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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
durch Foliengießen
verstärkten
Kunststoffteils, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und eine
Einrichtung und eine Produktionsstraße, welche diese Vorrichtung umfassen.
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Die
Verwendung von einlagigen Folien zur Herstellung von eine bestimmte
Steifigkeit aufweisenden Kunststoffteilen, insbesondere zur Herstellung
von Kraftfahrzeugbauteilen, ist bereits bekannt.
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Mit
dem unter dem Namen GMT (glasmattenverstärkter Thermoplast) bekannten
Werkstoff, einem glasfaserverstärkten
Polypropylen, zum Beispiel, besteht das Verfahren darin, GMT-Folien
zu erhitzen und diese dann in eine geöffnete Form zu legen, die Form
dann zu schließen,
so dass der Kunststoff zum Fließen
kommt und den Hohlraum der Form ausfüllt. Die
EP 480 652 A zeigt ein derartiges
Verfahren.
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Ebenfalls
bekannt ist es, durch Übereinanderschichtung
von GMT- und TWINTEX-Folien
(eingetragenes Warenzeichen der Firma VETROTEX) hergestellte mehrlagige
Werkstoffe zu verwenden, wobei TWINTEX eine aus vermengten Glas-
und Polypropylenfasern gewebte Folie ist.
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Beim
Erhitzen, das vor dem Einbringen des gesamten Lagenaufbaus in die
Form stattfindet, erweichen die TWINTEX-Folien, aber die Steifigkeit
der GMT-Folien ist ausreichend hoch, um die Handhabung des erhitzten
Werkstoffs zu ermöglichen.
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Soll
hingegen nur eine oder mehrere TWINTEX-Folien gegossen werden, so
erweist sich deren Einbringen in die Form als schwierig, denn die
erhitzten, zu weichen TWINTEX-Folien sind schwer zu handhaben.
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Daher
bestehen die einzig bekannten Verfahren zum Gießen von TWINTEX-Folien darin,
die Folien horizontal von einer Heizstation zur Form zu transportieren,
wobei letztere auf einer senkrechten Presse angebracht ist, so dass
der Teil derselben, der die TWINTEX-Folie bzw. -Folien aufnehmen
soll, waagerecht ist.
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Diese
Schwierigkeit bei der Handhabung der erhitzten TWINTEX-Folien bedingt demnach,
als erste Einschränkung
beim Gießen,
dass die Formen auf senkrechten Pressen angebracht sein müssen.
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Zudem
wird beim Transport der TWINTEX-Folie diese nur mit ungenügender Genauigkeit in
die Form positioniert. Daher wird sicherheitshalber bevorzugt, die
TWINTEX-Folie größer als
notwendig zu schneiden, um sicher zu gehen, dass diese sich auch
tatsächlich über die
gesamte gewünschte
Fläche
des herzustellenden Teils erstreckt, selbst wenn nach dem Gießen das
Teil nachbearbeitet werden muss, um die auf seinem Umfang überstehenden Ränder der
TWINTEX-Folie abzuschneiden.
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Eine
zweite Einschränkung
beim Gießen
der TWINTEX-Folien ist, dass die so hergestellten Teile nach dem
Gießen
nachbearbeitet werden müssen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit
dem die oben erwähnten
Probleme ganz oder teilweise gelöst
werden können.
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Insbesondere
hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren
zur Herstellung, in einer mindestens zweiteiligen Form, eines verstärkten Kunststoffteils
zu schaffen, das aus einer verstärkten
Folie bzw. aus einem mindestens eine verstärkte Folie aufweisenden Folienstapel
besteht, bei welchem die verstärkte
Folie vorgeheizt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren
folgende Schritte aufweist:
- – Heranführen der
verstärkten
Folie bzw. des Folienstapels an einen ersten Teil der geöffneten Form
mittels einer Andrückmittel
aufweisenden Greifvorrichtung,
- – Andrücken mindestens
eines Bereiches der verstärkten
Folie bzw. des Folienstapels auf einen entsprechenden Bereich des
ersten Formteils mittels der Andrückmittel der Greifvorrichtung,
- – Andrücken der
verbleibenden Fläche
der Folie auf die verbleibende Fläche des ersten Formteils derart,
dass der Bereich der verstärkten
Folie bzw. des Folienstapels nicht verrutscht,
- – Schließen der
Form,
- – Entformen
des auf diese Weise entstandenen Teils.
