DE102024205436A1 - MANUFACTURING TOOL AND METHOD FOR MANUFACTURING A CLADDING ELEMENT - Google Patents
MANUFACTURING TOOL AND METHOD FOR MANUFACTURING A CLADDING ELEMENTInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fertigungswerkzeug mit einem ersten Werkzeugteil (1) und mindestens einem zweiten Werkzeugteil (2) zum Herstellen oder Bearbeiten eines Verkleidungselements (3), wobei das erste Werkzeugteil und das mindestens eine zweite Werkzeugteil in einem geschlossenen Zustand eine Kammer (4) zum Gießen oder Verpressen eines Verkleidungselements bilden, wobei die Kammer im geschlossenen Zustand durch ein oder mehrere Dichtelemente (5) gasdicht verschlossen ist und wobei das erste Werkzeugteil an seiner der Kammer zugewandten Oberfläche (6) eine oder mehrere Öffnungen (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f) aufweist, die über einen oder mehrere Vakuumkanäle (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f) mit einem Gasevakuierungssystem (9) in Verbindung stehen, und wobei jede der Öffnungen durch ein Sieb (10a, 11, 12, 13) abgedeckt ist, das einen Teil der Oberfläche des ersten Werkzeugteils bildet. Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren, das ein derartiges Fertigungswerkzeug verwendet. The invention relates to a manufacturing tool comprising a first tool part (1) and at least one second tool part (2) for manufacturing or machining a cladding element (3), wherein the first tool part and the at least one second tool part, in a closed state, form a chamber (4) for casting or pressing a cladding element, wherein the chamber, in the closed state, is gas-tightly sealed by one or more sealing elements (5), and wherein the first tool part has one or more openings (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f) on its surface (6) facing the chamber, which are connected to a gas evacuation system (9) via one or more vacuum channels (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f), and wherein each of the openings is covered by a screen (10a, 11, 12, 13) that forms part of the surface of the first tool part. The invention further relates to a manufacturing method that uses such a manufacturing tool.
Description
Die Erfindung gilt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und der Fertigung sowie der chemischen Bearbeitung von Teilen, insbesondere von Verkleidungselementen für Fahrzeuge.The invention applies in the field of mechanical engineering and manufacturing as well as the chemical treatment of parts, in particular of fairing elements for vehicles.
In vielen Fällen sind fluidische oder gasförmige Komponenten des Materials von Verkleidungselementen, die freigesetzt werden, wenn das Material erhitzt oder anderweitig bearbeitet wird, ein Hauptproblem des Fertigungsprozesses. Gasförmige Komponenten, wie zum Beispiel Wasserdampf, können in einem Verkleidungselement unter dekorativen Deckschichten eingeschlossen werden und zu Defekten, zum Beispiel Löcher, in den dekorativen Oberflächen der Verkleidungselemente führen.In many cases, fluidic or gaseous components of the material used in cladding elements, released when the material is heated or otherwise processed, pose a major problem in the manufacturing process. Gaseous components, such as water vapor, can become trapped within a cladding element beneath decorative coatings, leading to defects such as holes in the decorative surfaces.
Dies geschieht oftmals beispielsweise, wenn das Material eines Verkleidungselements Fasern oder insbesondere Naturfasern umfasst, oder allgemeiner, wenn das Material Feuchtigkeit während eines Gießprozesses freisetzt.This often happens, for example, when the material of a cladding element includes fibers, or especially natural fibers, or more generally, when the material releases moisture during a casting process.
Aus der Patentschrift
Im Hinblick auf den Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Fertigungswerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen oder Bearbeiten eines Verkleidungselements bereitzustellen, mit denen eine verbesserte Oberflächenqualität des Verkleidungselements bereitgestellt wird.With regard to the prior art, one object of the invention is to provide a manufacturing tool and a method for producing or machining a cladding element, with which an improved surface quality of the cladding element is provided.
Die Aufgabe wird durch ein Fertigungswerkzeug und durch ein Herstellungsverfahren zum Fertigen eines Verkleidungselements gemäß den unabhängigen Ansprüchen erfüllt. Die abhängigen Ansprüche stellen mögliche Umsetzungen eines Fertigungswerkzeugs oder -verfahrens dar.The task is accomplished by a manufacturing tool and a manufacturing process for producing a cladding element according to the independent claims. The dependent claims represent possible implementations of a manufacturing tool or process.
