DE102004056479A1

DE102004056479A1 - Vorrichtung zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks

Info

Publication number: DE102004056479A1
Application number: DE102004056479A
Authority: DE
Inventors: Martin Seebass
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2024-11-24
Also published as: DE102004056479B4; EP1814706A1; US20070254139A1; WO2006056152A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks (14), insbesondere eines transparenten Deckelelements eines Fahrzeugdachs beschrieben, umfassend eine Werkzeugeinheit (10) mit einem Oberwerkzeug (18) und einem Unterwerkzeug (20), das zusammen mit dem Oberwerkzeug (18) einen Formhohlraum (22) zur Ausbildung eines Rahmens im Bereich des Randes des Werkstücks (14) bildet. Die Werkzeugeinheit (10) umfasst mindestens ein elastisch verformbares Dichtprofil (30), das bei geschlossener Werkzeugeinheit (10) in einem Aussparbereich an einer Randfläche des Werkstücks (14) anliegt, so dass das Werkstück (14) in dem Aussparbereich nach dem Umschäum- bzw. Umspritzvorgang umschäumungs- bzw. umspritzungsfrei ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks, insbesondere eines transparenten Deckelelements eines Fahrzeugdachs, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Im Bereich von Kraftfahrzeugen werden plattenförmige, ebene oder auch gewölbte Werkstücke in vielfältiger Weise eingesetzt. Das Werkstück ist beispielsweise als Glastafel ausgelegt, die Bestandteil eines transparenten Schiebedachs bzw. Hubschiebedachs ist und ein Deckelelement eines solchen bildet. Die Glastafel weist bei diesem Anwendungsfall in der Regel einen Kunststoffrahmen auf, der aus einem thermoplastischen Kunststoff oder auch aus Polyurethanschaum gebildet ist und zur Befestigung von Einlegeteilen und/oder zur Bildung einer umlaufenden Dichtung dienen kann. Die Einlegeteile können Verbindungselemente zur Anbindung der Glastafel an einen Antriebsmechanismus darstellen. Der Kunststoffrahmen wird üblicherweise in einem Formwerkzeug an die Glastafel angeschäumt bzw. angespritzt.

Eine als Formwerkzeug ausgelegte Vorrichtung der einleitend genannten Gattung ist aus der DE 101 07 743 A1 bekannt und dient zur Herstellung eines Kunststoffrahmens eines transparenten Deckelelements eines Schiebedachs, eines Hubschiebedachs oder eines Spoilerdachs eines Kraftfahrzeugs. Diese Vorrichtung umfasst eine Werkzeugeinheit, die zur Bildung eines Formhohlraums mit einem Unterwerkzeug und einem Oberwerkzeug versehen ist und zur Aufnahme einer Glasplatte dient, so dass an diese ein Kunststoffrahmen angeschäumt werden kann. Der Formhohlraum ist zum einen durch einen von dem Unterwerkzeug und dem Oberwerkzeug gebildeten Stahl/Stahl-Kontakt und zum anderen durch einen von der Werkzeugeinheit und der Glasplatte gebildeten Glas/Stahl-Kontakt abgedichtet.