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Im
weiteren Verlauf der Beschreibung wird der Teil der Form, auf den
die verstärkte
Folie angedrückt
wird, Andrückteil
genannt.
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Die
Greifvorrichtung kann, muss aber nicht, verwendet werden, um die
verbleibende Fläche
der Folie bzw. des Folienstapels auf den ersten Formteil anzudrücken.
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Es
können
mehrere Folien in der Form übereinander
gestapelt werden, wobei örtliche
Verstärkungen
zwischen die jeweiligen Folien eingesetzt sein können.
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Der
eingangs erwähnte
Bereich der verstärkten
Folie bzw. des verstärkten
Folienstapels kann mindestens einem Rand, vorzugsweise den Rändern, der
verstärkten
Folie bzw. des verstärkten
Folienstapels oder in einer Variante einer Mittelzone entsprechen.
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Der
wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass mit
diesem das Positionieren der Folie bzw. des Folienstapels automatisiert werden
kann.
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Mit
diesem Verfahren kann auch der Nachbearbeitungsschritt, der darin
besteht, die nach dem Gießen überstehenden
Ränder
der Folie bzw. des Folienstapels, abzuschneiden, entfallen, da die
Ränder
der Folie bzw. des Folienstapels passgenau in der Form positioniert
werden können.
Sind die Ränder
erstmal positioniert, so wird der übrige Teil der Folie bzw. des
Folienstapels auf den verbleibenden Teil des ersten Formteils angedrückt.
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Somit
wird die mangelnde Steifigkeit der Folie bzw. des Folienstapels
dafür genutzt,
diese bzw. diesen auf den ersten Formteil anzudrücken, ohne dass sie bzw. er
am Rand der Form übersteht.
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In
einer besonderen Ausführungsform
umfassen die Andrückmittel
an Zylindern angebrachte starre Passstücke.
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In
einer Variante umfasst ein starres Passstück mehrere Elemente, welche,
durch aufblasbare Einsätze
getrennt, von diesen im Abstand zueinander gehalten werden, so dass
das Passstück
so gut wie möglich
der Form des ersten Formteils angepasst ist.
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Die
Andrückmittel
können
auch aus aufblasbaren Hüllen
bestehen, die im aufgeblasenen Zustand exakt die Form des ersten
Formteils annehmen.
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Zur
genauen Positionierung auf dem ersten Formteil wird die Folie bzw.
der Folienstapel vorteilhafterweise durch Nadeln gehalten, welche
an der Greifvorrichtung angeordnet sind.
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Werden
Folien und/oder örtliche
Verstärkungen übereinander
gestapelt, so können
derartige Nadeln vorteilhafterweise dazu dienen, die verschiedenen übereinander
gestapelten Schichten in ihrer relativen Lage zueinander festzuhalten,
indem sie in den Stapel eingeführt
werden.
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Die
Nadeln sind vorzugsweise auf dem gleichen Träger wie die Andrückmittel
angebracht.
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Nach
einer besonderen Ausführungsform sind
die Nadeln im Wesentlichen parallel zur Schließrichtung der Form.
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Vorzugsweise
sind bestimmte Nadeln seitlich verschiebbar, um sich den Verformungen
der Folie bzw. des Folienstapels anzupassen, wenn diese bzw. dieser
sich mit seiner Fläche
an die reale Fläche des
ersten Formteils anschmiegt.
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Dieses
Anschmiegen ist auch unter dem Namen Drapierbarkeit bekannt, wobei
die ursprüngliche Fläche der
Folie bzw. des Folienstapels plan ist und der abgewickelten Fläche des
Andrückteils
der Form entspricht, während
die endgültige
Fläche
der Folie bzw. des Folienstapels die gesamte Oberflächengestalt
des Andrückteils
der Form aufweist.
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Die
seitlich verschiebbaren Nadeln sind insbesondere dann nützlich,
wenn die Folie bzw. der Folienstapel nicht im Vorhinein der Oberflächengestalt des
ersten Formteils angepasst wurde.
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Nach
einer besonderen Ausführungsform kann,
zum Vorformen der Folie bzw. des Folienstapels, diese bzw. dieser
auf ein entsprechend geformtes Gitter gelegt und geheizt werden,
beispielsweise indem sie bzw. er in einen Ofen gelegt wird.
