DE10021808A1 - Werkzeug zum Umspritzen von Glasscheiben - Google Patents

Abstract

Zur Schaffung eines Werkzeugs zum Umspritzen von Glasscheiben mit einem Kunststoffprofil mit einem Querschnitt, der mit zumindest einer Seite der Scheibe flächenbündig ist, das kostengünstig und zuverlässig arbeitet, wird ein Werkzeug mit einem Werkzeugunterteil, einem Werkzeugoberteil und toleranzaufnehmenden Mitteln zur Aufnahme einer flächenbündig zu umspritzenden Kante einer Scheibe und zum Abdichten eines die Kante zumindest teilweise umgebenden, zur Aufnahme von Umspritzungswerkstoff dienenden Hohlraums.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Umspritzen von Glas­ scheiben mit einem Kunststoffprofil.

In Kraftfahrzeugen werden verstärkt Scheiben eingesetzt, die aus aerodynamischen und/oder optischen Gründen bündig mit der Fläche des Bauteils abschließen sollen, in die sie eingebaut werden. Das ist beispielsweise bei Glasschiebedächern wün­ schenswert. Dazu ist das die Glasscheibe umgebende Kunststoff­ profil so ausgebildet, daß es nur an der Umlaufkante und einer Seite der Scheibe - beim Glasschiebedach ist das die Unterseite - angeordnet ist. Auf der anderen Seite der Scheibe endet das Kunststoffprofil bündig mit der Seite der Scheibe, mit anderen Worten: das Kunststoffprofil bildet eine bündige Verlängerung der Scheibe. Derartige Ausgestaltungen von Kunststoffprofilen nennt man "Flash". Bevorzugt bestehen solche Kunststoffprofile aus Polyuretan (PU).

Häufig werden derartige Scheiben aus Verbund-Sicherheitsglas (VSG) hergestellt, welches sehr bruchanfällig ist. Die Scheiben werden in der Regel vor dem Umspritzen gebogen. Um eine flächenbündige Umspritzung zu erzeugen, wird die zu um­ spritzende Scheibe mit der Kante auf ein Werkzeug gedrückt, an die das Kunststoffprofil bündig angespritzt werden soll. Es be­ steht dabei jedoch das Problem, daß gebogene Glasscheiben in ihren Geometrien in gewissen Toleranzren variieren und somit die zu umspritzende Kante nicht immer den gleichen Verlauf auf­ weist. Diese Variationen resultieren beispielsweise daher, daß Biegeverfahren, Biegewerkzeug und Biegeofen nur mit sehr großem Aufwand so ausgelegt werden können, daß die Biegeergebnisse im­ mer exakt dieselben sind. Außerdem hängt die Variation der Glasscheibengeometrie von der Stärke der jeweiligen Formän­ derung ab.

Aus dem DE 297 04 030 U1 ist ein Werkzeug zum Umspritzen von Glasscheiben mit einem Kunststoffprofil mit scheibenbündigem Querschnitt bekannt, bei dem zur Erzeugung des flächenbündigen Teils des Profils eine Dichtungsplatte vorgesehen ist, an der die zu umspritzende Scheibe anliegt und gegen die die Scheibe beim Schließen des Werkzeugs gedrückt wird. Die Dichtungsplatte erstreckt sich über die zu umspritzende Scheibe hinaus und be­ grenzt den den Umfang der Scheibe umgebenden, zur Aufnahme des Umspritzungswerkstoffs dienenden Hohlraum so, daß ein flächen­ bündiges Kunststoffprofil entsteht. Bei der bekannten Vorrich­ tung besteht jedoch das Problem, daß die Dichtplatte starr ist. Weicht die zu umspritzende Scheibe von der Geometrie der Dicht­ platte zu stark ab, kann es beim Schließen des Werkzeuges, wenn also die Scheibe gegen die Dichtplatte gedrückt wird, zum Bruch der zu umspritzenden Scheibe kommen. Diese Gefahr besteht be­ sonders bei VSG, da dieses, wie bereits ausgeführt, besonders bruchanfällig ist. Ein weiteres Problem der bekannten Vorrich­ tung besteht darin, daß wenn die Form der zu umspritzenden Scheibe von der Dichtplatte abweicht, die Dichtplatte nicht mehr in allen Bereichen des Umfangs der Scheibe als Dichtung fungiert und daher beim Umspritzen Kunststoffmaterial an dem Umfang der Scheibe vorbei gespritzt wird. Dabei entsteht kein flächenbündiges Profil. Je nachdem wieviel Kunststoff vorbei gespritzt wurde, kann dieses zwar durch anschließendes "Reini­ gen" der Scheibe, beispielsweise durch Abfeilen des vorbeige­ spritzten Kunststoffes, behoben werden. Diese "Reinigen° bedeu­ tet aber einen enormen Nachbearbeitungsaufwand, der mit hohen Kosten verbunden ist.

