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Dokumentenidentifikation EP0936042 07.08.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0936042
Titel Formwerkzeug mit einer Schlupfspanneinrichtung zum Positionieren einer Dekormaterialschicht und Verfahren zum Herstellen von Formteilen
Anmelder Johnson Controls Interiors GmbH & Co. KG, 42285 Wuppertal, DE
Erfinder Beck, Markus, 58642 Iserlohn, DE;
Schmid, Gerd, 73550 Waldstetten-Wissgoldingen, DE;
Kirchherr, Rudi, 74078 Heilbronn, DE;
Wiederhöft, Hans-Joachim, 71665 Vaihingen-Enzweihingen, DE
Vertreter Patentanwälte Dr. Solf & Zapf, 42103 Wuppertal
DE-Aktenzeichen 59808902
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 16.04.1998
EP-Aktenzeichen 981068885
EP-Offenlegungsdatum 18.08.1999
EP date of grant 02.07.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.08.2003
IPC-Hauptklasse B29C 33/12
IPC-Nebenklasse B29C 45/14   B29C 70/78   B29C 51/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 18.

Bei der Herstellung von Formteilen als Automobil-Ausstattungsteile wie Türverkleidungen, Säulenverkleidungen, Hutablagen, Handschuhfächer, Lenksäulenverkleidungen, Fahrzeughimmel, Sonnenblenden, Kartentaschen und dgl., insbesondere beim Hinterspritzen oder Formprägen textiler Oberwaren oder Folien mit einer Kunststoff-Formmasse treten u.a. wegen einer oftmals starken Konturierung der Formteile unerwünscht Falten auf, wenn die Dekormaterialschicht in die Formteilkontur gezogen wird. Diese Falten sind später an der Oberfläche sichtbar und führen zu einem hohen Ausschußanteil.

Durch Vorbenutzung in der Praxis ist es bekannt, die Dekormaterialschicht entweder nach der Ablage der Formmasse auf einem Formkern zu legen oder durch Dekorklammern oder Klebestellen an der Matrize zu fixieren. Dadurch wird das Dekor nicht formschlüssig positioniert, sondern nur partiell gesichert, wobei beim anschließenden Formvorgang ein völlig undefiniertes Schlupfen der Dekormaterialschicht in die Formteilkontur stattfindet. Da der Schlupf nicht exakt reproduzierbar, sondern individuell ist, muß der Zuschnitt der Dekormaterialschicht überproportional groß sein, um Ausschuß so weit wie möglich vorzubeugen. Ferner hat die Dekormaterialschicht, wenn sie lose auf die heiße Kunststoff-Formmasse gelegt wird, mit dieser bis zum Schließen des Formwerkzeugs ggfs. zu lange Kontakt, worunter das Aussehen und der Griff des Formteils leiden.

Aus EP 0 480 153 B1 ist es bekannt, in das Formwerkzeug einen Schlupfspannrahmen zu integrieren, dessen unterer Rahmenteil durch Steuereinrichtungen relativ zum Formwerkzeug beweglich und dessen oberere Rahmenteil in einer Werkzeughälfte angeordnet sind. Der Schlupfspannrahmen wird durch den Schließdruck des Formwerkzeuges geschlossen, spannt die Dekormaterialschicht randseitig ein und erlaubt ihr ein Schlupfen während des Formvorganges. Eine sichere Positionierung der Dekormaterialschicht vor dem Schließen des Formwerkzeugs ist schwierig zu erreichen. Gleichförmige und definierte Schlupfverhältnisse sind wegen der Abhängigkeit von der Formschließkraft und einer spezifisch hohen Flächenpressung im Schlupfspannrahmen schwierig zu erzielen.

Bei einem aus EP-0 333 198 A2 bekannten Formwerkzeug wird die Dekormaterialschicht lose auf die in der Form befindliche Formmasse aufgelegt, gegebenenfalls durch randseitige Sicherungsstifte positioniert, und zwischen zueinanderpassenden Klemmflächen eingeklemmt. Der Formprozeß wird bei noch nicht vollständig geschlossenem Formwerkzeug begonnen, wobei der Schließvorgang kurzzeitig unterbrochen wird und nachfolgend mit langsamer Geschwindigkeit abläuft, um die zugeführte Kunstharzschmelze kontrolliert seitlich zu verteilen und eine konzentrierte thermische Belastung der Dekormaterialschicht im Bereich der Schmelzezufuhr zu vermeiden.

