DE20008097U1

DE20008097U1 - Positioning device for flat components, especially glass panels

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Publication number: DE20008097U1
Application number: DE20008097U
Authority: DE
Original assignee: BBG Braunsberger GmbH and Co KG
Current assignee: BBG GmbH and Co KG
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2010-05-09

Description

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BeschreibungDescription

Positioniereinrichtung für flache Bauteile, insbesondere GlastafelnPositioning device for flat components, especially glass panels

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für flache Bauteile, insbesondere Glastafeln, die zumindest an den Seitenkanten mit einem Kunststoff-Rahmen umspritzbar/umschäumbar sind und bei der Herstellung mit einer Vakuumsaugvorrichtung im Spritz-/Schäumwerkzeug fixierbar sind.The invention relates to a positioning device for flat components, in particular glass panels, which can be overmolded/foamed with a plastic frame at least on the side edges and can be fixed in the injection/foaming tool during production with a vacuum suction device.

Derartige Bauteile in Form von Glastafeln für Schiebedächer, Heck-, Front- oder Seitenscheiben oder ähnliche Bauteile werden in der Kraftfahrzeugtechnik zunehmend eingesetzt. Dabei soll der die Glastafel umgebende Kunststoff-Rahmen aus einem Thermoplast-Kunststoff oder Polyurethanschaum so schmal wie möglich sein. Dieser Kunststoff-Rahmen des Glasschiebedaches dient dabei auch zur Verankerung von Halterungsteilen, beispielsweise Blechlaschen, an denen Gelenkpunkte oder Antriebsmechanismen für die Öffnung des Glasschiebedaches angelenkt sind, so daß hierbei hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit bestehen.Such components in the form of glass panels for sunroofs, rear, front or side windows or similar components are increasingly being used in automotive engineering. The plastic frame surrounding the glass panel made of a thermoplastic or polyurethane foam should be as narrow as possible. This plastic frame of the glass sunroof is also used to anchor mounting parts, for example sheet metal tabs to which hinge points or drive mechanisms for opening the glass sunroof are hinged, so that high demands are placed on manufacturing precision.

Zur Abdichtung ist zudem im allgemeinen an dem Kunststoff-Rahmen auch eine umlaufende Nut vorgesehen. Dies erfordert ein sehr genaues Schäum- oder Umspritzwerkzeug, da der Abstand zwischen dem Nutgrund und dem Glastafelumriß an den vier umlaufenden Seitenkanten des Glasschiebedaches wegen der angestrebten schmalen Bauweise des Rahmens nur wenige Millimeter betragen kann, so daß bei der Herstellung eine sehr präzise Positionierung des Bauteils innerhalb des Werkzeuges erforderlich ist. Die zur Fertigung erforderliche Positioniereinrichtung soll zudem auch den Schaumlauf des Kunststoffes beim Umspritz- bzw. Umschäumvorgang nicht stören, damit die Kontaktflächen nicht überdimensioniert werden müssen.In addition, a circumferential groove is generally provided on the plastic frame for sealing. This requires a very precise foaming or overmolding tool, since the distance between the groove base and the glass panel outline on the four circumferential side edges of the sliding glass roof can only be a few millimeters due to the narrow design of the frame, so that very precise positioning of the component within the tool is required during production. The positioning device required for production should also not interfere with the flow of the foam of the plastic during the overmolding or foaming process, so that the contact surfaces do not have to be oversized.