Aus diesem Grund betrifft die Erfindung ein Fertigungswerkzeug mit einem ersten Werkzeugteil und mindestens einem zweiten Werkzeugteil zum Herstellen oder Bearbeiten eines Verkleidungselements, wobei das erste Werkzeugteil und das mindestens eine zweite Werkzeugteil in einem geschlossenen Zustand eine Kammer zum Gießen oder Verpressen eines Verkleidungselements bilden, wobei die Kammer im geschlossenen Zustand durch ein oder mehrere Dichtelemente gasdicht verschlossen ist und wobei das erste Werkzeugteil an seiner der Kammer zugewandten Oberfläche eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die über einen oder mehrere Vakuumkanäle mit einem Gasevakuierungssystem in Verbindung stehen, und wobei jede der Öffnungen durch ein Sieb abgedeckt ist, das einen Teil der Oberfläche des ersten Werkzeugteils bildet.For this reason, the invention relates to a manufacturing tool comprising a first tool part and at least one second tool part for manufacturing or machining a cladding element, wherein the first tool part and the at least one second tool part, in a closed state, form a chamber for casting or pressing a cladding element, wherein the chamber, in the closed state, is gas-tightly sealed by one or more sealing elements, and wherein the first tool part has one or more openings on its surface facing the chamber, which are connected to a gas evacuation system via one or more vacuum channels, and wherein each of the openings is covered by a screen that forms part of the surface of the first tool part.
Das erste Werkzeugteil bildet zusammen mit einem oder mehreren zweiten Werkzeugteilen eine Kammer, in die ein oder mehrere Materialien eines Verkleidungselements eingebracht werden. In der Kammer kann das Material oder können die Materialien gegossen und/oder verpresst werden. Die Kammer kann eine negative Form bereitstellen, die durch das/die Material(ien) gefüllt wird, um ein Verkleidungselement zu bilden. Das/Die Material(ien) kann/können auch mehr als eine Schicht aus anderen Materialien oder aus dem gleichen Material umfassen, wobei eine Deckschicht dazu bestimmt ist, eine dekorative Deckschicht des Verkleidungselements zu bilden. Zumindest im ersten Teil des Fertigungswerkzeugs, in einigen Fällen ausschließlich im ersten Teil, in einigen Fällen im ersten Teil sowie in einem der zweiten Teile des Fertigungswerkzeugs, sind Öffnungen bereitgestellt, die durch einen oder mehrere Kanäle mit einem Gasevakuierungssystem in Verbindung stehen. Wenn mehr als eine Öffnung bereitgestellt ist, können die Öffnungen gleichmäßig über die Oberfläche des ersten Werkzeugteils verteilt sein, die eine Wand der Kammer bildet.The first tool part, together with one or more second tool parts, forms a chamber into which one or more materials of a cladding element are introduced. Within the chamber, the material(s) can be cast and/or pressed. The chamber can provide a negative mold that is filled with the material(s) to form a cladding element. The material(s) can also comprise more than one layer of other materials or of the same material, with a top layer intended to form a decorative finish on the cladding element. Openings are provided at least in the first part of the manufacturing tool, in some cases exclusively in the first part, and in some cases in the first part as well as in one of the second parts of the manufacturing tool. These openings are connected to a gas evacuation system via one or more channels. If more than one opening is provided, the openings can be evenly distributed across the surface of the first tool part, which forms a wall of the chamber.
Durch die Öffnungen und den Kanal/die Kanäle kann ein Gas oder Dampf durch das Gasevakuierungssystem aus der Kammer abgelassen oder abgesaugt werden. Ein solches Gas oder ein solcher Dampf kann während des Fertigungsprozesses durch ein Material eines Verkleidungselements oder ein Material, das in dem Fertigungsprozess eines Verkleidungselements verwendet wird, erzeugt oder freigesetzt werden.Through the openings and the channel(s), a gas or vapor can be released or extracted from the chamber via the gas evacuation system. Such a gas or vapor may be generated or released during the manufacturing process by a material of a cladding element or a material used in the manufacturing process of a cladding element.
