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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines zumindest teilweise faserverstärkten Spritzgussbauteils, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, aufweisend wenigstens eine Spritzgussformhälfte. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest teilweise faserverstärkten Spritzgussbauteils, insbesondere Fahrzeugbauteils, unter Verwendung einer zumindest zweiteiligen Spritzgussform.
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Spritzgussbauteile finden vielfältige Verwendung in verschiedenen technischen Bereichen. Beispielsweise werden im Fahrzeugbau Spritzgussteile eingesetzt, da diese in der Regel leichtgewichtiger als entsprechende Bauteile aus Metall sind. Jedoch kann es erforderlich sein, ein Spritzgussteil zu verstärken, damit das Spritzgussbauteil den mechanischen Belastungen während seines bestimmungsgemäßen Einsatzes standhalten kann. Hierzu ist es bekannt, das Spritzgussbauteil aus einem Verstärkungsfasern enthaltenen Spritzgusswerkstoff herzustellen. Auch ist es bekannt, ein Spritzgussbauteil lokal mit einem Verstärkungselement zu verstärken, das beispielsweise selbst aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist. Das Verstärkungselement kann beispielsweise als faserverstärktes Kunststoffband ausgebildet sein. Es sind Anwendungsfälle bekannt, bei denen ein solches Verstärkungselement während der Herstellung eines Spritzgussbauteils mit einem Spritzgusswerkstoff überspritzt bzw. zumindest teilweise umspritzt wird.
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Die größte Herausforderung bei der Verwendung eines Verstärkungselements in Form eines faserverstärkten Kunststoffbands, auch Tape genannt, in Großserienanwendungen ist bei dem Herstellungsprozess von Spritzgussbauteilen gegeben. Das Anordnen eines Tapes in einer Spritzgussform kann dabei sehr zeitintensiv sein. Hierbei muss ein Roboter oder ein Arbeiter das dünne Tape in der Spritzgussform anordnen, bevor der Spritzgießprozess gestartet werden kann. Dies führt zu einem ineffektiven Herstellungsprozess, insbesondere aufgrund der manuellen Prozesshandlungen und dem Risiko, dass die erforderlichen Positionierungstoleranzen nicht erreicht werden. Die Verwendung eines Roboters statt eines Arbeiters ist effektiver bezüglich des Timings und der Genauigkeit, ist aber kostenintensiver und benötigt mehr Raum.
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Die
WO 2014/076061 A1 offenbart ein Formwerkzeug für den Spritzguss eines Spritzgussformteiles mithilfe von zumindest einem faserlosen, geschäumten, oder kurz- oder langfaserverstärkten Kunststoff. Das Formwerkzeug weist zumindest zwei Formwerkzeugteile auf, die relativ zueinander von einer Schließposition, in der sie einen Gusshohlraum für das Spritzgussformteil begrenzen, in eine Öffnungsposition zur Entnahme des Spritzgussformteiles bewegbar sind. Eine Begrenzungsfläche des Gusshohlraumes in der Schließposition bildet eine negative Kontur des Spritzgussformteiles. Es ist ein in Schließposition der zumindest zwei Formwerkzeugteile in Richtung des Gusshohlraumes bewegbarer Formmassenaufnehmer vorgesehen, der eine dem Gusshohlraum zugewandte Aufnehmerfläche aufweist, die in einer ersten Position des Formmassenaufnehmers eine Aussparung zur Aufnahme eines endlosfaserverstärkten, thermoplastischen Kunststoffes bildet und in einer zweiten Position des Formmassenaufnehmers einen Abschnitt der Begrenzungsfläche des Gusshohlraumes bildet. Der Formmassenaufnehmer ist unabhängig von den zumindest zwei Formwerkzeugteilen beheizbar.