Dieses Problem tritt insbesondere beim Umspritzen von Scheiben mit einem Kunststoffprofil auf, dessen Querschnitt mit min­ destens einer Kante der Scheibe flächenbündig ist, weil diese Kante zum Erzeugen eines flächenbündigen Profils abdichtend ge­ gen das Werkzeug gedrückt werden muß. Bei Kunststoffprofilen, deren Querschnitt nicht flächenbündig ist, muß die Glaskante nicht exakt abgedichtet werden; sie ist im Werkzeug in einem Hohlraum (Hohlraum zur Aufnahme des Umspritzungswerkstoffs) an­ geordnet. Dieser kann ein gewisses Spiel aufnehmen.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein Werkzeug zum Umspritzen von Glasscheiben mit einem Kunststoffprofil mit flächenbündigem Querschnitt zu schaffen, das kostengünstig ist und zuverlässig arbeitet. Dabei sollen insbesondere die Ausbeute erhöht und der Nachbearbei­ tungsaufwand reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Umspritzen von Glas­ scheiben mit einem Kunststoffprofil mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst. Danach weist das Werkstück zum Umspritzen von Glasscheiben mit einem Kunststoffprofil dessen Querschnitt mit zumindest einer Seite der Scheibe flächenbündig ist, ein Werk­ zeugunterteil, ein Werkzeugoberteil und toleranzaufnehmende Mittel zur Aufnahme einer flächenbündig zu umspritzende Kante der Scheibe auf. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird gewähr­ leistet, daß das Werkzeug Variationen in der Geometrie der zu umspritzenden Glasscheiben aufnehmen kann und daß Glasscheiben, deren Geometrie stark von der Norm abweicht, beim Schließen des Werkzeugs nicht zu Bruch gehen. Gleichzeitig dienen die tole­ ranzaufnehmenden Mittel dazu, den der Aufnahme des Umsprit­ zungswerkstoffs dienenden Hohlraum flächenbündig abzudichten. Auf diese Weise wird vermieden, daß trotz Abweichungen von ei­ ner Normgeometrie die Scheibe ein Kunststoffprofil mit einem flächenbündigen Querschnitt erhält und kein Kunststoff an der Kante der Scheibe vorbeigespritzt wird.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt demnach darin, daß einerseits eine hohe Ausbeute erreicht wird, weil die Anzahl der Scheiben, die beim Umspritzen - insbesondere beim Schließen des Werkzeugs - zerbrechen, reduziert wird, und daß an­ dererseits der Nachbearbeitungsaufwand, der durch Entfernen des an der Scheibenkante vorbeigespritzten Kunststoffs entsteht, erheblich reduziert wird, weil eine nachgiebige, sich an den Verlauf der zu umspritzenden Kante anpassende und gleichzeitig ausreichend dichte Aufnahme vorgesehen ist.