Bei einem aus US-A-4 216 184 bekannten Verfahren werden die Werkzeughälften in horizontaler Richtung ineinandergefügt. Zuvor hängt die Dekormaterialschicht frei zwischen den Werkzeughälften. Eine oberhalb der Werkzeughälften angeordnete Klammer hält die Dekormaterialschicht fest, während eine unterhalb der Werkzeughälften das freie Ende der Dekormaterialschicht ergreifende weitere, nach unten belastete Klammer die Dekormaterialschicht streckt. Die Streckkraft wird beim nachfolgenden Formvorgang stufenweise verändert. Ein Schlupfen der Dekormaterialschicht in den Klammern ist ausgeschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen und ein Verfahren zum Herstellen von Formteilen in einem solchen Formwerkzeug anzugeben, mit denen mit geringer Ausschußquote qualitativ hochwertige Formteile ohne Falten herstellbar sind. Das Verfahren soll einen automatischen Ablauf und die Verwendung knapp bemessener Zuschnitte ohne unnötige Vergeudung von Dekormaterial ermöglichen, den Einlegevorgang vereinfachen und auch stark konkave Formteilformen mit Softtouch ohne Falten in den Flankenbereichen herstellen lassen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Verfahrensanspruchs 18 gelöst.

Die Dekormaterialschicht wird bereits vor dem Schließen des Formwerkzeuges positioniert und, zweckmäßigerweise, mit einer vorbestimmten Klemmkraft mittels der Kraftspeicher festgehalten. Da die jeweils eingestellte Klemmspaltweite auf die Dicke der Dekormaterialschicht abgestimmt ist, können im Klemmspalt keine Überlappungen in den Dekormaterialschicht-Randbereichen und dadurch beim durch das endgültige Schließen des Formwerkzeuges auftretenden Schlupfen der Dekormaterialschicht auch keine Falten auftreten, die später auf der Oberfläche des Formteils sichtbar wären. Durch das voreilende Festhalten der Dekormaterialschicht läßt sich auch ein gegebenenfalls schädlicher frühzeitiger Kontakt zwischen der Dekormaterialschicht und der Formmasse vermeiden, wodurch im fertigen Formteil eine hervorragende Oberflächenqualität erzielbar ist. Die Dekormaterialschicht schlupft auf definierte Weise, wobei das Schlupfen reproduzierbar ist. Diese beiden Voraussetzungen ermöglichen eine knappe Zuschnittsgröße, mit der so wenig Dekormaterial wie möglich vergeudet wird. Die Ausschußquote wird extrem minimiert. Der Einlegevorgang der Dekormaterialschicht ist vereinfacht und läßt sich automatisch durchführen. Die Dekormaterialschicht wird während der gesamten Schließbewegung des Formwerkzeugs mittelbar durch die Kraftspeicher positioniert und verfahrensgemäß mit kontrolliertem Schlupf schlupfen gelassen, so daß sie zu keiner Zeit sich selbst überlassen bleibt. Die Kraftspeicher haben nur die Aufgabe, ein Halteelement der Schlupfspannrichtung gegen eine Werkzeughälfte, z.B. das Oberwerkzeug, zu drücken.

Gemäß Anspruch 2 läßt sich mittels der wahlweise betätigbaren Abdrückvorrichtung, beispielsweise bei stark konturierten oder konkaven Formteilgeometrien, und gegebenenfalls sogar bei einer mit einem Schaumrücken versehenen Dekormaterialschicht, gute Formteilqualität im Randbereich des Formteils erzielen, indem kurz vor der endgültigen Ausformung der Klemmspalt geöffnet und die Dekormaterialschicht zum freien Schlupfen freigegeben wird.

