WO2006042510A1 - Formwerkzeug und verfahren zur herstellung einer mit kunststoff umgossenen, umspritzten oder umschäumten platte - Google Patents

Formwerkzeug und verfahren zur herstellung einer mit kunststoff umgossenen, umspritzten oder umschäumten platte Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a mold and to a method for producing a plastic encapsulated, encapsulated or foam-coated plate, for example, provided with a plastic frame cover for a vehicle roof, according to the preamble of claim 1 and of claim 10.
  • Such a mold and such a method for producing a lid of an openable vehicle roof are known for example from DE 42 38 889 A1.
  • a receiving groove for a sealing profile of this cover is produced in the molded on this or foamed plastic frame by a mold having a plurality of laterally adjacent to each other via a parting line having a front to the produced sealing profile-receiving groove complementary shaping profile.
  • the cover for an openable vehicle roof four movably mounted slides are provided on the mold, which adjoin each other in the region of the four corners of the cover plate via a parting line. These four slides are simultaneously withdrawn from the still soft plastic mass of the plastic frame.
  • An object of the present invention is to provide a mold and a method for producing a plastic encapsulated, overmolded or foamed plate, for example a lid of a vehicle roof, with which the formation of burrs is already reduced in the tool.
  • the invention provides in essence to arrange on an upper tool and / or a lower tool and / or on a slider of a mold, in particular in the region of a parting line or an edge of the workpiece at least one heatable wire, after curing of the plastic frame in the tool before opening the Form or before pulling the slider is activated briefly. By heating the wire, excess PU material is melted. The residues remain on the tool and are removed during cleaning of the same, while the workpiece itself can be removed from the tool as far as possible without burrs.
  • FIG. 1 is a perspective plan view of an openable vehicle roof with befindlichem in the closed position lid
  • Fig. 2 shows a section through the lid in the edge region at its
  • a roof cutout 17 is provided, which can be closed by means of a cover 2 and by exhibiting its Trailing edge and / or moving the lid 2 is at least partially exposed.
  • a cover 2 consists of a cover plate 3, which is preferably made of transparent material such as glass or plastic, an underlying reinforcing frame 4 and the two parts 3 and 4 by connecting plastic frame 8.
  • the reinforcing frame 4 may be formed integrally or in several parts.
  • the plastic frame 8 produced by spraying or injection molding in a mold 15 has at its outwardly directed edge a groove 7 for receiving a sealing profile 5.
  • the plastic frame is preferably made of polyurethane (PU).
  • the mold 15 consists of a lower tool 12, an upper tool 11 and at the edges in the longitudinal direction, i. Sliders 6 slidably arranged parallel to the edges of the cover plate 3 and together delimit a mold cavity corresponding to the overall contour of the cover plate 3, the reinforcement frame 4 and the plastic frame 8.
  • the cover 2 during manufacture (FIG. 2) is typically in the inverse of its position of use (FIG. 1) in the molding tool 15.
  • the plastic frame 8 For attachment of the sealing profile 5 after removal of the lid 2 from the mold 17, the plastic frame 8 is provided with a groove 7.
  • the sealing profile 5 engages with a shape corresponding to the contour of the groove 7.
  • the groove 7 of the plastic frame 8 has two opposite undercuts 10 which cooperate with two complementary shaped projections 9 on the plastic frame 8 such that the sealing profile 5 is held firmly on the plastic frame 8 and only by horizontal forces during assembly into the groove 7 inside can be pressed or removed for replacement in the event of damage by pulling it outward.
  • heatable wires 14 and 13 are provided on the upper tool 11 in the region of the parting line for the adjacent slide 6 and on the slide 6 in the region of the parting line for the lower tool 12.
  • the arrangement of the wires 13 and 14 is only exemplary and not restrictive. In general, one or more wires can be arranged on the upper tool 11, on the lower tool 12 and / or on the slides 6 at locations where burrs are typically formed. In this case, an arrangement of the wires 13 or 14 on the upper tool 11 is generally and / or to be preferred to the lower tool 12, since these must be pivoted to open and close only against each other and thereby the energy supply is easier than the sliding slides. 6
  • the increased electrical resistance having wires 13 and 14 are applied after curing of the PU material of the plastic frame 8 and before pulling out the slider 6 and the opening of the mold 15 for a short period of time with electrical energy.