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Das
Vorformen der Folie bzw. des Folienstapels kann außerdem später, vor
deren bzw. dessen Einbringen in die Form, zu Ende geführt werden,
indem auf die Folie bzw. auf den Folienstapel eingewirkt wird, wobei
dieser Schritt in einer Zwischenstation durchgeführt wird, die zwischen der
Stelle, an der die Folien ergriffen werden, und der Form liegt.
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Nach
einer besonderen Ausführungsform weist
die Form eine im Allgemeinen senkrechte Teilungsebene auf.
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Die
Greifvorrichtung kann auf einem Manipulatorarm gelagert sein, welcher
die notwendigen mechanischen Kräfte
aufbringt, um die Folie bzw. den Folienstapel auf den ersten Formteil
aufzudrücken.
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In
einer Variante kann die Greifvorrichtung von einem relativ zum ersten
Formteil beweglich gelagerten Gestell zum ersten Formteil hin gezogen werden,
um die Folie bzw. den Folienstapel auf diesen zu drücken.
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Somit
wird der Manipulatorarm entlastet, und es kann ein weniger leistungsfähiger und
daher kostengünstigerer
Manipulatorarm verwendet werden.
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Vorteilhafterweise
werden zum Gestell beweglich geführte
Anschläge
verwendet, um die Greifvorrichtung mitzunehmen, wobei diese Anschläge derart
angeordnet sind, dass sie in der ausgefahrenen Stellung des Gestells
in die Greifvorrichtung in Eingriff bringbar sind, und dann, wenn
das Gestell bewegt wird, um die Greifvorrichtung weiter zu ziehen,
in dieser Position bleiben.
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In
einer besonderen Ausführungsform
wird die gegen den ersten Formteil gepresste Folie bzw. der gegen
den ersten Formteil gepresste Folienstapel abgegossen, das heißt, es wird
in die Form eine zusätzliche
Menge an Kunststoff eingebracht, um den gesamten Formhohlraum auszufüllen, wobei
das Ausfüllen
der Form durch Einlegen des Kunststoffes in die offene Form oder
durch Einspritzen desselben in die geschlossene Form erfolgt.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Greifvorrichtung zur
Handhabung einer oder mehrerer Folien zu schaffen.
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Diese
Vorrichtung umfasst mindestens ein Andrückmittel, dessen Stirnseite
als Bereich eines ersten Formteils, beispielsweise als Umfangsabschnitt
oder als Mittelzone, ausgebildet ist, und erste, durch das Andrückmittel
hindurchragende Nadeln umfasst, wobei diese Nadeln relativ zum Andrückmittel
beweglich sind, so dass in einer ersten relativen Anordnung des
Andrückmittels
und der Nadeln zueinander die Nadeln einen Endabschnitt aufweisen, der über die
Stirnseite des Andrückmittels
vorsteht, und in einer zweiten relativen Anordnung des Andrückmittels
und der Nadeln zueinander der gleiche Endabschnitt der Nadeln hinter
der Stirnseite des Andrückmittels
zurückgesetzt
ist.
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Diese
Vorrichtung wird in folgender Weise verwendet.
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Wenn
der bzw. die Andrückmittel
sich in der ersten Anordnung relativ zu den Nadeln befinden, so wird
die Folie beispielsweise am Rand von dem Endabschnitt der aus dem
Andrückmittel
bzw. den Andrückmitteln
herausragenden Nadeln durchstochen.
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Dann
wird die von den Nadeln gehaltene Folie in eine Position gebracht,
in der sie dem ersten Formteil gegenüber liegt, und es wird die
Formvorrichtung derart herangeführt,
dass die Enden der Nadeln mit einem vorbestimmten Bereich des ersten Formteils,
beispielsweise mit seinem Umfang, fluchten.
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Dann
wird bzw. werden das bzw. die Andrückmittel zum ersten Formteil
hin bewegt, wobei die Nadeln in ihrer relativen Position zum diesem festgehalten
werden.
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Wenn
dann die Andrückmittel
die zweite relative Anordnung zu den Nadeln erreicht haben, werden
die Nadeln herausgezogen, wobei jetzt die Folie nur dadurch festgehalten
wird, dass sie zwischen den Andrückmitteln
und dem ersten Formteil gepresst wird.