Gemäß Anspruch 3 wird auf baulich einfache Weise die Dekormaterialschicht während des Schließvorgangs des Formwerkzeuges nicht nur positioniert, sondern nachfolgend nur in exakt vorherbestimmbarer bzw. kontrollierter Weise schlupfen gelassen, wodurch Falten vermieden werden. Jeder Distanzhalter gibt die Klemmspaltweite und ggfs. die Klemmkraft vor, die durch die Kraftspeicher gehalten werden. Die Distanzhalter sind feste Körper und auf die Dicke der Deckmaterialschicht abgestimmt.

Gemäß Anspruch 4 überwindet das Abdrückelement die vom Kraftspeicher oder den Kraffspeichern erzeugte Kraft zu einem exakt vorherbestimmbaren Zeitpunkt, beispielsweise um das dann zur Ausbildung des Formteils im Randbereich gegebenenfalls nachteilige kontrollierte Schlupfen aufzuheben und die Dekormaterialschicht frei schlupfen zu lassen. Dies kann bei stark konturierten Formteilen oder konkaven Formteilgeometrien dann zweckmäßig sein, wenn sich die Formmasse dem Randbereich des Formteils nähert und dabei unter einer zu hohen Schlupfspannung Falten oder Dekorverzugserscheinungen auftreten könnten. Die Gefahr einer zu starken Verstreckung der Dekormaterialschicht im Randbereich gegen Ende des Formvorgangs läßt sich durch das Abdrückelement, zweckmäßigerweise kurz vor dem endgültigen Schließen des Formwerkzeugs, beseitigen. Bis dahin hat die Formmasse die Dekormaterialschicht im im Hinblick auf Falten kritischen Konkavbereich des Formteils bereits ausreichend stabilisiert, so daß in der Endphase der Formung unter der Lösewirkung des Abdrückelements keine Falten mehr auftreten. Zweckmäßig sind mehrere Abdrückelemente vorgesehen, die vorteilhaft gemeinsam wirken können.

Gemäß Anspruch 5 ist das Halteelement ein Halterahmen oder eine Halteplatte, abhängig davon wie die Werkzeughälften gestaltet sind. Mehrere Kraftspeicher gewährleisten eine gleichmäßige Klemmkraft entlang der festgeklemmten Randbereiche der Dekormaterialschicht.

Gemäß Anspruch 6 werden die Reaktionskräfte der Kraftspeicher günstig in der anderen Werkzeughälfte aufgenommen.

Gemäß Anspruch 7 läßt sich in Abhängigkeit von der Kraft der Kraftspeicher die Klemmkraft bzw. die Klemmspaltweite mittels des Distanzhalters auf die jeweilige Dekormaterialschicht abstimmen.

Gemäß Anspruch 8 wird verhindert, daß der Distanzhalter die Dekormaterialschicht festklemmt und am Schlupfen hindert.

Gemäß Anspruch 9 arbeitet die Halteplatte direkt mit der einen Werkzeughälfte zusammen, so daß das Formwerkzeug nur wenige Einzelteile aufweist.

Gemäß Anspruch 10 kann die Klemmspaltweite im Inneren des Formwerkzeugs verschieden sein von der Klemmspaltweite in den Randbereichen des Formwerkzeuges, um das Schlupfverhalten lokal unterschiedlich festzulegen und darauf abzustimmen, wo formbedingt die stärkste Gefahr einer Faltenbildung auftritt.

Gemäß Anspruch 11 sind für jeden Randbereich der Dekormaterialschicht zwei kooperierende Halteelemente vorgesehen, deren jedes durch Kraftspeicher zum anderen hin beaufschlagt wird. Die Dekormaterialschicht wird unabängig von der Stellung der Werkzeughälften mittels der beiden Halteelemente voreilend zum Schließen des Formwerkzeuges positioniert und kann dann nur mehr kontrolliert schlupfen.

Gemäß Anspruch 12 wird durch die unterschiedliche Stärke der Kraftspeicher sichergestellt, daß zwar die vorbestimmte Klemmspaltweite für das kontrollierte Schlupfen eingehalten, die Dekormaterialschicht beim Schließen der Form jedoch so lange wie möglich ohne Kontakt mit der heißen Formmasse bleibt.

Gemäß Anspruch 13 ergibt sich eine hohe Betriebssicherheit mit Federn oder Gasdruck-Zylindern als Kraftspeicher.

