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Dokumentenidentifikation DE102004063658B4 12.04.2007
Titel Vakuum-Kaschierwerkzeug
Anmelder Faurecia Innenraum Systeme GmbH, 76767 Hagenbach, DE
Erfinder Schilles, Wilfried, 36205 Sontra, DE
Vertreter Viering, Jentschura & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 31.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004063658
Offenlegungstag 13.07.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse B29C 51/30(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B29C 51/36(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B29C 51/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B29C 65/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B29C 44/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Kaschierwerkzeug.

Aus der DE 100 62 825 B4 und der EP 0 348 357 A2 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung kaschierter Formteile bekannt.

Bei den gattungsgemäßen Vorrichtungen mit dreidimensionalen Kontur-gebenden Verformungsflächen, die Krümmungen mit kleinen Radien aufweisen, werden diese Krümmungen bei der Herstellung des Bauteils aus Schichten, die Schaum-Bestandteile enthalten, nicht mit hinreicheneder Genauigkeit bei den Oberflächen des Bauteils wiedergegeben.

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Vakuum-Kaschierwerkzeug bereitzustellen, mit dem eine möglichst formgenaue Herstellung von Bauteilen insbesondere bezüglich Krümmungen mit kleinen Radien erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen sind in den auf diesen rückbezogenen Unteransprüchen beschrieben.

Durch das erfindungsgemäße Vakuum-Kaschierwerkzeug wird erreicht, dass eine maßgenaue Dekorations-Schicht herstellbar ist, die in einem nachfolgenden Herstellungs-Schritt mit einer Träger-Schicht verbunden wird, so dass die maßgenaue Formgebung der Dekorations-Schicht für den Nutzer für das gesamte herzustellende Bauteil wirksam ist, da die Dekorations-Schicht der für den Nutzer der äußere Bestandteil des herzustellenden Bauteils ist.

Erfindungsgemäß ist ein Vakuum-Kaschierwerkzeug einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus zumindest einer Träger-Schicht und einer Dekorations-Schicht vorgesehen. Das Vakuum-Kaschierwerkzeug weist zwei Werkzeug-Teile zur Herstellung der Dekorations-Schicht mit die Kontur der herzustellenden Dekorations-Schicht bestimmenden Verformungs-Konturen auf, um die Verformung des eingelegten Materials durch das Zusammenfahren des ersten und des zweiten Werkzeugteils zur Bildung der Dekorations-Schicht zu bewirken. Die Dekorations-Schicht wird aus Materialien gebildet, durch die die Dekorations-Schicht nach ihrer Herstellung eine Folien-Schicht und eine Schaum-Schicht aufweist. Zumindest eines der Werkzeug-Teile weist dabei eine Bohrung auf, die einen mit Unterdruck beaufschlagberen Bereich des jeweiligen Werkzeug-Teils mit der Oberfläche der Verformungskontur des jeweiligen Werkzeug-Teils verbindet, so dass das Material zur Bildung der Dekorations-Schicht aufgrund des Unterdrucks in Anlage mit der Verformungskontur des jeweiligen Werkzeug-Teils gebracht werden kann. Erfindungsgemäß mündet die Bohrung in die jeweilige Verformungs-Kontur an einer Stelle, an der die Verformungs-Kontur bei einer Draufsicht auf dieselbe konkav gekrümmt ist. In der Bohrung ist ein Schieber angeordnet, der mittels einer entsprechenden Stell-Einrichtung in der Bohrung zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich ist, wobei in der ersten Stellung die Spitze des Schiebers ein vorbestimmtes Maß aus der Oberfläche der Verformungs-Kontur herausragt und in einer zweiten Stellung die Spitze des Schiebers einen formschlüssigen Teil der Verformungs-Kontur bildet oder sich innerhalb des Werkzeug-Teils befindet.

Die Bohrung der Schieber-Einrichtung kann insbesondere an einer Krümmung der jeweiligen Verformungs-Kontur angeordnet sein, die einen Krümmungsradius bis 40 mm aufweist.

