmung (47) mindestens ein Stanzwerkzeug (9 a, 9 b) mit seinen Antrieben (17 a, 17 b) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schäumformhälfte (6) geteilt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die schaumseitige Schäumformhälfte (5) verstellbare Dichtleisten (51) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtleisten (51) einen Schäum­ raum (52) begrenzen.