Es muss verhindert werden, dass das Material, das das Verkleidungselement bildet, in die Öffnungen des ersten Teils des Fertigungswerkzeugs eintritt. Aus diesem Grund sind das eine oder die mehreren Siebe bereitgestellt, die Gas und/oder Feuchtigkeit durchlassen und das flüssige oder feste Material des Verkleidungselements zurückhalten. Die Siebe können auch Filter sein. Da die Siebe oder Filter einen Teil der Oberfläche des ersten Werkzeugteils bilden, weist das Material des Verkleidungselements nach dem Verfestigen eine flache Oberfläche auf, die eine Negativkopie der Oberflächen des ersten und des zweiten Werkzeugteils des Fertigungswerkzeugs ist. Die Siebe oder Filter passen in die Oberfläche des ersten oder des zweiten Werkzeugteils des Fertigungswerkzeugs und setzen die Kontur der Oberfläche des ersten oder des zweiten Werkzeugteils fort oder ergänzen diese. Die Löcher in dem/den Sieb(en) oder Filtern sind so klein, dass das Material des Verkleidungselements nicht in diese eintreten kann. Somit setzen die Öffnungen mit eingesetzten Sieben die umhüllende Form der Oberfläche des ersten und in einigen Fällen des einen oder der mehreren zweiten Werkzeugteile des Fertigungswerkzeugs fort.It is essential to prevent the material forming the cladding element from entering the openings of the first part of the manufacturing tool. For this reason, one or more screens are provided that allow gas and/or moisture to pass through while retaining the liquid or solid material of the cladding element. The screens can also function as filters. Because the screens or filters form part of the surface of the first tool part, the cladding element material, after solidification, has a flat surface that is a negative copy of the surfaces of the first and second tool parts of the manufacturing tool. The screens or filters fit into the surface of the first or second tool part of the manufacturing tool, continuing or extending the contour of the surface of the first or second tool part. The holes in the screen(s) or filters are so small that the cladding element material cannot enter them. Thus, the openings nungen with inserted sieves continue the enveloping shape of the surface of the first and in some cases of one or more second tool parts of the manufacturing tool.
Es kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der Siebe mindestens einen porösen Körper umfassen. Die Poren können so eng sein, dass Material des Verkleidungsteils nicht durch die Poren gelangen kann. Zum Beispiel kann der Durchmesser oder die Breite der Poren kleiner als 0,3 mm oder kleiner als 0,1 mm sein.It may be provided that one or more of the sieves include at least one porous body. The pores may be so small that material from the cladding part cannot pass through them. For example, the diameter or width of the pores may be less than 0.3 mm or less than 0.1 mm.
Eine potentielle Umsetzung eines Fertigungswerkzeugs kann vorsehen, dass eines oder mehrere der Siebe ein Blech mit Löchern umfassen.One potential implementation of a manufacturing tool may involve one or more of the sieves comprising a sheet with holes.
In diesem Fall werden die Metallsiebe in die Oberfläche der Teile des Fertigungswerkzeugs eingesetzt und setzen die Siebe die umhüllende Form der Oberfläche des ersten und möglicherweise des zweiten Teils fort.In this case, the metal sieves are inserted into the surface of the parts of the manufacturing tool, and the sieves continue the enveloping shape of the surface of the first and possibly the second part.
Die Löcher in dem/den Sieb(en) können einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als 100 Mikrometer oder sogar kleiner als 10 Mikrometer ist.The holes in the sieve(s) can have a diameter smaller than 100 micrometers or even smaller than 10 micrometers.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der Siebe eine Vielzahl von Partikeln umfassen, die in einem Käfig eingeschlossen sind.It may also be provided that one or more of the sieves comprise a large number of particles enclosed in a cage.
In diesem Fall können die Partikel aus einem Metall bestehen und können sie einen Durchmesser von weniger als 500 Mikrometern aufweisen. Die Partikel können eine Kugel- oder Polygonalform aufweisen. Eine Vielzahl von Partikeln kann lose in einem Behälter eingeschlossen sein, wobei der Behälter Öffnungen aufweisen kann, die so klein sind, dass die Partikel nicht durch diese gelangen können.In this case, the particles can be made of metal and can have a diameter of less than 500 micrometers. The particles can be spherical or polygonal in shape. A large number of particles can be loosely enclosed in a container, which may have openings so small that the particles cannot pass through them.
Eine andere Umsetzung kann umfassen, dass eines oder mehrere der Siebe eine Vielzahl von Partikeln umfassen, die fest miteinander verbunden sind, um ein schwammartiges Element zu bilden.Another implementation may involve one or more of the sieves comprising a multitude of particles firmly connected to each other to form a sponge-like element.