Des Weiteren sind für Deckelelemente eingesetzte Glasplatten in der Regel an ihren Rändern mit einem so genannten C-Schliff versehen. Aus ästhetischen Gründen ist es bisweilen erwünscht, dass die als C-Schliff ausgeführte Randfläche zumindest bereichsweise umschäumungs- bzw. umspritzungsfrei gehalten wird. Eine hierzu erforderliche Abdichtung, insbesondere eine partielle oder auch umlaufende Abdichtung der geschliffenen Randfläche in deren Radienbereichen, ist aber bei Einsatz bisher bekannter Schäumwerkzeuge nicht in dem Maße möglich, dass ein Polyurethanrahmen in ansprechender optischer Qualität hergestellt werden kann, da eine Abdichtung des Formhohlraums über einen Glas/Stahl-Kontakt in den Radiusbereichen hierzu nicht geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks für die Ausbildung eines Kunststoffrahmens mit partiellen Aussparungen zu schaffen, wobei die Aussparungen klar definierte Ränder haben.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Kern der Erfindung besteht mithin darin, dass zur Ausbildung eines umschäumungs- bzw. umspritzungsfreien Bereichs an der Randfläche eines Werkstücks eine Werkzeugeinheit mit einer Formdichtung versehen ist, die an der betreffenden Randfläche des Werkstücks formschlüssig anliegt und dabei aufgrund ihrer Verformbarkeit eine eindeutig definierte Anlagefläche hat, so dass der herzustellende Rahmen des Werkstücks mit einer optisch anmutenden Aussparung versehen werden kann. Eine Abdichtung des Formhohlraums im Bereich des Aussparbereichs wird durch den Kontakt zwischen dem elastisch verformbaren Dichtprofil und dem plattenförmigen Werkstück erreicht. Die Vorrichtung nach der Erfindung trägt wesentlich zu einem optisch positiven Erscheinungsbild des fertigen Werkstücks bei.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann grundsätzlich für beliebige plattenförmige Werkstücke eingesetzt werden, die zum Umschäumen und/oder Umspritzen mit einem Rahmen in die Werkzeugeinheit eingesetzt werden. Insbesondere können mittels der Vorrichtung nach der Erfindung plane oder gewölbte Glastafeln verarbeitet werden, die bei einem Kraftfahrzeug beispielsweise als Deckelelement eines Glasschiebedachs zum Einsatz kommen. In diesem Fall wird die Glastafel in der Werkzeugeinheit mit einem Kunststoffrahmen versehen, der beispielsweise aus einem Polyurethanschaum besteht und zur Aufnahme einer umlaufenden Dichtung und/oder zur Verbindung von Einlegeteilen mit der Glastafel dient, so dass eine Anbindung der Glastafel an dem Fahrzeugaufbau bzw. einem Schiebedachantrieb möglich ist.

Der Begriff "Glastafel" ist im vorliegenden Zusammenhang dahingehend zu verstehen, dass das bezeichnete plattenförmige Werkstück aus einem zumindest teilweisen transparenten Werkstoff, wie Glas oder einem transparenten Kunststoff, besteht.

Ein besonders vorteilhaftes Anlageverhalten des Dichtprofils an der betreffenden Randfläche des Werkstücks kann erreicht werden, wenn das Dichtprofil eine zumindest teilweise an der Randfläche des Werkstücks anliegende Stirnseite mit einem im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist. Wenn die Randfläche des Werkstücks dann einen gewölbten Querschnitt hat, legt sich das Dichtprofil bei in die Werkzeugeinheit eingelegten Werkstück auf vorteilhafte Weise zunächst tangential an die betreffende Randfläche an, um dann durch den beim Schließen der Werkzeugeinheit sich aufbauenden Druck in dem Aussparbereich einen Formschluss mit dem Werkstück herzustellen. In einen keilförmigen Spalt zwischen dem Werkstück und dem Dichtprofil kann dann bei einer speziellen Ausführung der für den für den Kunststoffrahmen genutzte, in den Formhohlraum eingebrachte Werkstoff eindringen und dort aushärten.

Um eine einfache, montagefreundliche Auswechselbarkeit des Dichtprofils zu erreichen, ist das Dichtprofil vorzugsweise in eine schlitzförmige Ausnehmung der Werkzeugeinheit eingesetzt.

Die schlitzförmige Ausnehmung für das Dichtprofil ist bei einer speziellen Ausnehmungsform der Vorrichtung nach der Erfindung von einem Werkzeugeinsatz gebildet. Diese Ausführung ist herstellungstechnisch einfach zu realisieren.

Insbesondere beim Umschäumen von Glastafeln mit einem Polyurethanrahmen treten regelmäßig Toleranzen in den Abmessungen der Glastafel auf. Um diese Toleranzen ausgleichen zu können und stets die gleichen durch das Dichtprofil erzeugten Abdruckbilder zu erhalten, liegt das Dichtprofil bevorzugt auf einem leistenartigen Druckstück auf, an dem eine Verstelleinrichtung angreift. Das Dichtprofil kann somit in Abhängigkeit von den Maßen des Werkstücks in der Lage (x, y und/oder z) verstellt werden.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung umfasst die Verstelleinrichtung mindestens eine Verstellschraube. Diese Verstellschraube ist in der Regel manuell und vorzugsweise werkzeugfrei betätigbar, kann aber auch mit einem motorischen Antrieb versehen sein.