Bei bisherigen Herstellungsverfahren mit einem manuellen Ausrichten und Zentrieren der Bauteile im Umschäumwerkzeug ist der Nachteil einer hohen Taktzeit gegeben. Zudem ist diePrevious manufacturing processes with manual alignment and centering of the components in the foaming tool have the disadvantage of a long cycle time. In addition, the

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Maßgenauigkeit auch bei Verwendung von Anschlägen durch die Vielzahl der Werkzeugteile oft unzureichend, insbesondere wenn die Glastafel gewisse Wölbungstoleranzen aufweist. Dadurch kann am hergestellten Kunststoff-Rahmen ein hohes Maß an Nacharbeit erforderlich sein. In üblichen Werkzeugen werden häufig zur Lagesicherung und -ausrichtung Fangstifte positioniert und die Bauteile durch eine Vakuumsaugvorrichtung (sog. Vakuumnest) gehalten.Even when using stops, dimensional accuracy is often insufficient due to the large number of tool parts, especially if the glass panel has certain curvature tolerances. This can mean that a high degree of rework is required on the plastic frame produced. In conventional tools, catch pins are often positioned to secure and align the position and the components are held by a vacuum suction device (so-called vacuum nest).

Die Bauteile bzw. Glastafeln stützen sich hierbei auf einer Auflage mit elastischen Dichtungen ab, wobei die Ansaugkraft des Vakuums im allgemeinen zum Positionieren der eingelegten Bauteile ausreicht. Bei größeren Wölbungstoleranzen kann es jedoch dazu kommen, daß das Vakuum auch bei großem Unterdruck nicht ansetzt bzw. wegen Spalten zwischen Glastafel und Gegenkontur des Vakuumnestes nicht aufgebaut wird, selbst bei manuellem Nachdrücken der Glastafel auf das Vakuumnest, da die Konturabweichungen zu groß sind und noch höherer manueller Druck zu Glasbruch führen könnte. Dies hat als Folge, daß die Glastafel nicht verarbeitet werden kann und zu Ausschuß wird sowie der Fertigungsablauf erheblich gestört wird.The components or glass panels are supported on a support with elastic seals, whereby the suction force of the vacuum is generally sufficient to position the inserted components. With larger curvature tolerances, however, it can happen that the vacuum does not take effect even with a large negative pressure or is not built up due to gaps between the glass panel and the counter contour of the vacuum nest, even when the glass panel is manually pressed onto the vacuum nest, since the contour deviations are too large and even higher manual pressure could lead to glass breakage. This means that the glass panel cannot be processed and becomes scrap, and the production process is significantly disrupted.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Positioniereinrichtung für flache Bauteile, insbesondere Glastafeln zu schaffen, die die vorstehenden Nachteile vermeidet, insbesondere die Ausschußrate reduziert und eine hohe Positioniergenauigkeit bei hoher Taktrate bietet.Accordingly, the object of the invention is to provide a simply constructed positioning device for flat components, in particular glass panels, which avoids the above disadvantages, in particular reduces the reject rate and offers high positioning accuracy at a high cycle rate.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Positioniereinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.This object is achieved by a positioning device according to the features of claim 1.

Durch die vorgeschlagene Positioniereinrichtung können die Bauteile bzw. auch relativ ungenau gefertigte Glastafeln einfach positioniert und in dieser Lage festgehalten werden. Durch das zusätzliche Positionierelement, insbesondere in Art eines Saugnapfes wird die Glastafel mit gleichmäßiger Kraft auf das Vakuum gezogen oder gedrückt, so daß die Vakuumsaugvorrichtung den erforderlichen Unterdruck in praktisch allen Fällen aufbauenThe proposed positioning device allows the components or even relatively inaccurately manufactured glass panels to be easily positioned and held in this position. The additional positioning element, in particular in the form of a suction cup, pulls or pushes the glass panel onto the vacuum with uniform force, so that the vacuum suction device can build up the required negative pressure in practically all cases.

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kann. Dadurch kann der Kunststoff-Rahmen bzw. Umrandung auch für Glastafeln, die ansonsten nicht verarbeitet werden könnten, im Spritz-/Schäumwerkzeug in einfacher, exakter Weise hergestellt werden. Dabei ist die Positioniereinrichtung im wesentlichen in das Schäumwerkzeug integriert und sehr einfach aufgebaut. Zudem kann nach Einlegen der Bauteile und beim anschließenden Ansaugen mit dem saugnapfartigen Positionierelement auf das Vakuumnest das korrekte Einlegen und Positionieren überprüft Werden.This means that the plastic frame or border can be produced in a simple, precise manner in the injection molding/foaming tool, even for glass panels that could not otherwise be processed. The positioning device is essentially integrated into the foaming tool and is very simply constructed. In addition, after inserting the components and then sucking them onto the vacuum nest with the suction cup-like positioning element, the correct insertion and positioning can be checked.