Die toleranzaufnehmenden Mittel können sich entlang des gesam­ ten Umfangs der flächenbündig zu umspritzenden Kante erstrecken oder nur an besonders kritischen Stellen angeordnet sein. Be­ sonders kritische Stellen sind in diesem Zusammenhang solche Stellen, an denen die zu umspritzenden Glasscheiben dazu nei­ gen, besonders stark von einer Normgeometrie abzuweichen. Das können beispielsweise Bereiche sein, in denen die Scheibe sehr stark gebogen ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die toleranzaufnehmenden Mittel federgelagert. Sie können aber auch einen oder mehrere Hohlräume aufweisen, durch den die Mittel nachgiebig werden. Es ist denkbar, diesen Hohlraum zu evakuieren oder mit einem Me­ dium, beispielsweise einem Gas oder einer Flüssigkeit, zu fül­ len. Die toleranzaufnehmende Eigenschaft kann auch durch die Werkstoffauswahl und/oder die Geometrie der toleranzaufnehmen­ den Mittel erreicht werden. Es ist auch denkbar andere kon­ struktive Möglichkeiten vorzusehen, durch die erreicht wird, daß die toleranzaufnehmenden Mittel nachgiebig gegenüber der Auflagekante der Scheibe sind - und dadurch ein Brechen der Scheibe beim Schließen des Werkzeugs verhindern - und gleich­ zeitig den zur Aufnahme des Umspritzungswerkstoffs dienenden Hohlraum ausreichend abdichten - und dadurch ein Nachbearbeiten unnötig machen.

Dabei muß jedoch jeweils gewährleistet sein, daß die toleranz­ aufnehmenden, dichtenden Mittel so ausgelegt sind, daß diese dem Druck der Scheibe nachgeben, bevor sie zerbricht. Gleich­ zeitig dürfen sie jedoch nicht so nachgiebig sein, daß beim Einspritzen des Umspritzungswerkstoffs dieser zwischen Scheibe und toleranzaufnehmenden, dichtenden Mitteln hindurch gespritzt wird.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Werkzeug anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug, bei dem die toleranzaufnehmenden Mittel federgelagert sind;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug, bei dem die toleranzaufnehmenden Mittel ein Profil aufweisen, durch das die Mittel gegenüber einer zu umspritzenden Scheibe nachgiebig sind und

Fig. 3 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug, bei dem die toleranzaufnehmenden Mittel einen Hohl­ raum aufweisen.

Gemäß Fig. 1 weist das erfindungsgemäße Werkzeug ein festste­ hendes Werkzeugunterteil 1 und ein bewegliches Werkzeugoberteil 2 auf. Werkzeugunterteil 1 und Werkzeugoberteil 2 sind so ge­ staltet, daß zwischen ihnen im Bereich des Umfangs einer zu um­ spritzenden Scheibe 6 ein Hohlraum 15 entsteht, der zur Auf­ nahme von Umspritzungswerkstoff zur Bildung eines Umspritzungs­ profils 4 dient. Weiterhin ist ein Schieber 3 vorgesehen, der senkrecht zur Bewegungsrichtung des Werkzeugoberteils ver­ schiebbar ist. Durch den Schieber 3 ist es möglich, spezielle Geometrien für das Umspritzungsprofil 4 vorsehen zu können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ermöglicht der Schieber 3 das Aasformen einer Dichtlippe 5 an das Profil 4.

Die zu umspritzende Scheibe 6 wird zwischen Werkzeugunterteil 1 und Werkzeugoberteil 2 gelegt. Im Falle eines Verbund-Sicher­ heitsglas besteht diese aus mehreren Schichten, nämlich Glas 6a - Folie 6b - Glas 6c. Die Scheibe 6 ist leicht gebogen und wird im Werkzeug zwischen zwei in Werkzeugunterteil 1 und Werk­ zeugoberteil 2 integrierten Dichtringen 8, 9 gehalten.