Eine Vielzahl von Partikeln, die jeweils zum Beispiel einen Durchmesser von weniger als 1 Millimeter oder weniger als 100 Mikrometern aufweisen, kann durch Löten oder durch einen Sinterprozess verbunden werden und eine schwammartige Struktur bilden. Die schwammartige Struktur kann in einer anderen Umsetzung auch durch lose Fasern oder Fasergewebe, z. B. Metallfasern, gebildet werden.A large number of particles, each with a diameter of, for example, less than 1 millimeter or less than 100 micrometers, can be joined by soldering or a sintering process to form a sponge-like structure. Alternatively, this sponge-like structure can also be formed using loose fibers or fibrous fabrics, such as metal fibers.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass der Durchmesser von einem oder mehreren der Siebe in den Öffnungen größer als der Durchmesser des Vakuumkanals ist, der die jeweilige Öffnung, die durch das Sieb abgedeckt ist, mit dem Evakuierungssystem verbindet.It may also be provided that the diameter of one or more of the sieves in the openings is larger than the diameter of the vacuum channel that connects the respective opening covered by the sieve to the evacuation system.
Mit dieser Funktion können die Siebe einen Großteil der Oberfläche des ersten Werkzeugteils abdecken und kann die Evakuierung und Entfernung von Dampf und Gas weiter erleichtert werden.This function allows the sieves to cover a large part of the surface of the first tool part, further facilitating the evacuation and removal of steam and gas.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der Siebe mit einem Beschlagelement, das das Sieb hält, kombiniert werden.It may also be provided that one or more of the sieves are combined with a fitting element that holds the sieve.
Eine andere Umsetzung kann vorsehen, dass das oder jedes Beschlagelement dicht in eine Öffnung des ersten oder eines zweiten Werkzeugteils passt.Another implementation can provide that the fitting element or elements fit tightly into an opening of the first or a second tool part.
Die Beschlagelemente können eine zylindrische Form oder eine konische Form aufweisen, die sich zur Oberfläche des ersten Werkzeugteils hin verbreitert, um einen maximierten Oberflächenbereich an der Oberfläche des ersten Werkzeugteils bereitzustellen.The fitting elements can have a cylindrical shape or a conical shape that widens towards the surface of the first tool part in order to provide a maximized surface area on the surface of the first tool part.
Eine andere mögliche Umsetzung kann umfassen, dass das oder jedes Beschlagelement lösbar in eine Öffnung des ersten oder eines zweiten Werkzeugteils passt.Another possible implementation could involve the fitting element(s) being detachably fitted into an opening of the first or a second tool part.
Ein oder mehrere Siebe können in einem Beschlagelement gehalten werden oder darin enthalten sein. Ein Beschlagelement kann einen hohlen Zylinder umfassen und der hohle Zylinder kann einen Flansch umfassen, der sich an seinem äußeren Umfang erstreckt. Das Beschlagelement kann lösbar in eine zylindrische Bohrung passen, die eine Öffnung in der Oberfläche eines Teils des Fertigungswerkzeugs bildet. Auf diese Weise kann ein Sieb mit einem Beschlagelement in eine Öffnung eingesetzt werden und kann es auch zum Ersetzen durch ein neues Sieb aus der Öffnung entfernt werden. Ein Beschlagelement kann aus einem Metall oder einem Kunststoffmaterial bestehen.One or more sieves can be held in or contained within a fitting element. A fitting element can comprise a hollow cylinder, and the hollow cylinder can include a flange extending around its outer circumference. The fitting element can be detachably fitted into a cylindrical bore that forms an opening in the surface of a part of the manufacturing tool. In this way, a sieve can be inserted into an opening by means of a fitting element and can also be removed from the opening for replacement with a new sieve. A fitting element can be made of a metal or a plastic material.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass mindestens das erste Werkzeugteil an seinen Öffnungen, die mit einem Gasevakuierungssystem in Verbindung stehen, Passbohrungen umfasst, wobei die Passbohrungen angeordnet sind, um Beschlagelemente von Sieben dicht aufzunehmen, und wobei die Passbohrungen Längssymmetrieachsen aufweisen, die vertikal in Bezug auf die Oberfläche des ersten Werkzeugteils, das der Kammer zugewandt ist, angeordnet sind.Furthermore, it may be provided that at least the first tool part includes fitting bores at its openings which are connected to a gas evacuation system, wherein the fitting bores are arranged to tightly accommodate fitting elements of sieves, and wherein the fitting bores have longitudinal axes of symmetry which are arranged vertically with respect to the surface of the first tool part which faces the chamber.