Ein günstiges Temperatur- und Verformungsverhalten des Dichtprofils kann erreicht werden, wenn dieses aus Silikon gefertigt ist. Alternativ kann das Dichtprofil aber auch aus anderen elastisch verformbaren Kunststoffen hergestellt sein.

Aus Glas bzw. Kunststoff hergestellte, transparente Deckelelemente von Schiebedächern oder dergleichen sind in der Regel mit profilierten Randflächen ausgebildet, wobei die Profilierung insbesondere als so genanntes C-Schliffprofil ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das transparente Deckelement auch vor seiner Umschäumung bzw. Umspritzung mit einem Rahmen ohne scharfe Kanten ausgebildet ist.

Deckelelemente, die im Dachbereich von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, haben in der Regel einen im Wesentlichen viereckigen und insbesondere rechteckigen Grundriss, wobei dann in der Werkzeugeinheit im Bereich einer oder mehrerer seitlicher Randflächen des plattenförmigen Werkstücks jeweils ein Dichtprofil vorgesehen sein. Grundsätzlich ist je nach Bedarf die Lage der Dichtprofile bezüglich des Werkstücks frei wählbar.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung und ein mit dieser Vorrichtung hergestelltes Deckelelement eines Kraftfahrzeugdaches sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt
1 eine Draufsicht auf eine Werkzeugeinheit einer Vorrichtung nach der Erfindung;
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs III in 2;
4 eine Draufsicht auf ein Unterwerkzeug der Werkzeugeinheit nach 1;
5 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs V in 4;
6 eine perspektivische Stirnansicht eines Dichtprofils der Werkzeugeinheit;
7 einen Querschnitt durch das Dichtprofil nach 6;
8 einen seitlichen Bereich eines Deckelelements eines Fahrzeugschiebedachs; und
9 einen Schnitt durch das Deckelelement nach 8 entlang der Linie IX-IX in 8.
In den 1 bis 7 ist eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines aus einem Polyurethanschaum bestehenden Kunststoffrahmens 16 eines in den 8 und 9 näher dargestellten Deckelelements 12 eines Kraftfahrzeugdachs gezeigt. Das Deckelelement 12 umfasst eine leicht gewölbte Glastafel 14, die mit dem Kunststoffrahmen 16 versehen ist. Der Kunststoffrahmen 16 übernimmt in Einbaulage des Deckelelements 12 im Zusammenhang mit seiner Verklebung auf einem Dachrahmen Dichtfunktionen.
Die Vorrichtung umfasst eine Werkzeugeinheit 10, die mit einem hier nicht näher dargestellten Formenträger verbunden ist und ein Oberwerkzeug 18 sowie ein Unterwerkzeug 20 aufweist. Das Oberwerkzeug 18 ist mit einer oberen Trägereinheit des Formenträgers verbindbar. Das Unterwerkzeug 20 ist mit einer unteren Trägereinheit des Formenträgers verbindbar.
Die Werkzeugeinheit 10 nimmt bei Herstellung des Kunststoffrahmens 16 die Glastafel 14 auf und begrenzt einen Formhohlraum 22, in den zur Ausbildung des Kunststoffrahmens 16 über einen Angussbereich 24 ein Polyurethanwerkstoff eingebracht wird, so dass dieser zur Ausbildung des Kunststoffrahmens 16 in dem Formhohlraum 24 ausschäumt.
Zur Ausbildung eines Aussparbereichs 26 im Bereich einer als C-Schliff ausgebildeten Randfläche 28 der Glastafel 14 sind in den entsprechenden Bereichen des Unterwerkzeugs 20 Dichtprofile 30 angeordnet, von denen in der Zeichnung nur das Dichtprofil 30 im linken Bereich der Werkzeugeinheit 10 dargestellt ist. Die im rechten Bereich der Werkzeugeinheit 10 angeordnete Dichtung ist spiegelsymmetrisch zu der im linken Bereich der Werkzeugeinheit 10 angeordneten Dichtung positioniert.
Im geschlossenen Zustand der Werkzeugeinheit 10 und bei Aufnahme der Glastafel 14 liegen die beiden Dichtprofile 30 jeweils mit einem hohen Maße an Formschluss an der jeweiligen Randfläche der Glastafel an, so dass in exakter Weise verhindert wird, dass in dem jeweiligen Aussparbereich 26 Polyurethan an die Glastafel angeschäumt wird. Der betreffende Aussparbereich 26 erhält dadurch klar definierte, durch den Polyurethanrahmen 16 definierte Ränder.
Eine balkenartige Auslegung des Dichtprofils 30 ist beispielhaft in den 6 und 7 dargestellt. Wie diesen Figuren zu entnehmen ist, weist das Dichtprofil 30 eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche 32 sowie eine Stirnfläche 34 auf, die einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat. Durch diese Formgebung der Stirnfläche 34 kann ein besonders gutes Abdichtergebnis im Bereich der Randfläche 28 erzielt werden.
Im Bereich des jeweiligen Dichtprofils 30 weist das Unterwerkzeug 20 der Werkzeugeinheit 10 des Weiteren einen in eine Aussparung 36 bzw. 36' eingepassten, zweiteiligen Einsatz 38 auf, der eine parallel zu den seitlichen Rändern der Glastafel 14 ausgerichtete schlitzförmige Ausnehmung 40 bildet, in die das jeweilige Dichtprofil 30 eingepasst ist.
Das Dichtprofil 30 liegt auf einem leistenartigen Druckstück 42 auf, an den eine aus zwei Verstellschrauben 44 und 46 gebildete Verstelleinrichtung angreift, so dass der Anlagedruck des Dichtprofils 30 an der Glasplatte 14 einstellbar ist. Das Dichtprofil 30, das ein elastisch verformbares Bauteil darstellt, ist im vorliegenden Fall aus Silikon hergestellt.
Die Anlage des Dichtprofils 30 an der Randfläche 28 der Glastafel 14 ist in 9 gestrichelt dargestellt. Im vorliegenden Fall wird das Dichtprofil 30 von schräg unten an der Randfläche 26 zur Anlage gebracht.