Durch die exakte Positionierung der Bauteile bezüglich des Vakuumnestes mittels der Vorfixierung durch das saugnapfartige Positionerelement wird auch ein gleichmäßiger Schaumlauf und eine vollständige Benetzung der Glastafel an den Rändern erreicht. Dadurch wird die Festigkeit zwischen Glastafel und dem Kunststoff-Rahmen in reproduzierbarer Form erhöht, so daß die Qualität des Fertigbauteils insgesamt steigt. Insbesondere wird auch sichergestellt, daß die Halterungspunkte des Bauteils, insbesondere eines Glasschiebedaches exakt eingehalten werden. Hierdurch wird der Aufwand für eine Nachbearbeitung erheblich reduziert und insbesondere eine exakte Relativ-Zuordnung erzielt, so daß bei einem bevorzugten Anwendungsbeispiel eines Glas-Schiebedachs eine gleichmäßige Dichtungsanlage und somit insgesamt eine bessere Abdichtung der Dachöffnung erreicht wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The precise positioning of the components in relation to the vacuum nest by means of pre-fixing with the suction cup-like positioning element also ensures that the foam flows evenly and that the glass panel is completely wetted at the edges. This increases the strength between the glass panel and the plastic frame in a reproducible manner, so that the quality of the finished component increases overall. In particular, it is also ensured that the mounting points of the component, in particular of a glass sliding roof, are precisely maintained. This significantly reduces the effort required for post-processing and in particular achieves an exact relative assignment, so that in a preferred application example of a glass sliding roof, a uniform sealing system and thus overall better sealing of the roof opening is achieved. Further advantageous embodiments are the subject of the subclaims.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierin zeigt:An embodiment of the invention is explained and described in more detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 eine Glastafel als Beispiel eines flachen, in ein Schäumwerkzeug einzulegenden Bauteils bei der Herstellung im Schäumwerkzeug mit einer neuerungsgemäßen Positioniereinrichtung;Fig. 1 shows a glass sheet as an example of a flat component to be inserted into a foaming tool during production in the foaming tool with a positioning device according to the innovation;

In Fig. 1 ist als Anwendungsbeispiel eine Glastafel (hier als repräsentatives Beispiel eines flachen Bauteils 3) in einem Schäumwerkzeug 1 eingelegt gezeigt. Dabei wird die Glastafel 3In Fig. 1, a glass panel (here as a representative example of a flat component 3) is shown as an application example inserted into a foaming tool 1. The glass panel 3

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am Außenrand bzw. den Seitenkanten von einem Kunststoff-Rahmen 4 (hier als Formhohlraum dargestellt) bevorzugt aus PU-Schaumstoff umgeben. Dieser Rahmen 4 wird in dem Schäumwerkzeug 1 mit einem Oberteil 2 und einem Unterteil 12 an dem Außenrand der Glastafel 3 umspritzt bzw. umschäumt. Hierbei werden auch mehrere Halterungsteile 5, bevorzugt hier nach oben abstehende Winkelbleche mitumspritzt, so daß durch Einsetzen von nicht dargestellten Schrauben, Bolzen u. dgl. eine Befestigung an einem Schwenkgelenk oder dem Antriebsmechanismus zum Schieben bzw. Heben des Glasschiebedaches ermöglicht wird.on the outer edge or the side edges by a plastic frame 4 (shown here as a mold cavity), preferably made of PU foam. This frame 4 is molded or foamed in the foaming tool 1 with an upper part 2 and a lower part 12 on the outer edge of the glass panel 3. In this case, several mounting parts 5, preferably angle plates protruding upwards here, are also molded so that by inserting screws, bolts and the like (not shown), fastening to a swivel joint or the drive mechanism for sliding or lifting the glass sliding roof is possible.