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Die
DE 42 27 729 A1 offenbart ein Spritzgießverfahren zum Herstellen eines Kunststoffformteiles, bei dem ein vom Kunststoff teilweise zu umspritzendes Stanzteil aus beispielsweise Metall in die Spritzgießform eingebracht wird. Zur Erzeugung des Stanzteiles wird ein Materialband durch die Spritzgießform hindurchgeführt. Der Stanzvorgang in der Spritzgießform erfolgt mittels eines in ihr angeordneten Stanzstempels. Mit diesem Stanzstempel wird das Stanzteil in seiner richtigen Position in der Hohlform gehalten.
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Die
US 2005/0258559 A1 offenbart ein Thermoformverfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung in einer Spritzgießmaschine zum gleichzeitigen Durchführen der vielfältigen Funktionen des Formens, Schneidens und Formens von tiefgezogenen spritzgegossenen Teilen. Die Thermoformvorrichtung weist ein Formwerkzeug mit einer Formeranordnung auf einer Seite davon und einer Heizanordnung auf der gegenüberliegenden Seite davon zum Thermoformen eines bedruckten Substrats auf. Die Formeranordnung weist eine Formungsform auf, die mit einer Vakuumquelle verbunden ist und in einem Druckbehälter untergebracht ist. Die Heizanordnung enthält Heizelemente zum schnellen Ein-/Ausschalten des Heizens des Substrats, einen Temperatursensor zum kontinuierlichen Überwachen der Temperatur des Substrats während des Heizens, einen Druckbehälter, der mit einer Druckquelle gekoppelt ist, und ein Kühlgefäß auf. Die Formeranordnung und die Heizanordnung kommen zusammen, um ein Substrat dazwischen in Eingriff zu bringen.
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Die
US 8 128 358 B2 offenbart eine Motorkühlgebläse-Ummantelungsstruktur für ein Fahrzeug. Die Struktur weist eine Schale auf, die einen Rahmen definiert. Der Rahmen hat eine bestimmte Wanddicke und definiert eine Öffnung, die so konstruiert und angeordnet ist, dass Luft durch die Schürze hindurchtreten kann. Die Schale weist eine Motorbefestigungsstruktur auf, die in der Öffnung gelagert ist und zum Anbringen eines Gebläsemotors daran konstruiert und angeordnet ist. Der Rahmen definiert Durchgänge, um eine Materialmenge der Schale zu verringern. Ein Schichtmaterial hat eine Wanddicke, die wesentlich geringer als die bestimmte Wanddicke ist, und bedeckt die Durchgänge, so dass Luft hauptsächlich durch die Öffnung strömen kann.
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Die
US 6 207 090 B1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines mit Folie bedeckten Artikels. Eine bewegliche Presse mit einer ersten und einer zweiten Formoberfläche wird in eine offene Position bewegt. Die erste Formoberfläche hat eine Dichtoberfläche und die zweite Formoberfläche hat eine Schneidoberfläche. Ein dünner flexibler Film mit einem Abfallabschnitt ist zwischen der ersten und der zweiten Formoberfläche angeordnet. Der Abfallabschnitt ist zwischen den Dichtungs- und Schneidflächen positioniert und wirkt als eine Abdichtung zwischen den Formhälften. Die Presse wird in die geschlossene Position gebracht. Die Schneidfläche berührt den Film und schneidet den Abfallabschnitt teilweise entlang eines Umfangs des Films. Der Abfallabschnitt verbleibt zwischen der Schneid- und der Dichtfläche und dichtet den Raum zwischen der ersten und der zweiten Formfläche ab.