  • the wires 13 and 14 reach for a short time at about 300 ° C for annealing and melt in the joint area between the tool parts 11, 12 and 6 or between them and the plastic frame 8 excess plastic material that otherwise would have led to a Gratbiidung.
  • the temperature of the wires should never rise above 400 ° C, because then it can cause the burning of the plastic.
  • To control the temperature may additionally be provided cooperating with an electronic control, not shown, temperature sensor or the wires are made of a PTC material and signal by their resistance change with increasing temperature of the control directly the temperature value reached. In the simplest case, however, a simple time control, which is based on an acquisition value determined by tests for the necessary heating and annealing time, is sufficient.
  • wires is to be understood as meaning both a wire with a round cross-section and a rectangular, polygonal, oval or similar cross-section
  • the material used for the wires 13 and 14 is a metal or a metal alloy as well as a suitable material electrically conductive ceramic material or an electrically conductive plastic with appropriate temperature resistance and good release properties against the metal of the mold suitable - such as a pan coating material.
  • the heating of the wires 13 and 14 is preferably about 10 -20 s, the actual annealing phase after reaching the required melting temperature for melting the excess plastic, however, is preferably less than a second.
  • An inventive method for producing a cover of a vehicle roof provides that a cover plate is inserted with a reinforcing frame in a lower tool of a mold that the Forming tool with the associated upper tool and optionally slidably mounted slides is closed, that plastic material is injected into a cavity of the mold, that the plastic material is cured in the mold and that prior to the opening of the mold or before pulling the slide at the joints between the lower tool, Upper tool and / or sliders arranged heaters are activated for melting superfluous plastic material.
  • the wires 13 and 14 can be provided with the same in the production of new molds, but they can also be retrofitted to existing molds, wherein incorporated to prepare the attachment in a parting line facing surface of a portion of the mold corresponding to the cross section of the wire groove becomes.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug und auch ein Verfahren zur Herstellung einer mit Kunststoff umgossenen, umspritzten oder umschäumten Platte, beispielsweise eines mit einem Kunststoffrahmen versehenen Deckels für ein Fahrzeugdach. Erfindungsgemäß ist zur Verhinderung einer Gratbildung vorgesehen, daß im Bereich wenigstens einer Trennfuge zwischen benachbarten Werkzeugteilen (11 , 12, 6) wenigstens ein Draht (13, 14) vorgesehen ist, der zur Beseitigung überflüssigen Kunststoffmaterials des Kunststoffrahmens (8) beheizbar ist.

Description

Formwerkzeug und Verfahren zur Herstellung einer mit Kunststoff umgossenen, umspritzten oder umschäumten Platte
Die Erfindung bezieht sich auf ein Formwerkzeug und auf ein Verfahren zur Herstellung zur Herstellung einer mit Kunststoff umgossenen, umspritzten oder umschäumten Platte, beispielsweise eines mit einem Kunststoffrahmen versehenen Deckels für ein Fahrzeugdach, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 10.