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Eine
Halteeinrichtung, welche beispielsweise aus Nadeln oder aus einem
beliebigen anderen in die Form integrierten Mechanismus bestehen
kann, übernimmt
dann die Funktion der Andrückmittel
und hält
die Folie in der Form fest, so dass die Greifvorrichtung entnommen
und die Form geschlossen werden kann.
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Es
versteht sich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders dafür geeignet
ist, eine Folie bzw. einen Folienstapel zu handhaben, welche bzw. welcher
senkrecht in eine auf einer horizontalen Presse angebrachte Form
positioniert werden soll.
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In
einer besonderen Ausführungsform
dieser Vorrichtung dienen weitere Nadeln, die im Verhältnis zu
den ersten schräg
gestellt sind, dazu, die Folie festzuhalten, wenn die Andrückmittel
sich in der ersten relativen Anordnung zu den Nadeln befinden.
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Dadurch,
dass sich die beiden Nadelsätze kreuzen,
fixieren sie tatsächlich
die Folie auf der Vorrichtung, so dass es insbesondere möglich wird,
eine Folie auf einer horizontalen Ebene zu ergreifen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung
zu schaffen, um eine Folie bzw. einen Folienstapel auf einen ersten
Formteil aufzubringen, wobei diese Einrichtung dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie die weiter oben beschriebene Greifvorrichtung sowie
ein zum ersten Formteil beweglich geführtes Gestell aufweist, wobei
das Gestell dem Heranziehen der Greifvorrichtung an den ersten Formteil
und dem Andrücken
der Folie bzw. des Folienstapels an diesen dient.
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Mit
dieser Einrichtung können
schwere mechanische Mittel zur Handhabung der Greifvorrichtung entfallen.
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Das
Gestell kann nämlich
den wesentlichen Anteil der zum Andrücken der Folie auf den ersten Formteil
benötigten
Kräfte
aufbringen.
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Die
Einrichtung kann zum Gestell beweglich geführte Anschläge aufweisen, die in der ausgefahrenen
Stellung des Gestells in die Greifvorrichtung in Eingriff bringbar
sind und dann die Greifvorrichtung mitnehmen, wenn das Gestell bewegt
wird, um die Greifvorrichtung weiter zu ziehen.
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Vorzugsweise
sind diese Anschläge
am Ende von mit dem Gestell einstückig ausgebildeten Armen angeordnet.
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In
einer besonderen Ausführungsform
stehen die in der Greifvorrichtung in Eingriff befindlichen Anschläge auf mindestens
einem einstückig
mit der Greifvorrichtung ausgebildeten Träger, auf dem Andrückmittel
angeordnet sind, in Anlage.
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Andrückmittel
können
an dem betreffenden bzw. an den betreffenden Trägern befestigt sein, wobei
Federn dazwischen eingebaut sind.
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Da
die Form eine seitliche Außenwand
hat, weist das Gestell vorteilhafterweise einen Rahmen auf, der
im Kontakt zur seitlichen Wand verschieblich geführt ist.
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Diese
Anordnung des Gestells am ersten Formteil ist besonders einfach
durchzuführen
und stellt auch sicher, dass sich das Gestell relativ zum ersten
Formteil mit großer
Genauigkeit bewegt.
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Vorzugsweise
ist die Greifvorrichtung fest mit einem Manipulatorarm verbunden.
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Dieser
Manipulatorarm kann gelöst
werden, wenn die Greifvorrichtung durch das Gestell zum ersten Formteil
hin gezogen wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Produktionsstraße zur Herstellung von
durch Foliengießen
verstärkten
Kunststoffteilen zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste
Greifvorrichtung, wie sie weiter oben beschrieben wurde, und eine
zweite Greifvorrichtung zur Handhabung der kalten Folien aufweist,
wobei die zweite Greifvorrichtung dazu dient, die Folien zunächst von
einem Lagerplatz zu einem Ofen, in dem sie aufgeheizt werden, und
dann vom Heizofen zu einer Vorformstation, in der sie im Wesentlichen
der Form angepasst werden, zu führen,
und die erste Greifvorrichtung den Transport der erhitzten und vorgeformten
Folien zu einer Form übernimmt.
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In
einer vorteilhaften Variante ist die zweite Greifvorrichtung sowohl
mit einem Unterdrucksystem, das die kalten Folien erfasst und sie
zum Heizofen transportiert, als auch mit einem Nadelsystem, das
die erhitzten Folien erfasst und diese zur Vorformstation und von
dort zur Form führt,
ausgerüstet.