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Die unter dem Link http://www.cs.odu.edu/~mln/ltrs-pdfs/NASA-97-iccm-njj.pdf abrufbare Veröffentlichung offenbart eine automatisierte Herstellung von Hochleistungsverbundkörpern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines zumindest teilweise faserverstärkten Spritzgussbauteils, insbesondere hinsichtlich seiner Herstellungskostenreduzierung zu optimieren.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung weist auf:
- Wenigstens eine an der Spritzgussformhälfte angeordnete, zu einem Kavitätsteil der Spritzgussformhälfte teilweise offen ausgebildete Aufnahmekammer;
- wenigstens einen an der Spritzgussformhälfte angeordneten, in die Aufnahmekammer mündenden Zuführkanal, über den die Aufnahmekammer kommunizierend mit einer Umgebung der Spritzgussformhälfte verbunden ist;
- wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Einführen eines Bandabschnitts eines faserverstärkten Kunststoffbands von außerhalb der Spritzgussformhälfte über den Zuführkanal in die Aufnahmekammer;
- wenigstens eine in einem in Längsrichtung gesehen näher an dem Zuführkanal angeordneten Anfangsbereich der Aufnahmekammer angeordnete erste Klemmeinrichtung, und
- wenigstens eine in einem in Längsrichtung gesehen bezogen auf den Anfangsbereich entfernter zu dem Zuführkanal angeordneten Endbereich der Aufnahmekammer angeordnete zweite Klemmeinrichtung, mit denen der in die Aufnahmekammer eingeführte Bandabschnitt bereichsweise einklemmbar ist; und
- wenigstens eine in dem Anfangsbereich angeordnete erste Trenneinrichtung und wenigstens eine in dem Endbereich angeordnete zweite Trenneinrichtung, die vor und hinter den Klemmeinrichtungen angeordnet sind und mit denen ein zwischen ihnen befindlicher Zwischenabschnitt des Bandabschnitts von dem übrigen Bandabschnitt abtrennbar ist.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß kann der einen Teil des Spritzgussteils bildende Zwischenabschnitt des Bandabschnitts des faserverstärkten Kunststoffbands vor der Durchführung des Spritzgießens mittels der Zuführeinrichtung automatisiert und positionsgenau in die Aufnahmekammer an der Spritzgussformhälfte eingeführt werden. Hierzu sind somit keine manuellen Handhabungen des Kunststoffbands erforderlich, was die Genauigkeit, die Schnelligkeit und die Reproduzierbarkeit der Positionierung des Zwischenabschnitts in der Aufnahmekammer verbessert.
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Nachdem der Bandabschnitt mittels der Zuführeinrichtung automatisiert in die Aufnahmekammer eingeführt worden ist, wird der Bandabschnitt in seinen bezüglich der Aufnahmekammer gegebenen Endbereichen mittels der Klemmeinrichtungen eingeklemmt und hierdurch sicher in der eingenommenen Position gehalten. Durch das Einklemmen des Bandabschnitts kann zudem sichergestellt werden, dass die geschlossene Spritzgussform auch im Bereich der erfindungsgemäßen Spritzgussformhälfte abgedichtet ist, um das nachfolgende Spritzgießen durchführen zu können. Nach dem Einklemmen des Bandabschnitts kann die Spritzgießform geschlossen und das Spritzgießen begonnen werden.
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Vor dem Spritzgießen können die Trenneinrichtungen den Zwischenabschnitt von dem Bandabschnitt abtrennen. Nach dem Spritzgießen können die Klemmeinrichtungen geöffnet bzw. das Einklemmen der verbleibenden Endabschnitte des Bandabschnitts aufgehoben werden, so dass das mit dem Zwischenabschnitt versehene Spritzgussbauteil ohne Verzögerung aus der geöffneten Spritzgussform entfernt werden kann. Ist das Spritzgussteil aus der geöffneten Spritzgussform entfernt worden, kann ein weiterer Herstellungsvorgang erfolgen, der wieder mit dem automatisierten Einführen eines weiteren Bandabschnitts des faserverstärkten Kunststoffbands in die Aufnahmekammer beginnt.
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Gemäß der Erfindung sind die Zuführeinrichtung, die Klemmeinrichtungen und die Trenneinrichtungen zusammen mit der Spritzgussformhälfte zu einer Baugruppe kombiniert, wobei der Zuführkanal, die Aufnahmekammer, die Klemmeinrichtungen und die Trenneinrichtungen baulich in die Spritzgussformhälfte integriert sein können. Diese Baugruppe kann in neuen Spritzgießmaschinen und im Zuge einer Nachrüstung auch in bereits vorhandenen Spritzgießmaschinen eingesetzt werden. Es sind somit zum Einbringen eines Faserverstärkungselements in die Spritzgussformhälfte keine zusätzlichen Maschinen oder Roboter und keine zusätzlichen manuellen Handhabungsschritte erforderlich.