Gemäß Anspruch 14 lassen sich die Abdrückkraft, der Verlauf der Abdrückbewegung und der Hub beim Abdrücken feinfühlig und exakt steuern. Hydraulikzylinder können auch relativ hohe Kräfte sehr rasch aufbauen. Jeder Hydraulikzylinder kann zwischen den beiden Halteelementen wirken oder sich beim Abdrücken nur eines Halteelementes an einer Werkzeughälfte abstützen.

Gemäß Anspruch 15 sind die Klemmspaltweite und ggfs. die Klemmkraft über die Spaltlänge gleichmäßig einstellbar.

Gemäß Anspruch 16 wird durch das Spiel bzw. den Abstand sichergestellt, daß zu keiner Zeit beim Schließen des Formwerkzeuges die durch die Kraftspeicher vorherbestimmte Klemmkraft überschritten wird.

Gemäß Anspruch 17 wird ein gegebenenfalls schädlicher Kontakt zwischen der positionierten Dekormaterialschicht und der heißen Formmasse zumindest vor der und über die anfängliche Schließbewegung der Werkzeughälften vermieden.

Mit der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 19 wird die Gefahr der Faltenbildung insbesondere bei stark konturierter oder konkaver Formteilgeometrie dadurch eliminiert, daß zunächst die Dekormaterialschicht kontrolliert schlupft und erst in der Endphase des Formvorgangs, in der die Randbereiche des Formteils gebildet werden, die Streckung im Randbereich der dann bereits in erheblichem Ausmaß durch die Formmasse stabilisierten Dekormaterialschicht aufgehoben wird.

Gemäß Anspruch 20 wird ein gegebenenfalls schädlicher Kontakt der Dekormaterialschicht mit der Formmasse solange wie möglich hinausgeschoben, um eine gute Oberflächenqualität des Formteils (Griff bei einer Softtouch-Struktur) zu erzielen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
einen schematischen Querschnitt eines noch geöffneten Formwerkzeugs bei der Herstellung eines Formteils,
Fig. 2
das Formwerkzeug von Fig. 1 in geschlossenem Zustand,
Fig. 3
eine andere Ausführungsform eines Formwerkzeugs mit ausgeprägter konkaver Formteilgeometrie in noch geöffnetem Zustand, schematisch und ohne Darstellung der Formteilkomponenten,
Fig. 4
das Formwerkzeug von Fig. 3 weitgehend geschlossen und während des Formvorgangs, und
Fig. 5
das Formwerkzeug von Fig. 3 gegen Ende des Formvorgangs.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Formwerkzeug F erkennbar, das eine obere Werkzeughälfte 1 mit Formvertiefungen 4 und einer Unterseite 7 sowie eine untere Werkzeughälfte 2 (Grundplatte) mit Kernen 3, 3' aufweist, die in die Formvertiefungen 4 passen. Zwischen den Werkzeughälften 1 und 2 ist eine Schlupfspanneinrichtung (S) mit wenigstens einem Halteelement 5, z.B. mit der Form einer Halteplatte bzw. einer Stoffhalteplatte, vorgesehen. Das Halteelement 5 besitzt eine Oberseite 6 und den Durchtritt der Kerne 3, 3' gestattende Aussparungen und ist auf Kraftspeichern 9 abgestützt, zweckmäßigerweise Gasdruckzylindern, die in der Werkzeughälfte 2 sitzen. Die Kraftspeicher 9 wirken mit vorbestimmter Hebekraft auf das Halteelement 5 ein. Es wäre denkbar, bei einer alternativen Ausführungsform die Gasspeicher 9 in der oberen Werkzeughälfte 1 abzustützen.

Am Halteelement 5, zweckmäßgerweise auf dessen Oberseite 6, sind Distanzhalter 8 (in Form von Leisten, einzelnen Blöcken oder festen Körpern) angeordnet, die zur Zusammenarbeit mit der Unterseite 7 der Werkzeughälfte 1 bestimmt und auf die Dicke der zu verarbeitenden Dekormaterialschicht D abgestimmt sind, um (Fig. 2) einen Klemmspalt K mit vorbestimmter Klemmspaltweite bzw. ggfs. auch mit vorbestimmte Klemmkraft einzustellen, sobald die Werkzeughälften 1, 2 weiter einander angenähert sind als in Fig. 1, und bis die endgültige Schließstellung des Formwerkzeugs F erreicht ist.

