DE3539006A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen aus fasermatten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen aus fasermattenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Formteilen aus Fasermatten, insbesondere solchen mit einer
Einlage aus Fäden, Gewebe od. dgl., in einem aus Ober
und Unterwerkzeug gebildeten Preßwerkzeug, wobei der
über die seitliche Begrenzung des Preßwerkzeugs über
stehende Randbereich der Fasermatte am Ende des Preß
vorgangs durch Scherkräfte von dem Formteil abgetrennt
wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vor
richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Preßformteile aus Fasermatten werden in vielfältigen
Ausführungsformen beispielsweise bei der Innengestaltung
von Kraftfahrzeugen, z. B. für Hutablagen, für Seiten-
und Türverkleidungen, Kofferraum- Auskleidungen etc., aber
auch für strukturierte Paneele, Sitzschalen u. dgl.
verwendet. Derartige Preßformteile besitzen gute schall-
und schwingungsdämpfende Eigenschaften und sind kosten
günstig verfügbar, da sie ohne Einsatz hochwertiger
Rohstoffe hergestellt werden können. Die eingesetzten
Fasermatten werden aus einem Vlies aus Naturfasern oder
zerfaserten, mit Bindemitteln vermischten Abfallwerk
stoffen bei erhöhten Temperaturen durch Verdichten er
halten.
Ein besonderes Problem beim Verarbeiten solcher Faser
matten zu Preßformteilen liegt in der äußerst geringen
Zugfestigkeit des Faserverbundes, so daß insbesondere
bei starkem Umformgrad, d. h. örtlich großen Form
änderungen Vorkehrungen getroffen werden müssen, um
den Stoffzusammenhang innerhalb des Preßformteiles
während der Umformung zu wahren. Dies gelingt beispielsweise
dadurch, daß aus der Fasermatte zunächst ein Vorform
körper hergestellt wird, der anschließend in einem
zweiten Preßvorgang zum endgültigen Formteil ver
dichtet wird. Dabei sind die Preßwerkzeuge mehrteilig ausge
bildet und die einzelnen Preßstempel unabhängig vonein
ander in die Schließstellung bewegbar. Um beim Um
formen Zugkräfte von der Fasermatte fernzuhalten, wird
sie zwischen Geweben angeordnet, mittels der sie in
die Form eingezogen wird. Der Preßvorgang der zuvor meist
gedämpften Fasermatte erfolgt unter Wärmeeinwirkung,
die zunächst für das Erweichen und das anschließende
Aushärten der Bindemittel notwendig ist.
Zur Vermeidung bzw. Einschränkung einer größeren An
zahl von Umformschritten ist es weiterhin bekannt,
Fasermatten aus einem doppellagigen Faservlies zu
fertigen und zwischen die Faservlieslagen eine Gewebe
einlage, z. B. aus Polyester, einzubringen, die die
Verformbarkeit der Fasermatte verbessert, so daß im all
gemeinen in einem einzigen Umformvorgang das endgültige
Formteil erzeugt werden kann (DE-A 34 03 670).
Die Verwendung derartiger, armierter Fasermatten
stellt allerdings auch erhöhte Anforderungen an die zur
Formgebung verwendeten Preßwerkzeuge, insbesondere was
die mit Erreichen der Schließstellung des Preßwerkzeuges
erwünschte Abtrennung des Randbereichs vom fertigen
Formteil betrifft. Bei herkömmlichen Formpressen wird
bisher der Formhohlraum umfangsseitig durch eine Scher-
bzw. Quetschkante gebildet, die beim Schließen des
beweglichen Werkzeugteiles unter Belassen eines Scher
spaltes am festen Unterwerkzeug vorbeibewegt wird,
so daß der Randbereich, der von dem fertigen Preßformteil
abgetrennt wird, und das fertige Preßformteil nach Öffnen
des Preßwerkzeuges aus diesem entnommen werden können,
ohne daß es noch eines separaten Trennvorganges bzw.