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Das faserverstärkte Kunststoffband kann als flaches Band mit in Bandlängsrichtung unidirektional, mit bidirektional oder mit multidirektional ausgerichteten Verstärkungsfasern ausgebildet sein. Das Kunststoffband kann aus zwei oder mehreren Schichten mit verschiedenen Faserausrichtungen aufgebaut sein. Das Kunststoffband kann einen Polymerwerkstoff aufweisen, in den die Verstärkungsfasern zumindest teilweise eingebettet sind. Der Polymerwerkstoff kann, insbesondere bezüglich seiner Schmelztemperatur, ähnlich oder gleich der Kunststoffkomponente des Spritzgusswerkstoffs sein, so dass sich der Polymerwerkstoff während des Spritzgießens stoffschlüssig mit der Kunststoffkomponente des Spritzgusswerkstoffs verbinden kann. Hierdurch wird ein Ablösen des Zwischenabschnitts des Bandabschnitts von dem übrigen Spritzgussbauteil zuverlässig verhindert. Die Verstärkungsfasern des Kunststoffbands können beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder andere künstliche oder natürliche Fasern sein.
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Die Aufnahmekammer weist beispielsweise eine in Bandlängsrichtung langgestreckte Form auf und ist derart an der Spritzgussformhälfte angeordnet und zu dem Kavitätsteil der Spritzgussformhälfte teilweise offen ausgebildet, dass der Zwischenabschnitt des Bandabschnitts an einer gewünschten Position des Spritzgussbauteils angeordnet werden kann. Die Aufnahmekammer kann beispielsweise quaderförmig ausgebildet sein und nimmt die Klemmeinrichtungen und die Trenneinrichtungen teilweise oder vollständig auf.
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Der an der Spritzgussformhälfte angeordnete, in die Aufnahmekammer mündende Zuführkanal ist vorzugsweise an die Querschnittsfläche des Kunststoffbands angepasst bzw. entsprechend flach ausgebildet, um das Kunststoffband bzw. dessen endseitigen Bandabschnitt sicher und ohne Verwerfungen der Aufnahmekammer zuführen zu können.
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Die Zuführeinrichtung kann eine nachfüllbare Bevorratungseinheit zum Bevorraten des faserverstärkten Kunststoffbands aufweisen, um der Aufnahmekammer im Zuge einer sukzessiven Herstellung gleicher Spritzgussbauteile aufeinanderfolgend die benötigten Bandabschnitte zuführen zu können. Des Weiteren weist die Zuführeinrichtung wenigstens eine elektrisch ansteuerbare Antriebseinrichtung auf, mit der das Kunststoffband abschnittweise von der Bevorratungseinheit zu der Aufnahmekammer bewegbar ist. Die Bevorratungseinheit bzw. die Zuführeinrichtung kann eingerichtet sein, ein Signal auszugeben, wenn die in der Bevorratungseinheit noch zur Verfügung stehende Kunststoffbandmenge einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
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Jede Klemmeinrichtung kann wenigstens ein Klemmelement aufweisen, mit dem ein Abschnitt des in die Aufnahmekammer eingeführten Bandabschnitts gegen einen weiteren Teil der Klemmeinrichtung oder eine Innenwand der Aufnahmekammer gepresst und hierdurch eingeklemmt werden kann. Des Weiteren kann jede Klemmeinrichtung einen elektrisch ansteuerbaren Antrieb zum Antreiben des jeweiligen Klemmelements aufweisen. Alternativ können die Klemmelemente der Klemmeinrichtungen über einen gemeinsamen Antrieb betätigt werden.