Jede Passbohrung kann eine Öffnung bilden oder kann ein Teil einer Öffnung in der Oberfläche von einem der Werkzeugteile des Fertigungswerkzeugs sein. Die Passbohrungen können eine zylindrische Form aufweisen und können einen Boden aufweisen, wobei ein Vakuumkanal an dem Boden oder an einer Schulter der Passbohrung endet. Auf diese Weise kann ein Beschlagelement mit einem Sieb oder einem Filter in eine Passbohrung passen und auf dem Boden oder einer Schulter der Passbohrung aufliegen. Ein Gas oder ein Dampf kann durch das Sieb und durch den Vakuumkanal abgelassen werden.Each bore can form an opening or be part of an opening in the surface of one of the tool components of the manufacturing tool. The bores can have a cylindrical shape and can have a bottom. The fitting features a vacuum channel terminating at the bottom or shoulder of the bore. This allows a fitting element with a sieve or filter to fit into the bore and rest on its bottom or shoulder. Gas or vapor can then be released through the sieve and the vacuum channel.
Durch das Ausrichten der Symmetrieachsen der Passbohrungen vertikal in Bezug auf die Oberfläche des ersten oder des zweiten Werkzeugteils des Fertigungswerkzeugs können die Beschlagelemente, die zylindrisch sein können, und die Siebe leicht in die Oberflächenform des ersten und des zweiten Teils des Fertigungswerkzeugs passen. Wenn die Oberfläche eines Teils des Fertigungswerkzeugs gekrümmt ist, kann die Achse einer Passbohrung vertikal zu dem Oberflächenabschnitt des Teils des Fertigungswerkzeugs, der die Passbohrung unmittelbar umgibt, ausgerichtet sein.By aligning the axes of symmetry of the locating bores vertically with respect to the surface of the first or second part of the tooling, the fitting elements, which may be cylindrical, and the screens can easily fit into the surface contour of the first and second parts of the tooling. If the surface of a part of the tooling is curved, the axis of a locating bore can be aligned vertically with the surface section of the part of the tooling that immediately surrounds the locating bore.
Aus diesem Grund kann es vorgesehen sein, dass Symmetrieachsen von verschiedenen Passbohrungen gegeneinander verkippt sein können, was bedeutet, dass sie nicht parallel zueinander sind. Auf diese Weise können gekrümmte Oberflächen des ersten Werkzeugteils leicht durch Einsetzen der Siebe in einer angemessenen Ausrichtung angepasst werden.For this reason, it may be intended that the axes of symmetry of different fitting bores can be tilted relative to each other, meaning that they are not parallel. In this way, curved surfaces of the first tool part can be easily adjusted by inserting the screens in the appropriate orientation.
In einer anderen Umsetzung kann es vorgesehen sein, dass das Evakuierungssystem durch einen Vakuumverbindungskanal mit einer Längsachse, die parallel zu der Oberfläche des ersten Werkzeugteils verläuft oder die mit der Oberfläche des ersten Werkzeugteils einen Winkel einschließt, der kleiner als 10 Grad ist, mit den Vakuumkanälen verbunden ist.In another implementation, the evacuation system may be connected to the vacuum channels by means of a vacuum connection channel with a longitudinal axis that runs parallel to the surface of the first tool part or that forms an angle with the surface of the first tool part that is less than 10 degrees.
Auf diese Weise ist es einfach, nach Bedarf mehr oder weniger Öffnungen in der Oberfläche der ersten Werkzeugteile mit dem Vakuumverbindungskanal und ferner mit dem Evakuierungssystem zu verbinden, indem nur Bohrungen hinzugefügt werden, die vertikal in Bezug auf die Oberfläche des ersten Werkzeugteils ausgerichtet sind.In this way, it is easy to connect more or fewer openings in the surface of the first tool parts to the vacuum connection channel and further to the evacuation system as needed, simply by adding holes that are vertically aligned with respect to the surface of the first tool part.
Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren zum Fertigen eines Verkleidungselements durch Gießen oder Verpressen eines ersten Materials in einer gasdichten Kammer, die mit einem ersten Werkzeugteil und mindestens einem zweiten Werkzeugteil gebildet ist, wobei das erste Material in die Kammer eingebracht wird, wobei die Kammer geschlossen und gasdicht versiegelt wird und dann das erste Material erhitzt wird und Gas aus der Kammer durch Ansaugen durch eine oder mehrere Öffnungen im ersten Werkzeugteil evakuiert wird, die jeweils durch ein Sieb abgedeckt sind, das einen Teil der Oberfläche des ersten Werkzeugteils bildet.The invention further relates to a manufacturing method for producing a cladding element by casting or pressing a first material in a gas-tight chamber formed by a first tool part and at least a second tool part, wherein the first material is introduced into the chamber, the chamber is closed and sealed gas-tight, and then the first material is heated and gas is evacuated from the chamber by suction through one or more openings in the first tool part, each of which is covered by a screen forming part of the surface of the first tool part.
Das erste Werkzeugteil und das eine oder die mehreren zweiten Werkzeugteile können auseinandergenommen werden, um ein erstes Material in die Kammer einzubringen, die durch die Werkzeugteile in einem geschlossenen Zustand gebildet wird. In einigen Fällen kann mehr als ein Material in die Kammer eingebracht werden und in einigen Umsetzungen kann ein Stück, das aus zwei oder mehr verschiedenen Schichten besteht, in die Kammer eingebracht werden. Wenn die Kammer durch Zusammennehmen der Werkzeugteile geschlossen wird, können Dichtelemente, zum Beispiel Dichtringe, zwischen den Werkzeugteilen zum gasdichten Verschließen der Kammer bereitgestellt werden. Das erste Material oder die Materialien kann/können gegossen werden oder die Schichten können in der Kammer verpresst werden und gleichzeitig kann die Kammer erhitzt werden und Gas oder Dampf kann aus dem Material ausgestoßen werden und mit einem Vakuumsystem durch die Siebe und durch die Vakuumkanäle abgesaugt werden. Das Vakuumsystem kann eine Vakuumpumpe oder einen Tank mit Niederdruck umfassen. Das Fertigungswerkzeug kann eine Heizung zum Erzeugen von Hitze und hohen Temperaturen in der Kammer umfassen, zum Beispiel Temperaturen über 80 Grad oder 90 oder 100 Grad Celsius. Bei diesen Temperaturen kann Wasser oder Feuchtigkeit, das/die in oder an den Fasern, zum Beispiel Naturfasern in dem ersten Material, gebunden sein kann, abgelassen werden. Durch Ablassen des Gases oder Dampfes durch die Siebe wird ein Strom von flüssigem oder festen Material des Verkleidungselements durch die Öffnungen in den Werkzeugteilen verhindert.The first tool part and one or more secondary tool parts can be disassembled to introduce a first material into the chamber formed by the tool parts in a closed state. In some cases, more than one material can be introduced into the chamber, and in some implementations, a piece consisting of two or more different layers can be introduced. When the chamber is closed by reassembling the tool parts, sealing elements, such as sealing rings, can be provided between the tool parts to create a gas-tight seal. The first material(s) can be cast, or the layers can be pressed into the chamber. Simultaneously, the chamber can be heated, and gas or vapor can be expelled from the material and extracted by a vacuum system through screens and vacuum channels. The vacuum system can include a vacuum pump or a low-pressure tank. The manufacturing tool can include a heater to generate heat and high temperatures in the chamber, for example, temperatures above 80, 90, or 100 degrees Celsius. At these temperatures, water or moisture that may be bound in or on the fibers, for example, natural fibers in the first material, can be drained away. By releasing the gas or vapor through the sieves, a flow of liquid or solid material from the cladding element through the openings in the tool parts is prevented.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verkleidungselement, das durch das vorstehend beschriebene Verfahren gegossen oder verpresst wurde.The invention also relates to a cladding element that was cast or pressed using the method described above.
Eine mögliche Umsetzung eines Verfahrens kann ferner vorsehen, dass vor dem Einbringen des ersten Materials in die Kammer geprüft wird, ob eines oder mehrere der Siebe verstopft sind, und die verstopften Siebe durch neue Siebe ersetzt werden.One possible implementation of a procedure may further provide that, before the first material is introduced into the chamber, it is checked whether one or more of the sieves are clogged, and the clogged sieves are replaced with new sieves.