Auf die Oberseite 6 des Halteelements 5 ist eine Dekormaterialschicht D aufgelegt, deren Ränder 17 sich zweckmäßig innerhalb der Distanzhalter 8 befinden und die in der Mitte eine Aussparung 10 aufweist. Die Dekormaterialschicht ist beispielsweise eine textile Oberware oder eine Folie. Auf die Kerne 3, 3' ist bereits eine Kunststoff-Formmasse M aufgebracht, die im späteren Formteil einen Träger T für die Dekormaterialschicht D bilden und sich mit ihr verbinden soll.

Das Halteelement 5 wird durch die Kraftspeicher 9 so hoch über den Kernen 3, 3' gehalten, daß die Dekormaterialschicht D in Fig. 1, d.h. vor dem Schließen des Formwerkzeugs F, keinen Kontakt mit der Formmasse M hat.

Beim Schließen des Formwerkzeugs F legt sich die Unterseite 7 der Werkzeughälfte 1 zunächst auf die Distanzhalter 8 auf, so daß der in Fig. 2 gezeigte Klemmspalt entsteht, in dem die äußeren Randbereiche der Dekormaterialschicht D, vorzugsweise mit vorbestimmter Klemmkraft festgehalten werden. Gegebenenfalls ist auch innerhalb der Kerne 3, 3' die gleiche Klemmwirkung für die inneren Randbereiche der Dekormaterialschicht D gegeben. Es ist jedoch denkbar, im Innenbereich eine andere Klemmspaltweite zu wählen.

Beim weiteren Absenken der oberen Werkzeughälfte 1 (bzw. Anheben der unteren Werkzeughälfte 2) kommt die Formmasse M mit der Dekormaterialschicht D in Kontakt und wird die Dekormaterialschicht D unter kontrolliertem Schlupfen im Klemmspalt K über die in die Formvertiefungen 4 eindringenden Kerne 3, 3' gelegt, wobei sich die Formmasse M in die Gestalt des Trägers T des Formteils verformt und mit der Dekormaterialschicht D verbindet. Zumindest der äußere Randbereich der Dekormaterialschicht D schlupft in kontrollierter Weise, bis schließlich das Formwerkzeug F seine endgültige Schließstellung erreicht hat. In der endgültigen Schließstellung hält das Halteelement 5 einen Abstand X zur unteren Formwerkzeughälfte 2 (Grundplatte 1) ein, so daß nur die Kraftspeicher 9 nach wie vor das Halteelement 5 gegen die Werkzeughälfte 1 drücken. Beim kontrollierten Schlupfen kann die Dekormaterialschicht keine Falten bilden, weil während der gesamten Schließbewegung des Formwerkzeugs die Kraftspeicher 9 das kontrollierte Schlupfen überwachen und Überlappungen der Dekormaterialschicht im Klemmspalt ausschließen.