Fertigungsbedingt weisen solche Scheiben 6 häufig Abweichungen von einer Normgeometrie auf. Diese Abweichungen sind durch ge­ strichelte Linien 7 dargestellt. Zum Umspritzen der Scheibe 6 mit einem flächenbündigen Profil 4, muß die Scheibe 6 mit ihrer unteren Kante 11 so fest gegen das Werkzeugunterteil 1 gedrückt werden, daß während des Umspritzungsvorgangs kein Umspritzungs­ werkstoff zwischen Kante 11 und Werkzeugunterteil 1 gespritzt werden kann, und somit ein mit der Scheibenunterseite bündiges Profil 4 entsteht. Um dies bei in ihrer Geometrie variierenden Scheiben 6 zu gewährleisten, weist die erfindungsgemäße Vor­ richtung eine toleranzaufnehmende Auflage 12 auf. Diese to­ leranzaufnehmende Eigenschaft der Auflage 12 wird dadurch er­ reicht, daß die Auflage 12 um einen Schwenkpunkt 13 drehbar ge­ lagert ist. Mit Hilfe einer unter der Auflage 12, zwischen Auf­ lage 12 und Werkzeugunterteil 1 angeordneten Feder 14 wird die Auflage 12 immer wieder in eine Ausgangslage zurückgebracht. Durch diese nachgiebige Auflage 12 werden zwei Ziele erreicht: zum einen werden unterschiedliche Verläufe der Kante 11 vom Werkzeug ausgeglichen und die Scheibe 6 geht beim Schließen des Werkzeugs nicht zu Bruch; zum anderen fungiert die Auflage 12 als Dichtung, was im folgenden noch näher ausgeführt wird.

Die Auflage 12 kann in dem Werkzeugunterteil entlang des Ver­ laufs der Kante 11 der Scheibe 6 oder nur an einige riskanten Stellen angeordnet sein. Das Material, aus dem die Auflage 12 besteht, sollte gegenüber dem Umspritzungswerkstoff, beispiels­ weise PU, abweisend und unempfindlich sein, so daß sich die um­ spritzte Scheibe 6 mit dem Profil 4 nach dem Umspritzungs­ vorgang einfach aus dem erfindungsgemäßen Werkzeug entnehmen läßt und die Auflage 12 nicht von dem Umspritzungswerkstoff an­ gegriffen wird.

Im folgenden wird der Umspritzungsvorgang mit Hilfe eines er­ findungsgemäßen Werkzeugs im einzelnen erläutert. Zunächst ist das Werkzeug geöffnet, d. h. daß sich das Werkzeugoberteil 2 in einer oberen (nicht dargestellten) und der Schieber 3 in einer ausgezogenen (ebenfalls nicht dargestellten) Stellung befinden.

Die Scheibe 3 wird in das Werkzeug gelegt und zwar so, daß sie mit der Kante 11, die flächenbündig umspritzt werden soll, auf der toleranzaufnehmenden Auflage 12 zu liegen kommt. Wenn die Auflage 12 durchgehend vorgesehen ist, kommt die Kante 11 ent­ lang ihres gesamten Umfangs auf der Auflage 12 zu liegen. Ist die Auflage 12 nur an kritischen Stellen angeordnet, so kommt die Kante 11 nur in diesen Bereichen auf der Auflage 12 zu lie­ gen.

In einem nächsten Schritt wird das Werkzeug geschlossen. Dazu wird das Werkzeugoberteil 2 nach unten bewegt und drückt die Scheibe 6 über den Dichtring 9 in Richtung des Werkzeugunter­ teils 1 und dabei die Kante 11 der Scheibe 6 gegen die Auflage 12. Durch die Feder 14 gibt die Auflage 12 dem durch die Scheibe 6 auf sie wirkenden Druck nach. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Scheibe zu Bruch geht, wie dies im Falle ei­ ner starren Auflage der Fall wäre. Die Feder 14 bewirkt aber auch, daß die Auflage 12 gegen die Kante 11 gedrückt wird und dadurch den zur Aufnahme des Umspritzungswerkstoffs dienenden Raum 15 entlang des gesamten Verlaufs der Kante 11 gegenüber dem zwischen Scheibe 6 und Werkzeugunterteil 1 gebildeten Raum 15 abdichtet. Wichtig ist dabei, daß die Feder 14 so ausgelegt ist, daß sie zum einen nachgiebig genug ist, um den durch Werk­ zeugoberteil 2 auf die Scheibe 6 aufgebrachten Druck abzufedern und einen Bruch der Scheibe 6 zu vermeiden, zum anderen muß die Feder 14 so steif ist, daß der Raum 15 gegenüber dem Raum 16 auch bei den beim Umspritzen auftretenden Drücken zuverlässig abgedichtet ist.