Das Schäumwerkzeug 1 mit Werkzeug-Oberteil 2 und Werkzeug-Unterteil 12 kann gegenüber der hier dargestellten Lage mit konkav eingelegter Glastafel 3 auch um 180° ("Überkopf") gedreht werden, so daß die Glastafel 3 dann konvex positioniert wäre. Die exakte Positionierung der Glastafel 3 relativ zum Formhohlraum am Außenumfang der Glastafel 3 zur Ausbildung des Rahmens 4 ist hierbei für eine sichere Formfüllung wesentlich, insbesondere auch da die Halterungsteile 5 bei diesem Ausführungsbeispiel nur durch die Kontaktfläche zum Rahmen 4 hin befestigt sind. Der hier punktiert dargestellte Formhohlraum zur Ausbildung des Rahmens 4 und Umspritzung/Umschäumung ist dabei günstig abzudichten, bevorzugt mit einer selbsttrennenden Dichtung 13, die einen Austritt des über eine oder bevorzugt mehrere Einspritzöffnung(-en) eintretenden Kunststoffschaumes an die Oberseite der Glastafel 3 zuverlässig verhindert. Auch zum Unterteil 12 hin sind derartige Dichtungen 13 vorgesehen, so daß Ober- und Unterseite der Glastafel 3 beim Schäumvorgang sauber gehalten werden, um Nacharbeiten zu vermeiden.The foaming tool 1 with the tool upper part 2 and tool lower part 12 can also be rotated by 180° ("overhead") compared to the position shown here with the concavely inserted glass panel 3, so that the glass panel 3 would then be positioned convexly. The exact positioning of the glass panel 3 relative to the mold cavity on the outer circumference of the glass panel 3 for forming the frame 4 is essential for reliable mold filling, especially since the mounting parts 5 in this embodiment are only attached to the frame 4 by the contact surface. The mold cavity shown here in dotted lines for forming the frame 4 and overmolding/foaming can be sealed favorably, preferably with a self-separating seal 13, which reliably prevents the plastic foam entering via one or preferably several injection openings from escaping to the top of the glass panel 3. Such seals 13 are also provided towards the lower part 12 so that the top and bottom of the glass panel 3 are kept clean during the foaming process in order to avoid rework.

Weiterhin ist ersichtlich, daß in dem Werkzeug-Unterteil 12 eine Vakuumsaugvorrichtung 6, bestehend aus leistenartigen Auflagen 9 und einem davon umgrenzten Vakuumnest 8 mit Absauganschluß 10, eingesetzt ist, insbesondere in einer Abstufung 1'. Die Glastafel 3 liegt dabei auf den Auflagen 9 auf, genauer auf darin eingesetzten Dichtungen 14, die bei Vakuumbetrieb über den Absauganschluß 10 die erforderliche Abdichtung sicherstellen. EsFurthermore, it can be seen that a vacuum suction device 6, consisting of strip-like supports 9 and a vacuum nest 8 with suction connection 10, which is delimited by them, is inserted in the tool lower part 12, in particular in a step 1'. The glass panel 3 rests on the supports 9, more precisely on seals 14 inserted therein, which ensure the necessary sealing during vacuum operation via the suction connection 10. It

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sei darauf hingewiesen, das diese an sich bekannte Vakuumsaugvorrichtung 6 auch alternativ im Werkzeug-Oberteil 2 verwendet werden kann. Bei diesem Aufbau einer Produktionsanlage genügt zur Entnahme des fertiggestellten Glasschiebedaches mit dem Rahmen 4 ein einfaches Anheben des Werkzeug-Oberteils 2 bzw. ein Absenken des Werkzeug-Unterteils 12, so daß hierdurch die Taktzeit wesentlich verringert wird.It should be noted that this vacuum suction device 6, which is known per se, can also be used alternatively in the upper part of the tool 2. With this design of a production plant, simply lifting the upper part of the tool 2 or lowering the lower part of the tool 12 is sufficient to remove the finished glass sliding roof with the frame 4, so that the cycle time is thereby significantly reduced.