Bei konkaver Formteilgeometrie bzw. konkaven Formteilen und einer Dekormaterialschicht D mit einem Schaumrücken kann infolge des kompressiblen Schaumrückens ein weiterer zu einer Faltenbildung führender Effekt auftreten, der mit dem Formwerkzeug in den Fig. 3 bis 5 unterbindbar ist. Bei der Füllung des Formhohlraums durch Fließen der Formmasse (Schmelze) wird unter dem Schmelzedruck der Schaumrücken (nicht gezeigt) zunächst zusammengedrückt. Könnte die Dekormaterialschicht unter dieser Kompression des Schaumrückens ungehindert schlupfen, entstünde ein Überschuß der Dekormaterialschicht (Oberware) an den Flanken der konkaven Formteilflächen. Da sich beim späteren Entformen des Formteils der Schaumrücken aufgrund seiner Elastizität rückverformt, würde der Überschuß der Dekormaterialschicht an den konkaven Flanken Falten bilden. Die Entstehung dieser Falten läßt sich vermeiden, indem die Dekormaterialschicht im Klemmspalt nur in kontrollierter Weise schlupfen gelassen wird, so daß beim Eintauchen des Kerns 3' in den Kern 3 auf die Dekormaterialschicht eine Vorspannung ausgeübt und diese Vorspannung aufrechterhalten wird. Beim Entformen des Formteils und Entlasten des Schaumrückens kann sich dann die Dekormaterialschicht D entspannen, wodurch die vorerwähnte Faltenbildung vermieden wird. Infolge des kontrollierten Schlupfens der Dekormaterialschicht unter dem Einfluß der Kraftspeicher 9 wäre jedoch überhaupt kein freies Schlupfen der Dekormaterialschicht D in den Randbereichen des Formteils mehr möglich. Ein solcher weitgehend freier Schlupf ab einem bestimmten Zeitpunkt des Verfahrensablaufes wäre jedoch ausschlaggebend für eine gute Formteilqualität im Randbereich. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß der Klemmspalt, der über eine große Zeitperiode des Formvorganges das kontrollierte Schlupfen und Vorspannen der Dekormaterialschicht D sicherstellt, geöffnet, ehe die Formmasse bzw. Schmelze den kritischen Randbereich erreicht. Für diesen Verfahrensablauf dienen die in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Abdrückelemente Z, die kurz vor dem endgültigen Schließen des Formwerkzeugs den Klemmspalt vergrößern oder so weit öffnen, daß die Dekormaterialschicht frei schlupfen kann.

In den Fig. 3 bis 5 ist an der oberen Werkzeughälfte 1 der durchgehend ausgebildete Kern 3' angebracht, der nahe den Außenrändern konkave Bereiche und dazwischen einen konvexen Bereich aufweist. Außerhalb des Kernes 3' sind an der Werkzeughälfte 1 Halteelemente 12 durch Kraftspeicher 13 (Druckfedern) relativ zur Werkzeughälfte 1 in Schließrichtung beweglich gehalten. Die Halteelemente 12 können gemeinsam einen Halterahmen bzw. eine Halteplatte bilden, oder getrennte leistenförmige Elemente sein, die bei geöffnetem Formwerkzeug (Fig. 3) mit ihren Unterseiten 7' bis über die Kontur des Kerns 3' vorstehen.

Die untere Werkzeughälfte 2 trägt den Kern 3, der konvexe Randbereiche und dazwischen einen konkaven Abschnitt aufweist und außenseitig in Tauchrändern 11 endet. Außerhalb des Kerns 3 sind, auf die Halteelemente 12 ausgerichtet, Halteelemente 5 vorgesehen, die entweder gemeinsam einen Halterahmen oder eine Halteplatte bilden, oder individuelle Leisten sind. Die Halteelemente 5 sind durch Kraftspeicher 9 (Gasdruckzylinder) abgestützt, die in der Werkzeughälfte 2 sitzen und die Halteelemente 5 in Fig. 3 nach oben beaufschlagen, derart, daß die Oberseiten 6 der Halteelemente 5 annährend mit der Kontur des Kerns 3 fluchten oder sogar oberhalb derselben liegen. An den oberen und/oder unteren Halteelementen 5, 12 sind die Distanzhalter 8 in Form von Leisten oder Blöcken angeordnet, zweckmäßigerweise mit einer Höhe Y. Ferner sind in den Halteelementen 5 und/oder Abdrückvorrichtungen A vorgesehen, beispielsweise in Form von Hydraulikzylindern Z mit ausfahrbaren Abdrückstößeln 16. Die Hydraulikzylinder Z können so angeordnet sein, daß sich die Abdrückstößel 16 knapp innerhalb der Distanzhalter 8 befinden. Es ist denkbar, die Abdrückstößel 16 alternativ durch die Distanzhalter 8 hindurch zu führen.

Beim Annähern der Werkzeughälften 1, 2 wird zwischen den Unterseiten 7' und den Oberseiten 6 der Halteelemente 12, 5 der Klemmspalt K gebildet, dessen Klemmspaltweite u durch die Distanzhalter 8 festgelegt ist, und zwar im Hinblick auf einen kontrollierten Schlupf der eingeklemmten Randbereiche der Dekormaterialschicht (nicht gezeigt). Dabei wird die Dekormaterialschicht positioniert, so daß sie mit der im Kern 3 abgelegten Formmasse (nicht gezeigt) zunächst noch nicht in Kontakt kommt.