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Zur
Veranschaulichung der Erfindung werden nachfolgend nicht einschränkend zu
verstehende Ausführungsformen
derselben anhand von Beispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen aufgezeigt.
Es zeigen:
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1 eine
Patrize zur Herstellung eines eine komplexe Form aufweisenden Teils
und eine ebene Verstärkungsfolie,
welche auf diese Patrize aufgebracht werden soll, im Schnitt;
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2 eine
Greifvorrichtung mit Nadeln, welche im Begriff ist, die Verstärkungsfolie
zu ergreifen, im Schnitt;
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3 die
Vorrichtung und die Folie während des
Vorformens, unmittelbar bevor die Verstärkungsfolie auf die Patrize
gelegt wird, in einer Sicht ähnlich 2,
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4 die
Verstärkungsfolie
in ihrem endgültigen
Drapierzustand in einer Sicht entsprechend den vorhergehenden Figuren,
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Andrückmittels, welches mit Nadeln
der in den 2 bis 4 dargestellten
Vorrichtung versehen ist,
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6 eine
perspektivische Darstellung eines mit einem aufblasbaren Einsatz
versehenen Andrückmittels,
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7 eine
perspektivische Gesamtansicht einer Produktionsstraße zur Herstellung
von verstärkten
Teilen,
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8 die
Hälfte
eines Stoßfängerträgers im Aufriss,
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9 eine
Draufsicht auf 8, und
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10 eine
schematische perspektivische Darstellung einer eine Greifvorrichtung
und ein zum ersten Formteil beweglich geführtes Gestell aufweisenden
Einrichtung.
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Die 1 dargestellte
Patrize hat im Querschnitt eine mittige Erhebung 2, welche
wiederum eine Nut 3 aufweist.
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Mit
dieser Patrize 1 soll ein Stoßfängerträger für ein Kraftfahrzeug hergestellt
werden.
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Der
Träger
ist aus mit Glasfasern vermischtem Polypropylen mit einer aus einer
faserverstärkten
Kunststofffolie des Typs TWINTEX bestehenden Verstärkung hergestellt.
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Die
TWINTEX-Folie ist rechteckig, ihre Breite entspricht der abgewickelten
Breite der Patrize, die konstant bleibt.
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Wie
weiter unten noch ausgeführt
wird, wird die Verstärkungsfolie 4 zunächst erhitzt.
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Nach
dem Erhitzen wird sie mit Hilfe einer Greifvorrichtung 5 auf
die Patrize gelegt, wobei die Greifvorrichtung zwei seitliche Andrückmittel
zur Positionierung 6a und 6b und ein Andrückmittel
zum mittigen Drapieren 7, welche über Hubzylinder 9 auf einer
Gleitschiene 8 gelagert sind, umfasst.
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Die
Andrückmittel
sind jeweils in 5 im Einzelnen dargestellt,
wobei zur besseren Übersicht die
Hubzylinder weggelassen wurden.
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Ein
Andrückmittel
besteht aus einem mit zwei Sätzen
durchgehender Bohrungen 11 versehenen länglichen Block 10,
wobei der erste Satz im rechten Winkel zur Teilungsebene der Form,
das heißt
zur Stirnseite 12 der Patrize, steht und der zweite Satz
schräg
zum ersten Satz angeordnet ist.
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Jeder
Satz Bohrungen 11 nimmt einen Satz Nadeln 13 auf,
welche durch Hubzylinder 13a betätigt werden. Die beiden Nadelsätze 13 kreuzen
sich in der Nachbarschaft der Stirnseite 12 des Andrückmittels,
wobei jeder Satz relativ zum Andrückmittel axial verschiebbar
ist.
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Wie
aus der 2 ersichtlich ist, erfolgt die Befestigung
der beiden seitlichen Andrückmittel
zur Positionierung 6a und 6b und des Andrückmittels
zur mittigen Drapierung 7 auf der TWINTEX-Folie dadurch,
dass sich ihre Nadelsätze 13 kreuzen.
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Einer 6b der
beiden seitlichen Andrückmittel (auf
der in der Fig. rechten Seite) wird dann zur Mitte der Vorrichtung
verschoben, während
das mittige Andrückmittel 7 über die
ursprüngliche
Ebene der TWINTEX-Folie
angeordnet wird, so dass die Folie entsprechend der allgemeinen
Oberflächengestalt der
Patrize vorgeformt wird, hierzu wird auf 3 verwiesen.