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Jede Trenneinrichtung kann wenigstens ein Trennelement, beispielsweise eine Klinge, aufweisen, mit dem der in die Aufnahmekammer eingeführte Bandabschnitt durchtrennt werden kann. Des Weiteren kann jede Trenneinrichtung einen elektrisch ansteuerbaren Antrieb zum Antreiben des jeweiligen Trennelements aufweisen. Alternativ können die Trennelemente der Trenneinrichtungen über einen gemeinsamen Antrieb betätigt werden. Die Trenneinrichtungen sind bezüglich der Bandlängsrichtung vor und hinter den Klemmeinrichtungen angeordnet.
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Die Klemmeinrichtung und die Trenneinrichtung in dem Anfangsbereich der Aufnahmekammer können durch eine einzelne Klemm- und Trenneinrichtung realisiert sein. Auch die Klemmeinrichtung und die Trenneinrichtung in dem Endbereich der Aufnahmekammer können durch eine einzelne Klemm- und Trenneinrichtung realisiert sein. Dabei kann das jeweilige Klemmelement der jeweiligen Klemm- und Trenneinrichtung auch als Trennelement dieser Klemm- und Trenneinrichtung verwendet werden. Alternativ sind das Klemmelement und das Trennelement der jeweiligen Klemm- und Trenneinrichtung separate Bauteile.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere zum Herstellen eines zumindest teilweise faserverstärkten Spritzgussbauteils in Form eines Fahrzeugbauteils verwendet werden. Hierzu kann die Vorrichtung eine weitere Spritzgussformhälfte aufweisen, die herkömmlich ausgebildet ist und die zum Schließen der Spritzgussform mit der erfindungsgemäßen Spritzgussform verbunden werden kann. Alternativ können beide Spritzgussformhälften der Spritzgussform erfindungsgemäß ausgestaltet sein. Der Begriff „Spritzgussformhälfte“ ist im Rahmen der Erfindung nicht dahingehend zu verstehen, dass die Spritzgussformhälfte tatsächlich exakt oder annähernd die körperliche Hälfte der Spritzgussform darstellt. Stattdessen kann die Spritzgussformhälfte in ihren Abmessungen deutlich von der exakten körperlichen Hälfte der Spritzgussform abweichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zuführeinrichtung wenigstens eine außen an der Spritzgussformhälfte angeordnete Halterung und wenigstens eine auswechselbar an der Halterung angeordnete, abwickelbare Kunststoffbandspule auf. Die Kunststoffbandspule dient als Bevorratungseinheit für das Kunststoffband. Die Kunststoffbandspule wird an der Halterung angeordnet, indem ein Abschnitt der Halterung durch eine mittige axiale Öffnung der Kunststoffbandspule geführt wird. Wird eine neue Kunststoffbandspule an der Halterung angeordnet, kann der freie Bandabschnitt des Kunststoffbands zunächst manuell in den Zuführkanal eingeführt werden. Dieser Schritt ist lediglich bei einer Anordnung einer neuen Kunststoffbandspule an der Halterung erforderlich. Anschließend kann die sukzessive automatisierte Einführung der Bandabschnitte in die Aufnahmekammer erfolgen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zuführeinrichtung wenigstens einen elektrisch ansteuerbaren Antrieb zum Abwickeln der Kunststoffbandspule auf. Zum Ansteuern des Antriebs kann eine separate Ansteuerelektronik oder eine entsprechend programmierte Elektronik einer Spritzgießmaschine verwendet werden. Der Antrieb ist vorzugsweise ein Elektromotor, mit dem die Kunststoffbandspule um ihre Längsmittelachse gedreht werden kann.
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Die obige Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst, nach dem: Vor einem Einspritzen eines Spritzgusswerkstoffs in eine Kavität der geschlossenen Spritzgussform ein Bandabschnitt eines faserverstärkten Kunststoffbands von außerhalb der Spritzgussform automatisiert in eine Aufnahmekammer an einer Spritzgussformhälfte eingeführt wird, wobei die Aufnahmekammer zu einem Kavitätsteil der Spritzgussformhälfte teilweise offen ausgebildet ist; der in die Aufnahmekammer eingeführte Bandabschnitt an wenigstens zwei in Längsrichtung des Bandabschnitts beabstandet voneinander angeordneten Klemmstellen automatisiert eingeklemmt wird; und ein zwischen den Klemmstellen befindlicher Zwischenabschnitt des Bandabschnitts während des Einspritzens des Spritzgusswerkstoffs in die geschlossene Spritzgussform automatisiert von dem übrigen Bandabschnitt abgetrennt wird.