10: Werkzeugeinheit
12: Deckelelement
14: Glastafel
16: Kunststoffrahmen
18: Oberwerkzeug
20: Unterwerkzeug
22: Formhohlraum
24: Angussbereich
26: Aussparbereich
28: Randfläche
30: Dichtprofil
32: Grundfläche
34: Stirnfläche
36: Aussparung
38: Einsatz
40: schlitzförmige Ausnehmung
42: Druckstück

Claims

Vorrichtung zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks (14), insbesondere eines transparenten Deckelelements eines Fahrzeugdachs, umfassend eine Werkzeugeinheit (10) mit einem Oberwerkzeug (18) und einem Unterwerkzeug (20), das zusammen mit dem Oberwerkzeug (18) einen Formhohlraum (22) zur Ausbildung eines Rahmens (16) im Bereich des Randes des Werkstücks (14) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugeinheit (10) mindestens ein elastisch verformbares Dichtprofil (30) umfasst, das bei geschlossener Werkzeugeinheit (10) zumindest in einem Aussparbereich (26) an einer Randfläche (28) des Werkstücks (14) anliegt, so dass das Werkstück (14) zumindest in dem Aussparbereich (26) nach dem Umschäum- bzw. Umspritzvorgang umschäumungs- bzw. umspritzungsfrei ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtprofil (30) eine zumindest teilweise an der Randfläche des Werkstücks anliegende Stirnseite (34) mit einem im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtprofil (30) in eine schlitz förmige Ausnehmung (40) der Werkzeugeinheit (10) eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmige Ausnehmung (40) für das Dichtprofil (30) von einem Werkzeugeinsatz (38) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtprofil (30) auf einem leistenartigen Druckstück (42) aufliegt, an dem eine Verstelleinrichtung (44, 46) angreift.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (44, 46) mindestens eine Verstellschraube umfasst, die vorzugsweise manuell betätigbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtprofil (30) aus Silikon gefertigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Randfläche des Werkstücks (14), an der das Dichtprofil (30) anliegt, profiliert ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung der Randfläche (28) als C-Schliffprofil ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) im Wesentlichen viereckig und insbesondere im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und an einer oder mehreren seitlichen Randflächen (28) des Werkstücks (14) jeweils ein Dichtprofil (30) vorgesehen ist.