Wenn ein Sieb verstopft ist, zum Beispiel durch Dampf, der durch das Sieb gelangt ist und flüssige oder feste Partikel transportiert hat, wird ein weiteres Ablassen von Gas oder Dampf durch das Sieb verhindert, und deshalb muss es gereinigt oder durch ein anderes Sieb ersetzt werden. Das Ersetzen von Sieben kann stark vereinfacht werden, indem Siebbeschlagelemente bereitgestellt werden. Die Beschlagelemente können Behälter sein, die das Siebmaterial enthalten, zum Beispiel ein Blech mit Löchern oder ein mit Partikel gefülltes Volumen. Die Beschlagelemente können in Passbohrungen in den Werkzeugteilen eingesetzt werden und können zum Ersetzen leicht entfernt werden.If a sieve becomes clogged, for example by steam that has passed through it carrying liquid or solid particles, further release of gas or steam through the sieve is prevented, and therefore it must be cleaned or replaced. Replacing sieves can be greatly simplified by providing sieve fittings. The fittings can be containers holding the sieve material, for example, a perforated sheet or a volume filled with particles. The fittings can be inserted into locating holes in the Tool parts are used and can be easily removed for replacement.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Überprüfen von Sieben das Blasen eines Gases durch den einen oder die mehreren Kanäle und durch die Siebe in die Kammer oder aus der Kammer umfasst.It may also be provided that checking the sieves includes blowing a gas through the one or more channels and through the sieves into or out of the chamber.
Um herauszufinden, ob die Siebe in einem Werkzeugteil sauber oder verstopft sind, kann Gas oder Dampf durch eines oder mehrere der Siebe geblasen werden, und der Widerstand des Siebs/der Siebe gegen einen Gasstrom kann überprüft oder gemessen werden.To find out whether the screens in a tool part are clean or clogged, gas or steam can be blown through one or more of the screens, and the resistance of the screen(s) to a gas flow can be checked or measured.
Aus diesem Grund kann ein Gasführungselement, wie etwa eine motorbetriebene Gaspumpe oder ein Lüfter, verwendet werden und der Strom des Motors kann gemessen werden, um den Gasstromwiderstand durch Messen der Last der Gaspumpe zu bestimmen. In einer Umsetzung kann ein hoher Gasdruck, der auf die Siebe von der Seite des Vakuumsystems aufgebracht wird, ebenfalls verwendet werden, um verstopfte Siebe aus den Passbohrungen zu drücken.For this reason, a gas flow element, such as a motor-driven gas pump or a fan, can be used, and the motor's current can be measured to determine the gas flow resistance by measuring the load on the gas pump. Alternatively, high gas pressure applied to the screens from the vacuum system can be used to force clogged screens out of their bores.
Die Erfindung und einige ihrer Umsetzungen sind ferner in den Figuren einer Zeichnung gezeigt und werden nachfolgend erläutert. Darin zeigen die Figuren:
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1A : ein Fertigungswerkzeug in einer Querschnittsansicht, -
1B : ein erstes Detail aus1A in einer vergrößerten Ansicht, -
1C : ein zweites Detail aus1A in einer vergrößerten Ansicht, -
2 : ein Beispiel für einen Aufbau eines Siebs, -
3 : ein anderes Beispiel für einen Aufbau eines Siebs, -
4 : eine konische Form eines Siebs und eines Beschlagelements und -
5 : eine Ansicht des Fertigungswerkzeugs in einem offenen Zustand.
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1A : a manufacturing tool in a cross-sectional view, -
1B : a first detail from1A in an enlarged view, -
1C : a second detail from1A in an enlarged view, -
2 : an example of how to construct a sieve, -
3 : another example of how to construct a sieve, -
4 : a conical shape of a sieve and a fitting element and -
5 : a view of the manufacturing tool in an open state.
Das Entfernen des Wassers in Form von Dampf aus dem Material des Verkleidungselements verhindert die Bildung von Wasser- oder Dampfblasen, die zu Löchern in der dekorativen Deckschicht im Verlauf der Fertigung des Verkleidungselements führen können.Removing water in the form of steam from the material of the cladding element prevents the formation of water or steam bubbles that could lead to holes in the decorative top layer during the manufacturing process of the cladding element.