aufwendiger Nachbearbeitungsvorgänge für den Rand des
Formteils bedarf. Beim Einsatz der aus fertigungs
technischen Gründen zu bevorzugenden Fasermatten mit einer
Gewebeeinlage, aber auch solchen mit Einlagen aus Monofilen,
läßt sich das Preßformteil nicht in der gewünschten Weise
zuverlässig vom Randbereich trennen. Diese Schwierigkeiten
werden durch preßtechnisch und werkstoffbedingte Toleranzen
des Scherspaltes zwischen dem Oberteil und dem Unterteil
des Preßwerkzeuges sowie dem unvermeidlichen Werkzeug
verschleiß in diesem Bereich noch ungünstig beeinflußt.
Dies führt in nachteiliger Weise zu einem zusätzlichen
Arbeitsgang, bei dem der überstehende Randbereich vom
Preßformteil getrennt werden muß.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der
eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß beim
Formvorgang das Formteil sauber besäumt wird, ohne daß
zusätzliche Arbeitsgänge für das Abtrennen des über den
Formraum überstehenden Randbereichs notwendig sind. Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vor
richtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
in der Endphase des Preßvorgangs der überstehende Rand
bereich der Fasermatte festgeklemmt wird und den zwischen
ihm und dem Formteil wirkenden Scherkräften Zugkräfte
überlagert werden.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht da
rauf, daß vor Erreichen der Schließstellung des Preßwerk
zeuges der als Abfall anfallende Randbereich eingespannt
wird und, bedingt durch die andererseits zwangsläufige Ein
spannung des Fasermaterials im Bereich des Formraums auf
das innerhalb des Scherspaltes befindliche Fasermaterial
neben den Scherkräften zusätzlich Zugkräfte wirken, die
zu einer Spannungskonzentration im Scherspalt am Rand
des Preßformteiles führen und an dieser Stelle nicht nur
zum Abscheren des Fasermateriales, sondern auch zum
Reißen der Einlage führen.
Üblicherweise besteht der Preßvorgang aus einem die Faser
matte zunächst konturierenden Formen und einem anschließen
den Verdichten auf die gewünschte Wandstärke. Solange der
eigentliche Formvorgang anhält, muß die Fasermatte vom
Rand her nachgezogen werden können, während beim Ver
dichtungsvorgang ein solches Nachziehen nicht mehr not
wendig ist. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die
Zugkräfte erst während des Verdichtungsvorgangs aufge
bracht werden, so daß diese Zugkräfte den eigentlichen
Formvorgang nicht negativ beeinflussen können. Sie
werden erst wirksam, wenn der eigentliche Formvorgang
annähernd oder endgültig abgeschlossen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden die
Zugkräfte auf den überwiegenden Teil des Randbereichs
aufgebracht. Es kann im Einzelfall sinnvoll sein,
nicht den gesamten Randbereich abzutrennen, um beispiels
weise am verbleibenden Randbereich das Formteil aus den
Preßwerkzeugen entnehmen zu können. Dieser verbleibende
Bereich läßt sich dann ohne weiteres mit Schnittwerkzeugen
o. dgl. mit einem einfachen Handgriff abtrennen. Statt
dessen kann es auch vorteilhaft sein, an diskreten, über
den Umfang verteilten Stellen des Formteilrandes nur Scher
kräfte wirken zu lassen, so daß der Randbereich an diesen
diskreten Stellen nicht abgetrennt wird, zwischen diesem
und dem Formteil also einige wenige Brücken vorhanden sind,
die im Bedarfsfall wiederum zum Ausheben des Formteils aus
dem Preßwerkzeug dienen können.
Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung aus
von einem Preßwerkzeug aus Ober- und Unterwerkzeug, die
aus einer geöffneten Stellung in eine einen Formhohlraum
nach oben und unten begrenzende Schließstellung bewegbar
und mit dem Formhohlraum seitlich begrenzenden Scherkanten
versehen sind. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich erfin
dungsgemäß dadurch aus, daß Ober- und Unterwerkzeug im
Anschluß an die Scherkanten den überstehenden Randbereich
der Fasermatte einspannende Klemmorgane aufweisen und daß
diese und die Scherkanten so angeordnet sind, daß sie vor
Erreichen der Schließstellung des Preßwerkzeugs wirksam
werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Klemmorgane im
überstehenden Randbereich der Fasermatte wird in Verbin
dung mit der Schließbewegung des Preßwerkzeugs in vorteil
hafter und zugleich unkomplizierter Weise eine die am Rand
des Preßformteils wirkenden Scherkräfte überlagernde Zug
belastung erzeugt, die zum zuverlässigen Abtrennen des
Randbereichs führt. Die Klemmorgane können so angeordnet
und eingestellt werden, daß der zeitliche Verlauf der Zug
belastung im Randbereich des Preßformteils wie auch deren
Größe in Relation zur Schließbewegung des Preßwerkzeugs
gewählt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Klemm
organe im Anschluß an die Scherkanten im Ober- und Unter
werkzeug nach Art von Nut und Feder ausgebildet, die im
Zuge der Schließbewegung des Preßwerkzeugs den überstehenden
Rand der Fasermatte zwischen sich einschließen und nach Über
fahren der Scherkante am Rand des Formhohlraums auf das Faser
material im Scherspalt eine zusätzliche Zugkraft übertragen,
die spätestens bei Erreichen der Schließstellung zum Abtrennen
des Randbereichs führt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform bestehen die Klemmorgane
aus einer am beweglichen Oberwerkzeug angeordneten Druck
fläche und einer am festen Unterwerkzeug in Bewegungs
richtung des Oberwerkzeugs beweglichen Gegendruckfläche.
Die bewegliche Gegendruckfläche ist dabei so positioniert,
daß sie zu Beginn des Überfahrens der Scherkante die
Fasermatte zwischen sich und der Druckfläche einklemmt
und bei der weiteren Schließbewegung in der Klemmlage
hält und dann der weiteren Bewegung des Preßwerkzeugs
folgt, bis schließlich spätestens bei Erreichen der
Schließstellung der Randbereich vom Formteil abgetrennt
wird.
Gemäß einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel ist die
Gegendruckfläche an der Stirnseite von Leisten, Stempeln
o. dergl. ausgebildet, die im Unterwerkzeug oder einem
anderen vorrichtungsfesten Teil gleitend gelagert und
aus einer angehobenen Position zu Beginn des Einklem
mens des Randbereichs der Fasermatte durch die Bewegung
des Oberwerkzeugs zurückgedrängt werden. Dabei kann das
bewegliche Klemmorgan unter Wirkung einer es in die
angehobene Position drängenden Feder stehen.
Aufgrund der zusätzlich auf den Randbereich wirksam wer
denden Zugkräfte kommt es auch dann zum Abtrennen, wenn
sich der Scherspalt durch Verschleiß oder größeres Spiel
erweitert hat. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die
Erfindung nicht nur an neu hergestellten Werkzeugen,
sondern auch an vorhandenen Werkzeugen durch Nacharbeiten
verwirklicht werden kann.
Die Erfindung ist nachstehend anhand zweier in der
Zeichnung gezeigter Ausführungsbeispiele näher er
läutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt eines Preßwerkzeuges
mit einer ersten Ausführungsform der Er
findung in schematischer Darstellung;
Fig. 2 einen Teilschnitt eines Preßwerkzeuges
mit einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung in schematischer Darstellung.