In einem weiteren Schritt wird der Schieber 3 in die in Fig. 1 dargestellte Schließstellung gebracht. Nun kann der Um­ spritzungswerkstoff in den Raum 15 eingespritzt werden. Es ent­ steht ein Profil 4, welches bündig mit der Unterseite der Scheibe 6 abschließt. Nun können Werkzeugoberteil 2 und Schie­ ber 3 wieder in ihre Öffnungsstellung gebracht und die um­ spritzte Scheibe 6 entnommen werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 nur durch die konkrete Ausgestaltung der Auflage 12. Der Querschnitt der Auflage 12 ist so gestaltet, daß die Auflage 12 nachgiebig ist. Das wird dadurch erreicht, daß die Auflage 12 unterschnitten ist, so daß zwischen Auflage 12 und Werkzeugunterteil 1 ein Hohlraum 17 entsteht. Wenn die Auflage 12 aus elastischem Material besteht, hat diese Gestal­ tung die selbe Wirkung, wie bei der in Fig. 1 dargestellten Va­ riante. Die Auflage 12 ist gegenüber der Kante 11 der Scheibe 6 nachgiebig, so daß Toleranzen in der Geometrie der Scheibe 6 ausgeglichen werden. Die Auflage 12 dichtet aber auch den Raum 15 gegenüber dem Raum 16 unterhalb der Scheibe 6 ab.

In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit der konstruktiven Ge­ staltung der Auflage 12 dargestellt. Hier weist die Auflage 12 einen Hohlraum 18 auf. Der Hohlraum 18 kann sich entlang der gesamten Auflage oder über begrenzte Abschnitte erstrecken. Er kann evakuiert oder mit einem Medium gefüllt sein - abhängig von den elastischen Eigenschaften des Materials, aus dem die Auflage 12 besteht. Über den Hohlraum 18 kann die Nachgiebig­ keit der Auflage 12 so eingestellt werden, daß die Auflage 12 den an sie gerichteten Anforderungen bezüglich Toleranzaus­ gleich zum einen und Abdichten zum anderen genügt. Die be­ schriebenen Ausführungsbeispiele stellen nur drei Möglichkeiten der konkreten Ausgestaltung der Erfindung dar und sollen nicht begrenzend auf den Schutzbereich wirken.

Claims (9)

1. Werkzeug zum Umspritzen von Glasscheiben (6) mit einem Kunststoffprofil (4) mit einem Querschnitt, der an zumin­ dest einer Seite der Scheibe flächenbündig ist, mit

• - einem Werkzeugunterteil (1),
• - einem Werkzeugoberteil (2) und
• - toleranzaufnehmenden Mitteln (12) zur Aufnahme einer flächenbündig zu umspritzenden Kante (11) der Scheibe und zum Abdichten eines die Kante zumindest teilweise umgebenden, zur Aufnahme von Umspritzungswerkstoff die­ nenden Hohlraums (15).

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die toleranzaufnehmenden Mittel (12) entlang des gesamten Umfangs der flächenbündig zu umspritzenden Kante (11) der Scheibe (6) erstrecken.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzaufnehmenden Mittel (12) federgelagert sind.

4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzaufnehmenden Mittel (12) mindestens einen Hohlraum (18) aufweisen.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (18) evakuiert ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (18) gefüllt ist.

7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzaufnehmenden Mittel (12) aus einem gegen­ über der Scheibe (6) nachgiebigen Material bestehen.

8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzaufnehmenden Mittel (12) ein Profil aufwei­ sen, durch das die Mittel nachgiebig gegenüber der zu um­ spritzenden Scheibe (6) sind.

9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzaufnehmenden Mittel (12) aus einem gegen­ über dem Umspritzungswerkstoff unempfindlichen und abwei­ senden Material bestehen.