Dampf wird aus dem Material des Verkleidungselements 3 entfernt, indem es erhitzt wird und zeitgleich oder nach dem Erhitzen die Kammer 4 evakuiert wird, indem Gas und Dampf mit der Vakuumpumpe 9, 9a durch die Öffnungen 7a-7f und durch die Kanäle 8a-8f gesaugt werden. An der Vakuumpumpe kann ein Kondensator zum Trennen von Wasser von dem Dampf bereitgestellt werden.Steam is removed from the material of the cladding element 3 by heating it, and simultaneously or after heating, chamber 4 is evacuated by drawing gas and steam through openings 7a-7f and channels 8a-8f using vacuum pumps 9 and 9a. A condenser can be provided at the vacuum pump to separate water from the steam.
Da vermieden werden soll, dass das Material des Verkleidungselements, das durch Anwenden von hohen Temperaturen erweichen kann, durch den Niederdruck in die Öffnungen 7a-7f transportiert wird, wird jede Öffnung durch ein Sieb 10a, 11, 12, 13 abgedeckt. Die Siebe sind in den
Ein Dichtring 5 ist zwischen den zwei Werkzeugteilen 1, 2 bereitgestellt, um ein Aufbauen von Vakuum in der Kammer 4 zu ermöglichen.A sealing ring 5 is provided between the two tool parts 1, 2 to allow a vacuum to build up in the chamber 4.
In
Darin zeigt
Die Oberfläche jedes schwammartigen oder porösen Körpers, der durch die Partikel gebildet wird, ist flach oder mit der Oberfläche 6 des ersten Werkzeugteils 1 bündig und setzt die Kontur der Oberfläche des ersten Werkzeugteils fort. Zu diesem Zweck werden die Beschlagelemente 16 in Passbohrungen 17 des ersten Werkzeugteils eingesetzt. Symmetrieachsen 18 der Beschlagelemente werden dann an den Symmetrieachsen der Passbohrungen ausgerichtet, die vertikal an der Oberfläche 6 des Abschnitts des ersten Werkzeugteils neben der jeweiligen Passbohrung ausgerichtet sind.The surface of each sponge-like or porous body formed by the particles is flat or flush with the surface 6 of the first tool part 1 and continues the contour of the surface of the first tool part. For this purpose, the fitting elements 16 are inserted into locating bores 17 of the first tool part. The axes of symmetry 18 of the fitting elements are then aligned with the axes of symmetry of the locating bores, which are vertically aligned on the surface 6 of the section of the first tool part adjacent to the respective locating bore.
Bevor das vorbereitete Verkleidungselement oder Rohmaterial zum Bilden eines Verkleidungselements 3 auf das erste Werkzeugteil 1 oder in die Kammer 4 gegeben wird, können die Siebe in den Öffnungen 7a-7f überprüft werden, um herauszufinden, ob eines oder mehrere von ihnen verstopft sind und ersetzt oder gereinigt werden sollten. Zu diesem Zweck kann eine Überdruckpumpe 9b mit dem Vakuumsystem anstelle der Vakuumpumpe 9a gekoppelt werden und auf diese Weise kann ein Überdruck erzeugt werden und kann Gas durch die Siebe und aus den Öffnungen 7a-7f in die Kammer 4 geblasen werden. Wenn eines der Siebe verstopft ist, kann dies durch einen Druckanstieg oder einen Anstieg der Last der Pumpe erkannt werden oder kann das verstopfte Sieb selbst aus seiner Öffnung herausgedrückt werden. Das verstopfte Sieb kann dann leicht gereinigt oder ersetzt werden.Before the prepared cladding element or raw material for forming a cladding element 3 is placed on the first tool part 1 or into chamber 4, the screens in openings 7a-7f can be checked to determine if one or more of them are clogged and should be replaced or cleaned. For this purpose, a pressure pump 9b can be connected to the vacuum system instead of the vacuum pump 9a. This will create overpressure, allowing gas to be blown through the screens and out of openings 7a-7f into chamber 4. If one of the screens is clogged, this can be detected by a pressure increase or an increase in the pump load, or the clogged screen itself can be forced out of its opening. The clogged screen can then be easily cleaned or replaced.
Durch die Erfindung wird ein effektives Fertigungswerkzeug und -verfahren zum Herstellen von Verkleidungselementen mit einer hohen Oberflächenqualität und ohne eingeschlossene Dampf- oder Wasserblasen geschaffen.The invention provides an effective manufacturing tool and method for producing cladding elements with a high surface quality and without trapped steam or water bubbles.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 792903A1 [0004]EP 792903A1 [0004]
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|---|---|
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