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Die
auf diese Weise grob vorgeformte Folie wird dann zur Patrize 1 transportiert,
auf die sie, zunächst
an ihren mit dem Umfang der Patrize übereinstimmenden Rändern über die
seitlichen Andrückmittel 6a und 6b,
und dann über
das mittige Andrückmittel 7 zur
Drapierung, welches die Mittelzone der TWINTEX-Folie an den Boden
der Nut 3 andrückt, aufgebracht
wird.
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Dann
braucht nur noch die Greifvorrichtung entnommen und die Form geschlossen
zu werden, und es kann dann der verstärkte Träger gegossen werden, der keine überstehende
TWINTEX-Folie aufweist.
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6 stellt
eine Variante des mittigen Andrückmittels
zur Drapierung 7' dar,
welches hier in zwei längliche
Blöcke 7'a und 7'h unterteilt
ist, wobei der eine 7'a mit
den Hubzylindern 9' fest
verbunden ist, welche diesen mit der Gleitschiene verbinden, und
der andere 7'b mit
dem ersten 7'a über einen nicht
dargestellten eine Querverschiebung ausführenden Verstellmechanismus
verbunden ist.
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Wie
die Pfeile 15 und 16 auf 6 zeigen, werden
durch das Aufblasen des Einsatzes 14 die beiden länglichen
Blöcke
voneinander weggedrückt und
die Verstärkungsfolie
fest gegen die Wände
der Nut 3 der Patrize gedrückt.
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Somit
wird eine optimale Drapierung der Patrize durch die Verstärkungsfolie
erzielt, wobei die Ränder
der Verstärkungsfolie
außerdem
durch die seitlichen Andrückmittel
der Vorrichtung korrekt positioniert und gehalten werden.
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Auf
der in 7 gezeigten Gesamtansicht, erkennt man eine auf
einer horizontalen Presse angeordnete Form 17 und in deren
Nähe eine
Greifvorrichtung 18, wie sie weiter oben beschrieben wurde.
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Diese
Vorrichtung ist an einer Schiene angebracht, die ihr genügend Beweglichkeit
verleiht, um zur Form 17 hin und von dieser weg verschoben
zu werden.
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Die
von der Greifvorrichtung zu deren Vorformung und Einbringung in
die Form ergriffenen Verstärkungsfolien
wurden in auf der Produktionsstraße weiter vorn gelegenen Stationen
erhitzt und gegebenenfalls vorgeformt.
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Die
Produktionsstraße
besteht, von ihrem Anfang bis zu ihrem Ende, aus einer Beschickungsstation 19,
in die eine Bedienungsperson kalte Verstärkungsfolien einlegt, einem
Infrarotofen 20, welcher jede in die Beschickungsstation
eingelegte Verstärkungsfolie
einzeln erhitzt und diese am gegenüberliegenden Ende der Beschickungsstation
wieder ausfahren lässt,
und einer zweiten Greifvorrichtung 21, die die erhitzten
Folien ergreift und diese je nach dem herzustellenden Bauteil an
zwei unterschiedlichen Stellen ablegen kann.
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Bei
Teilen, welche mehrere Verstärkungsfolien
verwenden, bildet die zweite Greifvorrichtung 21 aus den
aus dem Ofen kommenden Verstärkungsfolien
einen Stapel, den sie dann, wenn er genügend Folien aufweist, auf ein
Vorformgitter legt. Die zum Vorformen aufeinander gestapelten Folien
werden in einen Heißluftofen 22 eingefahren,
so dass sie wieder auf die Temperatur gebracht werden, die sie beim Verlassen
des Infrarotofens 20 aufwiesen.
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Bei
Teilen, die nur eine einzige Verstärkungsfolie verwenden, stellt
die zweite Greifvorrichtung 21 die Verstärkungsfolien
direkt der ersten Greifvorrichtung 18 zur Verfügung, so
dass diese unmittelbar in die Form 17 eingelegt werden
können.
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Es
ist zu bemerken, dass die Greifvorrichtung 18, die aus
mit zwei Nadelsätzen
ausgestatteten Andrückmitteln
besteht, besonders dafür
geeignet ist, erhitzte Verstärkungsfolien
des Typs TWINTEX in senkrechter Position zu handhaben, wie dies
in der 7 dargestellten Produktionsstraße der Fall
ist.