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Mit dem Verfahren sind die oben mit Bezug auf die Vorrichtung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann das Verfahren mit der Vorrichtung gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander durchgeführt werden.
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Als Spritzgusswerkstoff kann beispielsweise ein Werkstoff mit oder ohne darin enthaltenen Verstärkungsfasern oder mit oder ohne einem anderweitigen darin enthaltenen Füllstoff, wie beispielsweise Talkum, verwendet werden. Als Werkstoff kann beispielsweise Polypropylen, ein Polyamid, Polyoxymethylen, ein Polycarbonat oder ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer verwendet werden. Zur Faserverstärkung des Werkstoffs können kurze oder lange Fasern verwendet werden. Beispielsweise können zur Faserverstärkung Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder andere künstliche oder natürliche Fasern verwendet werden. Der Spritzgusswerkstoff kann zudem durch einen physikalischen oder chemischen Aufschäumprozess aufgeschäumt sein, um das Gewicht des Spritzgussbauteils zu reduzieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Kunststoffband zum Einführen in die Aufnahmekammer automatisiert von einer außerhalb der Spritzgussform angeordneten Kunststoffbandspule abgewickelt. Mit dieser Ausgestaltung seien die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung der Vorrichtung genannten Vorteile entsprechend verbunden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Vorrichtung, und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Verfahren.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Herstellen eines zumindest teilweise faserverstärkten, nicht gezeigten Spritzgussbauteils. Die Vorrichtung 1 weist wenigstens eine Spritzgussformhälfte 2 auf.
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Die Vorrichtung 1 weist eine an der Spritzgussformhälfte 2 angeordnete, zu einem Kavitätsteil 3 der Spritzgussformhälfte 2 teilweise offen ausgebildete Aufnahmekammer 4 auf. In 1 ist die offene Seite der Aufnahmekammer 4 gezeigt. Die Aufnahmekammer 4 ist beispielhaft quaderförmig ausgebildet und erstreckt sich über einen Teil der gezeigten Längserstreckung der Spritzgussformhälfte 2.
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Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 einen an der Spritzgussformhälfte 2 angeordneten, in die Aufnahmekammer 4 mündenden, in 2 gezeigten Zuführkanal auf, über den die Aufnahmekammer 4 kommunizierend mit einer Umgebung der Spritzgussformhälfte 2 verbunden ist.
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Zudem weist die Vorrichtung 1 eine Zuführeinrichtung 5 zum Einführen eines Bandabschnitts 6 eines faserverstärkten Kunststoffbands 7 von außerhalb der Spritzgussformhälfte 2 über den Zuführkanal in die Aufnahmekammer 4 auf. Die Zuführeinrichtung 5 weist eine außen an der Spritzgussformhälfte 2 angeordnete Halterung 8 und eine auswechselbar an der Halterung 8 angeordnete, abwickelbare Kunststoffbandspule 9 auf. Zudem weist die Zuführeinrichtung 5 einen elektrisch ansteuerbaren, nicht gezeigten Antrieb zum Abwickeln der Kunststoffbandspule 9 auf. In 1 ist ein Teil des Kunststoffbands 7 von der Kunststoffbandspule 9 abgewickelt, so dass der Bandabschnitt 6 in die Aufnahmekammer 4 eingeführt ist.