Wesentlich bei dieser Vakuumsaugvorrichtung 6 ist ein darin zusätzlich angeordnetes Positionierelement 7, das hier als Saugnapf dargestellt ist und über einen gesonderten Vakuumanschluß 7b mit Unterdruck beaufschlagt ist. Dieses Positionierelement 7 ist insgesamt ebenfalls in der seitlichen Abstufung 1' des Werkzeug-Unterteils 12, bevorzugt mittig eingesetzt ist. Bei größeren Glastafeln 3 können auch zwei oder mehr dieser Positionierelemente 7 im Vakuumnest 8 angeordnet sein. Bei Unterdruckbeaufschlagung über den Vakuumanschluß 7b wird die eingelegte Glastafel 3 somit angesaugt und auf die Dichtungen 14 der Auflagen 9 herabgezogen, wodurch eine gleichmäßige Anlage und Addichtung erzielt wird. Dann wird das Haupt-Vakuum über den Anschluß 10 angelegt werden und so die Glastafel 3 sicher auf dem Vakuumnest 8 fixiert wird. Das Positionierelement 7 kann dieser Haupt-Ansaugbewegung dabei mittels eines verschiebbaren Führungsbolzens 7a nach unten hin folgen, da dieses in der Ausgangstellung geringfügig über die (bombierte) Ebene des Vakuumnestes 8 bzw. des flachen Bauteils 3 hinaussteht.An essential feature of this vacuum suction device 6 is an additional positioning element 7 which is shown here as a suction cup and is subjected to negative pressure via a separate vacuum connection 7b. This positioning element 7 is also inserted in the lateral step 1' of the tool lower part 12, preferably in the middle. For larger glass panels 3, two or more of these positioning elements 7 can also be arranged in the vacuum nest 8. When negative pressure is applied via the vacuum connection 7b, the inserted glass panel 3 is thus sucked in and pulled down onto the seals 14 of the supports 9, whereby an even contact and sealing is achieved. The main vacuum is then applied via the connection 10 and the glass panel 3 is thus securely fixed to the vacuum nest 8. The positioning element 7 can follow this main suction movement downwards by means of a displaceable guide pin 7a, since in the initial position this protrudes slightly beyond the (domed) plane of the vacuum nest 8 or the flat component 3.

Die so positionierte Glastafel 3 wird dann umschäumt und ausgeformt, wozu ein hier nur schematisch angedeuteter Auswerfer 11 verwendet wird, der an der Unterseite der Glastafel 3 in Nähe des Rahmens 4 angreift. Die bevorzugte mittige Lage des Positionierelements 7 (bzw. mehrere dieser "Saugnäpfe" innerhalb des Vakuumnestes 8) vermeidet zudem beim Einlegen des Bauteils 3 ein seitliches Abkippen und damit ein Beschädigen der Oberfläche des Bauteils 3. Das Positionierelement 7 ist dabei durch die saugnapfartige Gestaltung automatisch an die jeweilige WölbungThe glass panel 3 positioned in this way is then foamed and shaped, for which purpose an ejector 11, only schematically indicated here, is used, which engages the underside of the glass panel 3 near the frame 4. The preferred central position of the positioning element 7 (or several of these "suction cups" within the vacuum nest 8) also prevents the component 3 from tipping sideways when it is inserted, thus preventing damage to the surface of the component 3. The positioning element 7 is automatically adapted to the respective curvature by the suction cup-like design.

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der Glastafel 3 angepasst, so daß ein sicheres Herabziehen (oder auch Andrücken bei Überkopf-Anordnung) auf die Dichtungen 14 sichergestellt ist. Dabei können auch größere Maßabweichungen ausgeglichen werden.the glass panel 3 so that it can be pulled down securely (or pressed down in the case of an overhead arrangement) onto the seals 14. This can also compensate for larger dimensional deviations.