Fig. 1 zeigt - in der Schließstellung - ein Preßwerkzeug
1, das aus einem in Pfeilrichtung beweglichen Oberwerkzeug
2 und einem auf einem Pressentisch 4 festgelegten Unter
werkzeug 3 besteht. Eine vorher in das offene Preßwerkzeug 1
eingelegte Fasermatte 5 ist innerhalb eines Formhohlraumes
6 zu einem Formteil 7 umgeformt worden, das nach Rückführen
des Oberwerkzeuges 2 in seine Ausgangslage aus dem Preß
werkzeug 1 entnommen werden kann. Zwischen dem Ober- und
Unterwerkzeug ist außerhalb des Formhohlraumes 6 rand
seitig ein Ziehspalt 8 gebildet, in welchem ein Rand
bereich 9 der Fasermatte 5 nach dem Schließen des Preß
werkzeugs im wesentlichen unverformt verbleibt.
Im Anschluß an den Formhohlraum 6 ist am Unterwerkzeug 3
zur Bildung des Randes 11 des Preßformteiles 7 eine
Scherkante 10 und im Anschluß an diese eine U-förmige
Nut 12 ausgebildet, in die in der Endphase des Umformvor
ganges unter Bildung eines Scherspaltes 13 ein form
ähnlicher Vorsprung nach Art einer Feder 14 am Ober
werkzeug 2 unter starker örtlicher Verformung des Rand
bereiches 9 der Fasermatte 5 eintaucht. Der Vorsprung 14
weist innenseitig eine mit der Scherkante 10 am Unter
werkzeug zusammenwirkenden Scherfläche zur Bildung
des Scherspaltes 13 auf. Die Druckverformung des Rand
bereiches 9 durch den Vorsprung 14 im Zusammenwirken mit
der Nut 12 unterbindet das Nachziehen des Fasermaterials
von außen, so daß dieses zwischen dem Ringvorsprung 14
und der Ringnut 12 eingeklemmt wird und den Scherspan
nungen im Scherspalt 13 zusätzliche Zugspannungen über
lagert werden. Dies führt vor oder spätestens bei Er
reichen der Schließstellung des Preßwerkzeuges 1 zu
einer solchen Spannungskonzentration im Bereich der
Scherkante 10, daß das Fasermaterial und die Einlage 20
am Rand 11 des Formteiles 7 abreißen und eine zuverlässige
Trennung des Preßformteiles 7 vom Randbereich 9 der Faser
matte 5 erreicht wird.
In Fig. 2 sind einander entsprechende Teile mit den
gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Auch
hier erfolgt die Ausbildung des Randes 11 des Formteiles
7 durch eine Überlagerung von Scher- und Zugkräften im
Bereich der Scherkante 10. Bei dieser Auführungsform
werden die Klemmorgane von einer Druckfläche 18 am be
weglichen Oberwerkzeug und einer Gegendruckfläche 19
gebildet. Diese ist an der Stirnseite einer Druckleiste 16
oder eines Druckstempels ausgebildet, der im Unterwerk
zeug 3 mit Anschlägen 17 federnd und gleitend gelagert
ist. In Verbindung mit der Ausbildung des Scherspaltes
13 und dem Eintauchen der Scherkante 10 des Unter
werkzeuges 3 in das Oberwerkzeug 2 trifft dieses mit der
Druckfläche 18 auf den überstehenden Randbereich 9 der
Fasermatte 5, der durch die Gegendruckfläche 19 der
Druckleiste 16 unterstützt ist. Die endgültige Bewe
gung des Oberwerkzeuges 2 in die Schließstellung führt
zum Einspannen des Randbereiches 9 der Fasermatte 5
und bei weiterer Abwärtsbewegung zur Ausbildung von
Zugkräften innerhalb des Scherspaltes, die zum Abtrennen
des Fasermaterials und der Einlage 20 vom Rand 11 des
Formteiles 7 führen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Fasermatten,
insbesondere solchen mit einer Einlage aus Fäden, Gewebe
od. dgl., in einem aus Ober- und Unterwerkzeug gebildeten
Preßwerkzeug, wobei der über die seitliche Begrenzung
des Preßwerkzeugs überstehende Randbereich der Fasermatte
am Ende des Preßvorgangs durch Scherkräfte von dem Form
teil abgetrennt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Endphase des Preßvorgangs der überstehende
Randbereich der Fasermatte festgeklemmt wird und den zwischen
ihm und dem Formteil wirkenden Scherkräften Zugkräfte über
lagert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Preßvorgang aus einem
die Fasermatte zunächst konturierenden Formen und einem
anschließenden Verdichten auf die gewünschte Wandstärke
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkräfte erst