Zur Bildung der Folien-Schicht kann TPO und zur Bildung der Schaum-Schicht kann Polypropylen verwendet wird. Auch kann zur Bildung der Folien-Schicht und zur Bildung der Schaum-Schicht Polyvinylchlorid verwendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben, die zeigen:

1 eine Gesamt-Darstellung eines Vakuum-Verformwerkzeugs in einer ersten und offenen Stellung, bei der die erfindungsgemäßen Merkmale nicht dargestellt ist;

2 das Vakuum-Verformwerkzeug in der Darstellung der 1 in einer zweiten und offenen Stellung;

3 eine Ausführungsform des Werkzeug-Teils nach der Erfindung.

Das erfindungsgemäße Vakuum-Verformwerkzeug V dient zur Herstellung eines Bauteils aus zumindest zwei Schichten in einem mehrstufigen Herstellungs-Prozess. In diesem wird in einem Verfahrens-Schritt die Träger-Schicht und in einem anderen Verfahrens-Schritt die Dekorations-Schicht geformt, bevor beide in einem weiteren Verfahrens-Schritt zu dem herzustellenden Bauteil mit der Träger-Schicht und der Dekorations-Schicht zusammengefügt werden. Bei der Herstellung des Bauteils erfolgt eine Verformung der zumindest zwei Schichten, also einer Dekorations-Schicht, und einer Träger-Schicht, sowie die Verbindung der zumindest zwei Schichten miteinander durch das Zusammenfahren eines ersten, der Träger-Schicht zugewandten Werkzeugteils und eines zweiten, der Dekorations-Schicht zugewandten Werkzeugteils. Generell sind die Schichten derart beschaffen, dass diese sich unter Druck miteinander verbinden, z.B. zumindest bereichsweise verschmelzen oder verkrallen lassen.

Die 1 und 2 zeigen die Herstellung der Dekorations-Schicht A in einem Herstellungs-Schritt, der der Verbindung der Dekorations-Schicht vorausgeht. Dabei wird die Dekorations-Schicht zwischen zwei Werkzeug-Teile 12, 12a (1) eines Formwerkzeugs 10 eingelegt und anschließend erfolgt das Zusammenfahren dieser Werkzeug-Teile 12, 12a zur Formung der Dekorations-Schicht 2.

Zur Herstellung eines Bauteils aus zumindest zwei Schichten 1, 2 wird ein die Kontur des herzustellenden Bauteils bestimmendes Formwerkzeug 10 verwendet, für das die Schneid-Einrichtung erfindungsgemäß verwendet wird. Das Formwerkzeug 10 weist ein Werkzeugteil 12 mit einer dreidimensionalen Verformungskontur 13 und ein zugehöriges komplementäres Werkzeugteil 12a mit einer dreidimensionalen Verformungskontur 13a auf. Die Werkzeugteile 12, 12a werden von einem Druck-Geber (nicht dargestellt) zueinander bewegt, um die Verformung der Schichten 2a, 2b und Verbindung derselben zur Bildung der Dekorations-Schicht 2 durch das Zusammenfahren der Werkzeugteile 12 und 12a zu bewirken.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin eine Spannrahmen-Einrichtung 20 oder mehrere Spannrahmen-Einrichtungen (nicht gezeigt), die vorzugsweise gegebenenfalls zueinander und gegenüber den Werkzeugteilen 12, 12a beweglich sind, aufweisen, um die Schichten während des Verformungsvorganges außerhalb des Konturbereichs des Werkzeugs in einer vorbestimmten Weise zu halten. Das zumindest eine Spannrahmen-Element wird in seiner Bewegungsrichtung über Stell-Einrichtungen und/oder über separate Führungen geführt.

Die Herstellung des Bauteils mit einer Träger-Schicht und einer Dekorations-Schicht in einem nachfolgenden Schritt erfolgt mit Materialien für die Dekorations-Schicht und die Träger-Schicht, bei denen die einander zugewandten Seiten der Dekorations-Schicht und der Träger-Schicht miteinander durch von dem Werkzeug ausgeübten Druck und gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme miteinander verbindbar sein müssen. Dazu kann die der Träger-Schicht zugewandte Schicht der Dekorations-Schicht die Eigenschaft aufweisen, sich mit der Träger-Schicht unter Druck mechanisch zu verbinden, z.B. durch mechanische Verkrallung von an der genannten Seite der Dekorations-Schicht angebrachten Fäden oder Haaren mit der gegebenenfalls angeschmolzenen Oberfläche der Träger-Schicht. Dazu kann zumindest die der Träger-Schicht zugewandte Oberfläche der Dekorations-Schicht aus einem Gewebe gebildet sein, das z.B. ein Vlies, ein Filz, ein Flachgewebe, ein Rundstrick sein kann. Eine Verbindung von Dekorations-Schicht mit der Träger-Schicht kann auch durch Verschmelzen der einander zugewandten Oberflächen unter Anwendung von Druck durch das Werkzeug und gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme erfolgen. Ein Verschmelzen wird erreicht, wenn die Dekorations-Schicht Schaum-Bestandteile enthält, die zur gleichen Material-Familie gehören wie die zur Verschmelzung vorgesehene Träger-Schicht.

Als Träger-Schicht ist insbesondere ein Kunststoff und speziell eine Polypropylen (PP)-gebundene Fasermatte vorgesehen. Diese kann insbesondere durch Wärmezfuhr plastifizierbar sein. Die Träger-Schicht ist vorzugsweise aus einem Fasermaterial, vorzugsweise aus Naturfasern oder Glasfasern sowie aus Kunststoff-Fasern und insbesondere Polypropylen (PP)-Fasern gebildet. Die Naturfasern können aus Flachs oder Kenaf, Sisal, Leinen oder Baumwolle gebildet sein. In diesem Fall werden diese Fasern in einem vorbereitenden oder einem dem Verfahren vorangehenden Schritt zu einer Matte geformt. Anschließend werden unter Anwendung von Druck und Temperatur unter Aufschmelzung des Kunststoff-Anteiles ein miteinander verbundenes plastisches Matten-Material als eine erste oder zweite Schicht gebildet.

Zur Bildung der Dekorations-Schicht wird erfindungsgemäß eine Deck-Schicht 2a oder Folien-Schicht und eine Schaum-Schicht 2b verwendet. Die Folien-Schicht kann insbesondere aus TPO gebildet sein. In diesem Fall ist die Schaum-Schicht vorzugsweise aus Polypropylen gebildet. Alternativ kann die Folien-Schicht insbesondere auch aus PVC (Polyvinylchlorid) gebildet sein. In diesem Fall ist die Schaum-Schicht vorzugsweise aus PVC gebildet.

Das Werkzeug-Teil 12, das als Folien-Verformungswerkzeug dazu bestimmt ist, die Schichten der Dekorations-Schicht 2 mittels Unterdruck oder Vakuum anzuziehen, bevor es im Zusammenwirken mit dem weiteren Werkzeug-Teil 12a die Verformung der Dekorations-Schicht bewerkstelligt, weist erfindungsgemäß eine Schieber-Einrichtung 200 mit einer Bohrung 201 und einem Schieber 202 auf. Die Bohrung 201reicht vom Inneren oder Unterdruck-Bereich U des Werkzeug-Teils 12, der unter Unterdruck steht, bis zur Verformungskontur 13 und ist zur Vorbereitung weiterer Verfahrens-Schritte geeignet, die Dekorations-Schicht 2 an das Werkzeug-Teil 12 aufgrund des Unterdrucks anzuziehen und in Anlage mit der Verformungskontur 13 zu bringen. Die Bohrung mündet in die Verformungs-Kontur 13 an einer Stelle, an der die Verformungs-Kontur 13 bei einer Draufsicht auf dieselbe konkav gekrümmt ist. Vorzugsweise ist die Bohrung 201 der Schieber-Einrichtung 200 an Krümmungen der Verformungs-Kontur 13 angeordnet, die einen Krümmungsradius bis 40 mm aufweisen.

Der Schieber 202 ist mittels einer entsprechenden Stell-Einrichtung (nicht dargestellt) in der Bohrung zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich. In der ersten Stellung ragt die Spitze 204 des Schiebers 202 ein vorbestimmtes Maß aus der Oberfläche der Verformungs-Kontur 13 heraus (3). In der zweiten Stellung ist der Schieber eingefahren, d.h. die Spitze des Schiebers 202 bildet zumindest einen formschlüssigen Teil der Verformungs-Kontur 13. Der Schieber 202 kann insbesondere auch während der Herstellungs-Prozesses weiter einfahrbar sein, so dass sich bei der eingefahrenen Stellung des Schiebers 202 die Spitze 204 innerhalb des Werkzeug-Teils 12 befindet.

Die Funktionsweise der Erfindung ist wie folgt: Zur Ausbildung der Dekorations-Schicht 2 wird diese auf die Verformungs-Kontur 13 eines Werkzeug-Teils 12 gelegt und mittels im Inneren U des Werkzeug-Teils 12 angelegtem Unterdruck an diese angedrückt. Vor oder nach dem Anlegen des Unterdrucks wird der Schieber 202 in seine ausgefahrene Stellung bewegt. Auf diese Weise wird die Schaum-Schicht 2b im Bereich der Krümmung der Verformungs-Kontur 13 zusammengedrückt und der Folien-Schicht 2a der vorgegebene Krümmungsradius in diesem Bereich aufgeprägt. Eine unerwünschte Vergrößerung des Krümmungsradius der Folien-Schicht 2a im Bereich der Krümmung der Verformungs-Kontur 13 aufgrund der Elastizität der Schaum-Schicht 2b wird auf diese Weise vermieden.


Anspruch[de]
Vakuum-Kaschierwerkzeug einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus zumindest einer Träger-Schicht und einer Dekorations-Schicht (2),

– wobei das Vakuum-Kaschierwerkzeug zwei Werkzeug-Teile (12, 12a) zur Herstellung der Dekorations-Schicht (2) mit die Kontur der herzustellenden Dekorations-Schicht (2) bestimmenden Verformungs-Konturen (13, 13a) aufweist, um die Verformung des eingelegten Materials durch das Zusammenfahren des ersten und des zweiten Werkzeugteils zur Bildung der Dekorations-Schicht (2) zu bewirken, wobei die Dekorations-Schicht aus einer Folien-Schicht (2a) und einer Schaum-Schicht (2b) gebildet wird,

– wobei zumindest eines der Werkzeug-Teile (12, 12a) eine Bohrung (201) aufweist, die einen mit Unterdruck beaufschlagberen Bereich (U) des jeweiligen Werkzeug-Teils mit der Oberfläche der jeweils zugehörigen Verformungskontur (13 bzw. 13a) verbindet, so dass das Material zur Bildung der Dekorations-Schicht (2) aufgrund des Unterdrucks in Anlage mit der Verformungskontur (13) gebracht werden kann,

dadurch gekennzeichnet,

– dass die Bohrung in die jeweilige Verformungs-Kontur an einer Stelle mündet, an der die Verformungs-Kontur (13) bei einer Draufsicht auf dieselbe konkav gekrümmt ist,

– dass ein Schieber (202) mittels einer entsprechenden Stell-Einrichtung in der Bohrung (201) zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich ist, wobei in einer ersten Stellung die Spitze (204) des Schiebers (202) ein vorbestimmtes Maß aus der Oberfläche der Verformungs-Kontur (13) herausragt und in einer zweiten Stellung die Spitze (204) des Schiebers (202) einen formschlüssigen Teil der Verformungs-Kontur (13) bildet oder sich innerhalb des Werkzeug-Teils (12) befindet.
Vakuum-Kaschierwerkzeug einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus zumindest einer Träger-Schicht und einer Dekorations-Schicht (2) nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (201) der Schieber-Einrichtung (200) an einer Krümmung der jeweiligen Verformungs-Kontur angeordnet ist, die einen Krümmungsradius bis 40 mm aufweist. Vakuum-Kaschierwerkzeug einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus zumindest einer Träger-Schicht und einer Dekorations-Schicht (2) nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Spannrahmen-Einrichtung 20 vorgesehen ist, um die Schichten während des Verformungsvorganges außerhalb des Konturbereichs des Werkzeugs in einer vorbestimmten Weise zu halten.






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