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Die Vorrichtung 1 weist eine in einem in Längsrichtung gesehen näher an einem Zuführkanal (2) der Zuführeinrichtung 5 angeordneten Anfangsbereich der Aufnahmekammer 4 angeordnete erste Klemmeinrichtung 12 und eine in einem bezogen auf den Anfangsbereich entfernter zu dem Zuführkanal angeordneten Endbereich der Aufnahmekammer 4 angeordnete zweite Klemmeinrichtung 13 auf, mit denen der in die Aufnahmekammer 4 eingeführte Bandabschnitt 6 bereichsweise einklemmbar ist.
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Ferner weist die Vorrichtung 1 eine in dem Anfangsbereich angeordnete erste Trenneinrichtung 10 und eine in dem Endbereich angeordnete zweite Trenneinrichtung 11 auf, die vor bzw. hinter den Klemmeinrichtungen 12 und 13 angeordnet sind und mit denen ein zwischen ihnen befindlicher Zwischenabschnitt 14 des Bandabschnitts 6 von dem übrigen Bandabschnitt 6 abtrennbar ist. Die Klemmeinrichtung 12 und die Trenneinrichtung 10 können zur Ausbildung einer nicht gezeigten einzelnen Klemm- und Trenneinrichtung miteinander kombiniert sein. Die Klemmeinrichtung 13 und die Trenneinrichtung 11 können zur Ausbildung einer nicht gezeigten einzelnen Klemm- und Trenneinrichtung miteinander kombiniert sein.
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2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Vorrichtung 1. Es ist insbesondere der an der Spritzgussformhälfte 2 angeordnete Zuführkanal 15 gezeigt, durch den das Kunststoffband 7 verläuft und der in der Aufnahmekammer 4 mündet. Der Zuführkanal 15 ist bezogen auf die Horizontale schräg angestellt und verläuft in der Zeichnungsebene der 2 von oben nach unten geneigt.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemä-ßes Verfahren zum Herstellen eines zumindest teilweise faserverstärkten Spritzgussbauteils unter Verwendung einer zumindest zweiteiligen Spritzgussform.
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In Verfahrensschritt 100 wird vor einem Einspritzen eines Spritzgusswerkstoffs in eine Kavität der geschlossenen Spritzgussform ein Bandabschnitt eines faserverstärkten Kunststoffbands von außerhalb der geöffneten Spritzgussform automatisiert in eine Aufnahmekammer an einer Spritzgussformhälfte eingeführt, wobei die Aufnahmekammer zu einem Kavitätsteil der Spritzgussformhälfte teilweise offen ausgebildet ist. Hierbei kann das Kunststoffband zum Einführen in die Aufnahmekammer automatisiert von einer außerhalb der Spritzgussform angeordneten Kunststoffbandspule abgewickelt werden.
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In Verfahrensschritt 200 wird der in die Aufnahmekammer eingeführte Bandabschnitt an wenigstens zwei in Längsrichtung des Bandabschnitts beabstandet voneinander angeordneten Klemmstellen automatisiert eingeklemmt.
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In Verfahrensschritt 300 wird die Spritzgussform zunächst geschlossen und anschließend ein zwischen den Klemmstellen befindlicher Zwischenabschnitt des Bandabschnitts vor dem Einspritzen des Spritzgusswerkstoffs in die geschlossene Spritzgussform automatisiert von dem übrigen Bandabschnitt abgetrennt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Spritzgussformhälfte
- 3
- Kavitätsteil
- 4
- Aufnahmekammer
- 5
- Zuführeinrichtung
- 6
- Bandabschnitt
- 7
- Kunststoffband
- 8
- Halterung
- 9
- Kunststoffbandspule
- 10
- Trenneinrichtung
- 11
- Trenneinrichtung
- 12
- Klemmeinrichtung
- 13
- Klemmeinrichtung
- 14
- Zwischenabschnitt
- 15
- Zuführkanal
- 100
- Verfahrensschritt (Einführen)
- 200
- Verfahrensschritt (Einklemmen)
- 300
- Verfahrensschritt (Abtrennen)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/076061 A1 [0004]
- DE 4227729 A1 [0005]
- US 2005/0258559 A1 [0006]
- US 8128358 B2 [0007]
- US 6207090 B1 [0008]