Ein derartiges Formwerkzeug und ein derartiges Verfahren zur Herstellung eines Deckels eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches sind beispielsweise aus der DE 42 38 889 A1 bekannt. Eine Aufnahmenut für ein Dichtungsprofil dieses Deckels wird in dem an diesen umlaufend angespritzten bzw. angeschäumten Kunststoffrahmen durch ein Formwerkzeug hergestellt, das mehrere über eine Trennfuge seitlich aneinander grenzende Schieber aufweist, die frontseitig ein zu der herzustellenden Dichtprofil-Aufnahmenut komplementäres Formgebungsprofil aufweisen. Im Fall des Deckels für ein öffnungsfähiges Fahrzeugdach sind am Formwerkzeug vier bewegbar gelagerte Schieber vorgesehen, die im Bereich der vier Ecken der Deckelplatte jeweils über eine Trennfuge aneinander angrenzen. Diese vier Schieber werden gleichzeitig aus der noch weichen Kunststoffmasse des Kunststoffrahmens zurückgezogen. Während des Zurückziehens verbleibt in der gebildeten Dichtprofil-Aufnahmenut im Bereich der Trennfugen zwischen den Schiebern Material, das einen Grat bildet, der nachträglich mühsam entfernt, beispielsweise abgeschliffen werden muß, damit gewährleistet ist, daß das später bestimmungsgemäß in die Dichtungsprofilnut einlegte Dichtungsprofil vollständig in dieser Nut aufgenommen ist, ohne lokal aufgrund von Graten vorzustehen. Dieses Problem betrifft insbesondere Dichtungsprofile, die mit ihrem Verankerungsteil die Dichtungsprofilnut vollständig ausfüllen. Die Problematik einer Bildung von unerwünschten Graten entsteht aufgrund der unvermeidbaren Toleranzen der Werkzeugteile generell auch an den Trennstellen zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug. Beim Öffnen des Werkzeugs und beim Entnehmen des fertig umspritzten Werkstücks müssen insbesondere die sichtbaren Flächen und Kanten des Deckels auf Grate überprüft und die aufgefundenen Grate aufwendig durch manuelles Nacharbeiten, wie Schneiden, Schleifen oder Polieren entfernt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung einer mit Kunststoff umgossenen, umspritzten oder umschäumten Platte, beispielsweise eines Deckels eines Fahrzeugdachs zu schaffen, mit dem die Bildung von Graten bereits im Werkzeug vermindert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Formwerkzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung sieht im Kern vor, an einem Oberwerkzeug und/oder einem Unterwerkzeug und/oder an einem Schieber eines Formwerkzeugs insbesondere in Bereich einer Trennfuge oder einer Kante des Werkstücks wenigstens einen beheizbaren Draht anzuordnen, der nach Aushärten des Kunststoffrahmens im Werkzeug vor dem Öffnen der Form bzw. vor dem Ziehen der Schieber kurzzeitig aktiviert wird. Durch die Erhitzung des Drahtes wird überschüssiges PU-Material geschmolzen. Die Reste bleiben am Werkzeug und werden bei der Reinigung desselben entfernt, während das Werkstück selbst weitestgehend gratfrei aus dem Werkzeug entnommen werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht auf ein öffnungsfähiges Fahrzeugdach mit sich in Schließstellung befindlichem Deckel, und
Fig. 2 einen Schnitt durch den Deckel im Randbereich bei dessen
Herstellung in einem geschlossenen Formwerkzeug.
In einem festen Fahrzeugdach 1 ist ein Dachausschnitt 17 vorgesehen, der mittels eines Deckels 2 verschließbar sowie durch Ausstellen von dessen Hinterkante und/oder Verschieben des Deckels 2 wenigstens teilweise freilegbar ist. Ein solcher Deckel 2 besteht aus einer Deckelplatte 3, die vorzugsweise aus transparentem Material wie Glas oder Kunststoff hergestellt ist, einem darunter angeordneten Verstärkungsrahmen 4 und einem die beiden Teile 3 und 4 durch verbindenden Kunststoffrahmen 8. Der Verstärkungsrahmen 4 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Der durch Spritzen oder Spritzgießen in einem Formwerkzeug 15 hergestellte Kunststoffrahmen 8 weist an seinem nach außen gerichteten Rand eine Nut 7 zur Aufnahme eines Dichtungsprofils 5 auf. Der Kunststoffrahmen wird bevorzugt aus Polyurethan (PU) hergestellt.
Das Formwerkzeug 15 besteht aus einem Unterwerkzeug 12, einem Oberwerkzeug 11 und an den Rändern in Längsrichtung, d.h. parallel zu den Kanten der Deckelplatte 3 verschiebbar angeordneten Schiebern 6, die gemeinsam ein Formnest begrenzen, das der Gesamt-Kontur der Deckelplatte 3, des Verstärkungsrahmens 4 und des Kunststoffrahmens 8 entspricht. Der Deckel 2 liegt bei der Herstellung (Fig. 2) typischerweise umgekehrt zu seiner Gebrauchslage (Fig. 1) im Formwerkzeug 15.