Es sei darauf hingewiesen, daß als Positionierelement 7 auch ein lösbares Klebeelement oder dgl. verwendet werden kann, sofern dessen Haftkraft das zuverlässige Herabziehen der Glastafel 3 auf die Dichtungen 14 der Auflagen 9 gewährleistet, um dann das Haupt-Vakuum über den Sauganschluß 10 anlegen zu können. Selbstverständlich kann zur Schaffung dieser Vor-Positionierung im Schäumwerkzeug 1 auch ein zweites, drittes, viertes usw. versetzt angeordnetes Positionierelement 7 vorgesehen sein, um die Haftkraft an der Glastafel 3 zu erhöhen, aber bei Ausformen ein Ablösen zu ermöglichen.It should be noted that a detachable adhesive element or the like can also be used as the positioning element 7, provided that its adhesive force ensures that the glass panel 3 is reliably pulled down onto the seals 14 of the supports 9 in order to then be able to apply the main vacuum via the suction connection 10. Of course, to create this pre-positioning in the foaming tool 1, a second, third, fourth, etc. offset positioning element 7 can also be provided in order to increase the adhesive force on the glass panel 3, but to enable it to be removed when it is removed from the mold.

Durch diese Positioniereinrichtung mit einem bevorzugt pneumatisch arbeitenden, saugnapfartigen Positionierelement 7 im Vakuum- bzw. Formnest des Werkzeugs 1 ergibt sich nach dem Schließen der Form eine exakte Halterung und Positionierung der Bauteile 3, so daß insgesamt eine exakte und sichere Positioniernung geschaffen wird. Hierdurch wird beim bevorzugten Beispiel eines Schiebedaches 1 insgesamt die Positionierung der Glastafel 3 zum Rahmen 4 und damit wiederum die Abdichtung beim Einbau in das Kraftfahrzeug verbessert.This positioning device with a preferably pneumatically operating, suction cup-like positioning element 7 in the vacuum or mold cavity of the tool 1 results in an exact holding and positioning of the components 3 after the mold has been closed, so that overall an exact and secure positioning is created. In the preferred example of a sliding roof 1, this improves the overall positioning of the glass panel 3 to the frame 4 and thus in turn the sealing when installed in the motor vehicle.

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Claims

1. Positioning device for flat components, in particular glass panels, which can be overmolded/foamed with a plastic frame at least on the side edges and can be fixed in the injection/foaming tool during production with a vacuum suction device, characterized in that in addition to the vacuum suction device ( 6 ) at least one positioning element ( 7 ) is arranged in the injection/foaming tool ( 1 ) and engaging the component ( 3 ).

2. Positioning device according to claim 1, characterized in that several positioning elements ( 7 ) are arranged in the longitudinal and/or lateral extension of the component ( 3 ).

3. Positioning device according to claim 1 or 2, characterized in that the vacuum suction device ( 6 ) has a frame-like vacuum nest ( 8 ) in which the positioning element(s) ( 7 ) is/are arranged.

4. Positioning device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the positioning element ( 7 ) has a vacuum connection ( 7b ) separate from the vacuum suction device ( 6 ).

5. Positioning device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the positioning element ( 7 ) is formed by a suction cup.

6. Positioning device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the positioning element ( 7 ) in the starting position projects slightly beyond the plane of the vacuum suction device ( 6 ) and can be lowered on a guide pin ( 7a ).

7. Positioning device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the positioning element ( 7 ) is arranged countersunk in the lower tool part ( 12 ) or upper tool part ( 2 ) of the injection/foaming tool ( 1 ), in particular in a step ( 1 ').

8. Positioning device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the upper side of the positioning element ( 7 ) is aligned substantially in the region of the parting plane of the injection/foaming tool ( 1 ).

9. Positioning device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the vacuum nest ( 8 ) of the vacuum suction device ( 6 ) is surrounded by lateral supports ( 9 ).

10. Positioning device according to claim 9, characterized in that the surface of the supports ( 9 ) facing the component ( 3 ) has seals ( 14 ).