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Einerseits
können
nämlich
die erhitzten Folien leicht durchstochen werden, andererseits wird
das Festhalten der erhitzten Folien durch die Nadeln dadurch erleichtert,
dass die Nadeln senkrecht zur Folienebene stehen.
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Zudem
ist es aufgrund der senkrechten Position der Folie möglich, beim
Einlegen der drapierten Folie in die Form, zunächst den Satz schräger Nadeln
herauszuziehen, ohne dass die Folie aus der Greifvorrichtung herausrutscht.
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Sind
die schrägen
Nadeln erstmal entfernt, so kann bzw. können das bzw. die Andrückmittel
zur Form hin verschoben werden, indem die Nadeln herausgezogen werden,
die dann als Führung
dienen, um die Verstärkungsfolie
in der Form in ihrer Position zu fixieren.
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Somit
dienen die Nadeln nicht nur dazu, die Folien zu ergreifen, sondern
auch dazu, eine genaue Positionierung derselben in der Form zu gewährleisten.
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In
dem in den 8 und 9 gezeigten Beispiel
hat der Träger 23 auf
einem Teil 24 seiner Länge
eine symmetrische Form und auf dem übrigen Teil 25 seiner
Länge eine
asymmetrische Form. 9 zeigt strichpunktierte Linien 26,
die die jeweilige Mitte der Trägerbreite
vor und nach der Drapierung verbinden, und es stellt sich heraus,
dass diese Linien im Teil 25 des Trägers auseinander gehen.
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Die
Nichtübereinstimmung
der Breitenmitten könnte
ein Problem beim Drapieren der Verstärkungsfolien darstellen, wenn
in diesem Ausführungsbeispiel
die Drapierung von der Mitte des herzustellenden Bauteils aus vorgenommen
würde.
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Da
jedoch in dem betrachteten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel die Positionierung
der Verstärkungsfolie über ihre
Ränder
erfolgt, welche zunächst
am Umfang der Form angedrückt
werden, erweist sich das Drapieren einer Patrize mit der Verstärkungsfolie
als völlig
problemlos.
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Daher
kann durch das Andrücken
der Andrückmittel
auf die in 8 durch dicke Linien gekennzeichneten
Zonen 27 der in den 8 und 9 dargestellte
asymmetrische Träger
erzielt werden.
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Es
versteht sich, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht einschränkend zu verstehen
sind, und es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus möglich, alle
wünschenswerten Änderungen
vorzunehmen.
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Beispielsweise
kann, wie in 10 dargestellt, eine Einrichtung
hergestellt werden, welche mit einem weniger leistungsfähigen Manipulatorarm
auskommt.
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Diese
Einrichtung umfasst, zusätzlich
zu einer Greifvorrichtung 30, ein zu einem ersten Formteil 40 beweglich
geführtes
Gestell 43, das in der Lage ist, die Vorrichtung 30 auf
den Formteil zu ziehen, um eine Folie 4 darauf zu drücken.
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Die
Greifvorrichtung 30 ist fest mit einem Manipulatorarm 31 verbunden
und weist drei mittige Andrückmittel 32 und
vier umfängliche
Andrückmittel 35 auf,
wobei letztere kürzer
als die mittigen Andrückmittel 32 und
im Wesentlichen an den vier Ecken der Greifvorrichtung angeordnet
sind.
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Jedes
Andrückmittel 32 bzw. 35 weist
eine Stirnseite 38 zum Andrücken der Folie 4 auf
den ersten Formteil 40 und eine Rückseite 39 auf.
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Die
Andrückmittel 32 und 35 sind
auf einer Gruppe paralleler Träger
gelagert, welche einen zentralen Träger 36 und zwei seitliche
Träger 33 umfasst,
die sich im Wesentlichen über
die gesamte Breite der Folie 4 erstrecken.
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Die
mittigen Andrückmittel 32 sind
auf den Trägern 33 und 36 unter
Zwischenschaltung von Federn 34 befestigt, wobei die Federn
sich an einem Ende auf den Trägern 33 und 36 und
an ihrem anderen Ende auf deren Rückseite 39 abstützen.