Zur Befestigung des Dichtungsprofils 5 nach Entnahme des Deckels 2 aus dem Formwerkzeug 17 ist der Kunststoffrahmen 8 mit einer Nut 7 versehen. In diese Nut 7 greift das Dichtungsprofil 5 mit einem der Kontur der Nut 7 entsprechenden Formteil ein. Die Nut 7 des Kunststoffrahmens 8 weist zwei gegenüberliegende Hinterschneidungen 10 auf, die mit zwei komplementär dazu geformten Vorsprüngen 9 am Kunststoffrahmen 8 derart zusammenwirken, daß das Dichtungsprofil 5 fest am Kunststoffrahmen 8 gehalten wird und nur durch horizontale Kräfte bei der Montage in die Nut 7 hinein gedrückt oder zum Austauschen im Falle einer Beschädigung durch Herausziehen nach außen entfernt werden kann.
Zur Beseitigung sich etwaig bildender Grate sind am Oberwerkzeug 11 im Bereich der Trennfuge zum benachbarten Schieber 6 und am Schieber 6 im Bereich der Trennfuge zum Unterwerkzeug 12 beheizbare Drähte 14 bzw. 13 vorgesehen. Die Anordnung der Drähte 13 und 14 ist nur exemplarisch und nicht einschränkend zu sehen. Generell können ein oder mehrere Drähte am Oberwerkzeug 11 , am Unterwerkzeug 12 und/oder an den Schiebern 6 an solchen Stellen angeordnet sein, an denen sich typischerweise Grate bilden. Dabei ist generell eine Anordnung der Drähte 13 bzw. 14 am Oberwerkzeug 11 und/oder am Unterwerkzeug 12 zu bevorzugen, da diese zum Öffnen und Schließen nur gegeneinander geschwenkt werden müssen und dadurch die Energiezuführung einfacher ist als bei den verschiebbaren Schiebern 6.
Die einen erhöhten elektrischen Widerstand aufweisenden Drähte 13 bzw. 14 werden nach dem Aushärten des PU-Materials des Kunststoffrahmens 8 und vor dem Herausziehen der Schieber 6 und dem Öffnen des Formwerkzeugs 15 für einen kurzen Zeitraum mit elektrischer Energie beaufschlagt. Dabei gelangen die Drähte 13 bzw. 14 kurzzeitig bei etwa 300° C zum Glühen und schmelzen im Fugenbereich zwischen den Werkzeugteilen 11, 12 und 6 bzw. zwischen diesen und dem Kunststoffrahmen 8 überschüssiges Kunststoffmaterial, das dort sonst zu einer Gratbiidung geführt hätte. Die Temperatur der Drähte soll auf keinen Fall über 400° C steigen, da es dann zum Verbrennen des Kunststoffes kommen kann. Zur Steuerung der Temperatur kann zusätzlich ein mit einer nicht dargestellten elektronischen Regelung zusammenwirkender Temperatursensor vorgesehen sein oder die Drähte sind aus einem PTC-Material und signalisieren durch ihre Widerstandsänderung bei steigender Tempartur der Regelung unmittelbar den erreichten Temperaturwert. Im einfachsten Falle genügt jedoch eine einfache Zeitsteυerung, die auf einem durch Versuche ermittelten Erfährungswert für die nötige Aufheiz- und Glühdauer beruht.
Unter dem Begriff „Drähte" ist sowohl ein Draht mit rundem Querschnitt, als auch mit rechteckigem, polygonalen, ovalen oder ähnlichem Querschnitt zu verstehen. Als Material ist für die Drähte 13 bzw. 14 ist ein Metall oder eine Metall-Legierung ebenso geeignet wie ein elektrisch leitender Keramikwerkstoff oder ein elektrisch leitender Kunststoff mit entsprechender Temperaturfestigkeit und guten Trenneigenschaften gegenüber dem Metall des Formwerkzeugs geeignet - wie beispielsweise ein Pfannenbeschichtungsmaterial.