Beim weiteren Fügen der Kerne 3, 3' werden die Randbereiche der Dekormaterialschicht um Klemmspalt K und über die Tauchkanten 11 mit kontrolliertem Schlupf schlupfen gelassen, wobei die Dekormaterialschicht im Formhohlraum unter Vorspannung bleibt. Die Werkzeughälften 1, 2 werden so weit gefügt, daß die Halteelemente 5 zur Werkzeughälfte 2 einen Abstand X einhalten und nur die Kraftspeicher 9 den Klemmspalt K bestimmen. Gegen Ende des Formvorgangs, gegebenenfalls kurz vor dem vollständigen Schließen des Formwerkzeugs F, und sobald sich die verdrängte Formmasse im Formhohlraum den Tauchkanten 11 nähert und die Randbereiche des Formteils auszubilden beginnt, werden die bis dahin eingefahrenen Abdrückstößel 16 ausgefahren (Fig. 5), um den Klemmspalt K auf ein Maß V zu öffnen und es so der Dekormaterialschicht zu gestatten, dann frei zu schlupfen. Beispielsweise werden die Halteelemente 5 gemäß Fig. 3 so weit nach unten verlagert, bis ihre Unterseiten 14 auf Gegenflächen 15 der Werkzeughälfte 2 aufsitzen. Die Kraftspeicher 13 der Halteelemente 12 sind schwächer als die Kraftspeicher 9, so daß zuvor bereits die Halteelemente 12 definierte Endlagen an der Werkzeughälfte 1 erreicht haben.

Nach Abschluß des Formvorgangs wird das Formwerkzeug F wieder geöffnet, wobei die einzelnen Komponenten in die in Fig. 3 gezeigten Positionen zurückkehren und ggfs.die Halteelemente 12 und/oder 5 den fertigen Formteil ausheben.