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Wie
in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die umfänglichen
Andrückmittel 35 gegebenenfalls
beim Drapieren des Formteils 40 mit der Folie 4 relativ
zu den Trägern 33 verschiebbar
und mit Sätzen
gerader 50 und schräger Nadeln 51 versehen.
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Aufgrund
der Federn 34 können
sich beim Verspannen der Greifvorrichtung 30 mit dem ersten Formteil 40 die
Andrückmittel 32 der
Form des ersten Formteils anpassen.
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In
einer Variante können
anstelle der Federn 34 Hubzylinder verwendet werden.
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Die
Federn haben jedoch den Vorteil, einfacher und kostengünstiger
als die Hubzylinder zu sein.
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Beim
Schließen
der Form ist der erste Formteil 40 mit einem nicht dargestellten
zweiten Formteil in Eingriff bringbar, wobei die beiden Formteile
auf einer horizontalen Presse angebracht sind.
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Der
Formteil 40 weist eine Patrize 41 auf, in der
eine mittige Nut vorgesehen ist und die dazu dient, die Folie 4 derart
zu formen, dass diese einen Kraftfahrzeugträger ausbildet.
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Der
Formteil weist auch eine die Patrize 41 umgebende ebene
umfängliche
Fläche 42 auf,
auf die sich die umfänglichen
Andrückmittel 35 abstützen.
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Der
Formteil 40 weist eine seitliche Außenfläche 45 auf, auf der
das Gestell 43 in eine Richtung a verschieblich gelagert
ist.
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Das
Gestell 43 weist einen rechteckigen Rahmen auf, auf dem
vier Arme 44 angeordnet sind, die in Richtung des zweiten
Formteils weisen.
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Die
Arme 44 weisen jeweils einen Anschlag 47 auf,
welcher in eine zur Richtung a senkrechte Richtung 6 beweglich
gelagert ist, wobei jeder Anschlag 47 bei ausgefahrenem
Gestell 43 mit den Rückseiten
der Träger 33 in
Anlage bringbar ist.
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Es
werden nun die Schritte eines Drapiervorgangs des ersten Formteils 40 mit
der Folie 4 anhand dieser Einrichtung beschrieben, wobei
sich das Gestell 43 zunächst
in einer ausgefahrenen Position befindet, in der die Anschläge 47 so
weit wie möglich
in Richtung des zweiten Formteils verschoben wurden.
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Die
Greifvorrichtung 30 erfasst zunächst eine heiße Folie 4 und
bringt sie vor den ersten Formteil 40.
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Dann
drückt
die Greifvorrichtung 30 die Folie 4 auf den ersten
Formteil 40 auf, wobei sie auf die Folie 4 einen
leichten Druck ausübt,
so dass diese auf dem Formteil festgehalten wird.
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Die
mittigen Andrückmittel 32 kommen
mit der Patrize 41 in Eingriff und fixieren somit die Position
der Folie 4 auf dem ersten Formteil.
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So
wird die Folie 4 in Bezug zum ersten Formteil gesetzt.
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Dann
werden die Anschläge 47 betätigt, so dass
sie mit den Rückseiten
der Träger 33 in
Anlage kommen.
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Der
Manipulatorarm 31 wird außer Eingriff gebracht und das
Gestell 43 anhand eines nicht dargestellten Hubzylinder
aufweisenden Mitnahmemechanismus um eine vorbestimmte Strecke vom
zweiten Formteil weg bewegt, wodurch die Greifvorrichtung 30 weiter
gezogen wird.
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Die
mittigen Andrückmittel 32 halten
die Folie 4 auf der Patrize 41 angedrückt und
fixieren diese in ihrer Position relativ zur Patrize.
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Dann
werden die Anschläge 47 in
Richtung außerhalb
des ersten Formteils 40 verschoben und die Greifvorrichtung
wird entnommen, wobei die Folie 4 bis zum Schließen der
Form über
nicht dargestellte Haltemittel auf dem ersten Formteil 40 angedrückt gehalten
wird.
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Durch
Verwendung des Gestells 43, braucht der Manipulatorarm 31 keine
hohen Kräfte
auszuüben,
um die Folie 4 gegen den ersten Formteil 40 zu drücken, da
die zum Verspannen der Greifvorrichtung 30 mit dem ersten
Formteil 40 erforderlichen Kräfte im Wesentlichen durch die
Verschiebung des Gestells 43 erzeugt werden.