Die Aufheizdauer der Drähte 13 bzw. 14 beträgt bevorzugt, etwa 10 -20 s, die eigentliche Glühphase nach Erreichen der erforderlichen Schmelztemperatur zum Abschmelzen des überschüssigen Kunststoffes beträgt dagegen bevorzugt weniger als eine Sekunde.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Deckels eines Fahrzeugdaches sieht vor, daß eine Deckelplatte mit einem Verstärkungsrahmen in ein Unterwerkzeug eines Formwerkzeugs eingelegt wird, daß das Formwerkzeug mit dem zugehörigen Oberwerkzeug und gegebenenfalls verschiebbar gelagerten Schiebern geschlossen wird, daß Kunststoffmaterial in einen Hohlraum des Formwerkzeugs eingespritzt wird, daß das Kunststoffmaterial im Formwerkzeug aushärtet und daß vor dem Öffnen des Formwerkzeugs bzw. vor dem Ziehen der Schieber an den den Fugen zwischen Unterwerkzeug, Oberwerkzeug und/oder Schiebern angeordnete Heizgeräte zum Schmelzen überflüssigen Kunststoffmaterials aktiviert werden.
Die Drähte 13 bzw. 14 können bei der Herstellung neuer Formwerkzeuge gleich mit vorgesehen werden, sie können jedoch auch an vorhandenen Formwerkzeugen nachgerüstet werden, wobei zur Vorbereitung der Anbringung in eine einer Trennfuge zugewandten Fläche eines Teils des Formwerkzeugs eine dem Querschnitt des Drahtes entsprechende Nut eingearbeitet wird.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeugdach 2 Deckel
3 Deckelplatte
4 Verstärkungsrahmen
5 Dichtungsprofil
6 Schieber 7 Nut
8 Kunststoffrahmen
9 Vorsprünge
10 Hinterschneidung
11 Oberwerkzeug 12 Unterwerkzeug
13 Draht
14 Draht
15 Formwerkzeug
17 Dachausschnitt

Claims

Patentansprüche
1. Formwerkzeug (15) zur Herstellung einer mit einem Kunststoffrahmen (8) umgossenen, umspritzten oder umschäumten Platte (3), wobei das
Formwerkzeug (15) aus mehreren Werkzeugteilen (11 , 12, 6) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich wenigstens einer Trennfuge zwischen benachbarten Werkzeugteilen (11 , 12, 6) wenigstens ein Draht (13, 14) vorgesehen ist, der zur Beseitigung überflüssigen Kunststoffmaterials des Kunststoffrahmens (8) beheizbar ist.
2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug ein Unterwerkzeug (12) und ein Oberwerkzeug (11) aufweist, an welchen wenigstens ein Draht (13, 14) angeordnet ist.
3. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein verschiebbar gelagerter Schieber (6) vorgesehen ist, an dem wenigstens ein Draht (13, 14) angeordnet ist.
4. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (13, 14) mit elektrischer Energie beheizbar ist.
5. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (13, 14) aus einem Metall oder einer Metall- Legierung besteht.
6. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (13, 14) aus einem Kunststoffmaterial besteht.
7. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (13, 14) eine mit der Temperatur ansteigende Widerstands-Charakteristik (PTC-Widerstand) aufweist.
8. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (13, 14) einen rechteckigen oder polygonalen Querschnitt aufweist.
9. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Drahtes (13, 14) mittels einer Regelung einstellbar ist.
10. Verfahren zur Herstellung zur Herstellung einer mit Kunststoff umgossenen, umspritzten oder umschäumten Platte, wie eines Deckels eines
Fahrzeugdaches, in einem mehrteiligen Formwerkzeug, mit folgenden Verfahrensschritten
a) Einlegen einer Deckelplatte und eines Verstärkungsrahmens in das Formwerkzeug,
b) Schließen des Formwerkzeugs,
c) Einspritzen von Kunststoffmaterial in einen Hohlraum des Formwerkzeugs,
d) Aushärten des Kunststoffmaterials,
e) Aufheizen wenigstens eines an einer Trennfuge zwischen den Werkzeugteile angeordneten Drahtes zum Schmelzen überschüssigen Kunststoffmaterials,
f) Öffnen des Formwerkzeugs und Entnehmen des Deckels.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur beim Aufheizen im Verfahrensschritt e) etwa 300° C beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizdauer beim Aufheizen im Verfahrensschritt e) etwa 10 bis 20 s beträgt.
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