Anspruch[de]
  1. Formwerkzeug zum Herstellen von Formteilen durch Hinterspritzen oder Prägeformen aus wenigstens einer Dekormaterialschicht (D) und einer Kunststoff-Formmasse (M), mit wenigstens zwei unter Begrenzung eines Formhohlraums für die Dekormaterialschicht (D) und die Formmasse (M) zusammenfügbaren Werkzeughälften (1, 2, 3, 3'), und mit einer außerhalb des Formhohlraums am Formwerkzeug (F) angeordneten Schlupf-Spanneinrichtung (S) für die Dekormaterialschicht (D), dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfspanneinrichtung (S) einen voreilend zum Schließen des Formwerkzeugs (F) bis auf eine vorbestimmte Spaltweite (u) durch Kraftspeicher (9) verkleinerbaren Klemmspalt (K) zum Positionieren der Dekormaterialschicht (D) aufweist.
  2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfspanneinrichtung (S) eine wahlweise betätigbare Abdrückvorrichtung (A) zum Vergrößern des mittels der Kraftspeicher (9) eingestellten Klemmspalts (K) bei noch geschlossenem Formwerkzeug (F) aufweist.
  3. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfspanneinrichtung (S) an zumindest einer Seite des Formwerkzeugs (F) angrenzend an den Formhohlraum an einer der Werkzeughälften (1, 2) wenigstens ein Halteelement (5) aufweist, das annähernd parallel zur Schließbewegung der Werkzeughälfte (1, 2) und relativ zu diesem beweglich und bei der Schließbewegung durch wenigstens einen Kraftspeicher in Richtung zu der einen Werkzeughälfte (1) beaufschlagbar ist, die sich auf der der Formmasse (M) abgewandten Seite der Dekormaterialschicht (D) befindet, und daß zwischen dem Halteelement (5) und der einen Werkzeughälfte (1) wenigstens ein Distanzhalter (8) zum Begrenzen einer vorbestimmten Klemmkraft für die Dekormaterialschicht bzw. der Klemmspaltweite (u) vorgesehen ist.
  4. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wirkungsmäßig zwischen dem Halteelement (5) und der einen Werkzeughälfte (1) wenigstens ein wahlweise betätigbares Abdrückelement (Z) eingeordnet ist, das stärker ist als die Kraftspeicher (9).
  5. Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (5) ein einen Formkern (3, 3') umfassender Halterahmen oder eine im Bereich von Formkernen (3, 3') ausgesparte Halteplatte ist, der bzw. die von mehreren Kraftspeichern (9) beaufschlagt wird.
  6. Formwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kraftspeicher (9) an der anderen Werkzeughälfte (2) abgestützt ist.
  7. Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzhalter (8) zur Änderung der Klemmspaltweite (u) verstellbar oder austauschbar ist.
  8. Formwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzhalter (8) im Klemmspalt (K) von der Dekormaterialschicht (D) ausgespart ist.
  9. Formwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte den Klemmspalt (K) mit der einen Formhälfte (1) begrenzt.
  10. Formwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmspaltweite (u) innerhalb von Kernaussparungen der Halteplatte verschieden von der Klemmspaltweite (u) außerhalb der Kernaussparungen ist.
  11. Formwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfspanneinrichtung (S) an beiden Werkzeughälften (2) aufeinander ausgerichtete Halteelemente (5, 12) aufweist, die gemeinsam den Klemmspalt (K) begrenzen und an ihren Werkzeughälften (1, 2) jeweils durch Kraftspeicher (9, 13) von der zugeordneten Werkzeughälfte weg beaufschlagt sind.
  12. Formwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeicher (13) des einen Halteelements (12), vorzugsweise des oberen Haltelelements, schwächer sind als die Kraftspeicher (9) des anderen Halteelements (5).
  13. Formwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kraftspeicher (9, 13) eine Feder oder ein Gasdruckzylinder ist.
  14. Formwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdrückelement (Z) ein im Halteelement (5, 12) oder in der Werkzeughälfte (1, 2) gelagerter Hydraulikzylinder mit einem aus- und einfahrbaren Abdrück-Kolbenstößel (16) ist.
  15. Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzhalter (8) leistenförmig ausgebildet und außerhalb des Randes (9) der als Zuschnitt ausgebildeten Dekormaterialschicht (D) angeordnet ist.
  16. Formwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Formwerkzeug (F) das Halteelement (5) dem Distanzhalter (8) abgewandt der Werkzeughälfte (2) mit einem Spiel (x) gegenüberliegt.
  17. Formwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Formwerkzeug und annähernd entspannten Kraftspeichern (9) eine den späteren Klemmspalt (K) begrenzende Dekormaterialschicht-Auflagefläche (6) des Halteelements (5) in Richtung zur anderen Werkzeughälfte und in Schließrichtung vor der Formkontur angeordnet ist.
  18. Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus wenigstens einer Dekormaterialschicht und einer Kunststoff-Formmasse in einem Hinterspritz- oder Prägeform-Vorgang in einem Formhohlraum eines aus Werkzeughälften bestehenden Formwerkzeugs, bei dem die Dekormaterialschicht außerhalb des Formhohlraums von einer Schlupf-Spanneinrichtung (S) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekormaterialschicht (D) voreilend zum endgültigen Schließen des Formwerkzeugs (F) in einem Klemmspalt (K) mit vorbestimmter Spaltweite (u) und Klemmkraft positioniert und beim Hinterspritz- oder Prägeformvorgang unter dem Druck der Formmasse (M) mit kontrolliertem Schlupf im Klemmspalt (K) schlupfen gelassen wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekormaterialschicht (D) nur bis kurz vor Beendigung des Hinterspritz- oder Prägeformvorgangs mit kontrolliertem Schlupf im Klemmspalt schlupfen gelassen wird, und daß der Klemmspalt vor Beendigung des Hinterspritz- oder Prägeformvorgangs, vorzugsweise ehe die Formmasse (M) den Tauchkantenbereich (11) des Formhohlraums erreicht, geöffnet und die Dekormaterialschicht (D) im Klemmspalt (K) zum freien Schlupfen freigegeben wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekormaterialschicht (D) in der Anfangsphase des Hinterspritz- und Prägeformvorgangs im wesentlichen gestreckt und im Abstand oberhalb der Formmasse (M) in der Schlupfspanneinrichtung (S) positioniert wird.






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