während des Verdichtungsvorgangs aufgebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugkräfte auf dem überwiegenden Teil des Rand
bereichs aufgebracht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß an diskreten, über den Umfang ver
teilten Stellen des Formteilsandes nur Scherkräfte aufge
bracht werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Preßwerkzeug aus
Ober- und Unterwerkzeug, die aus einer geöffneten Stel
lung in eine einen Formhohlraum nach oben und unten be
grenzende Schließstellung bewegbar und mit den Form
hohlraum seitlich begrenzenden Scherkanten versehen
sind, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unter
werkzeug (2, 3) im Anschluß an die Scherkanten (10)
den überstehenden Randbereich (9) der Fasermatte (5) ein
spannende Klemmorgane (12, 14; 18, 16) aufweisen und
daß diese und die Scherkanten so angeordnet sind, daß
sie vor Erreichen der Schließstellung des Preßwerkzeuges
(1) wirksam werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmorgane (12, 14) im Anschluß an die Scher
kanten (10) im Ober- und Unterwerkzeug (2, 3) nach
Art von Nut (12) und Feder (14) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Klemmorgane aus einer im festen
Unterwerkzeug (3) angeordneten Nut (12) mit U-förmigem
Querschnitt sowie aus einer mit dieser in Eingriff
bringbaren formähnlichen Feder (14) im beweglichen
Oberwerkzeug (2) besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmorgane aus einer am beweglichen Ober
werkzeug (2) angeordneten Druckfläche (18) und einer am
festen Unterwerkzeug (3) in Bewegungsrichtung des Ober
werkzeugs beweglichen Gegendruckfläche (19) bestehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegendruckfläche (19) an der Stirnseite von
Leisten (16), Stempeln o. dgl. ausgebildet ist, die
im Unterwerkzeug (3) oder einem anderen vorrichtungs
festen Teil gleitend gelagert und aus einer angehobe
nen Position zu Beginn des Einklemmens des Randbereichs (9)
der Fasermatte (5) durch die Bewegung des Oberwerkzeugs
zurückgedrängt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das bewegliche Klemmorgan (16) unter Wirkung einer es
in die angehobenene Position drängenden Feder steht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853539006 DE3539006A1 (de) | 1985-11-02 | 1985-11-02 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen aus fasermatten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853539006 DE3539006A1 (de) | 1985-11-02 | 1985-11-02 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen aus fasermatten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3539006A1 true DE3539006A1 (de) | 1987-05-07 |
Family
ID=6285086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853539006 Withdrawn DE3539006A1 (de) | 1985-11-02 | 1985-11-02 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen aus fasermatten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3539006A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3739079A1 (de) * | 1987-11-18 | 1989-06-01 | Kast Casimir Formteile | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen aus faserformstoff und hiernach hergestelltes formteil |
EP2229489A2 (de) * | 2007-11-26 | 2010-09-22 | Johnson Controls Technology Company | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer fahrzeugverkleidung |
DE102011052462A1 (de) | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils und Faserverbundbauteil |
-
1985
- 1985-11-02 DE DE19853539006 patent/DE3539006A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP2229489A2 (de) * | 2007-11-26 | 2010-09-22 | Johnson Controls Technology Company | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer fahrzeugverkleidung |
EP2229489A4 (de) * | 2007-11-26 | 2015-01-21 | Johnson Controls Tech Co | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer fahrzeugverkleidung |
DE102011052462A1 (de) | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils und Faserverbundbauteil |
DE102011052462B4 (de) * | 2011-08-08 | 2015-01-22 | Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |