DE10118825A1

DE10118825A1 - Werkzeug zum Anschäumen von Bauteilen an einer Fahrzeugscheibe

Info

Publication number: DE10118825A1
Application number: DE10118825A
Authority: DE
Inventors: Sonja Hufper; Christian Duenzinger; Johann Schmid; Uwe Stuellenberg; Georg Wallner
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: DE10118825B4

Abstract

Es wird ein Werkzeug zum Anschäumen von Bauteilen insbesondere an eine Fahrzeugscheibe (12) vorgeschlagen, das versehen mit einer Formanordnung (10, 42) zur Begrenzung des zu umschäumenden Bereichs sowie einer Halteanordnung (18, 22, 24, 34) zum fixieren eines anzuschäumenden Bauteils. Erfindungsgemäß umfasst die Halteanordnung einen im Wesentlichen starren Einsatz (18), der in eine Ausnehmung (16) der Formanordnung (10) einsetzbar ist und der eine Aufnahme (36) für ein anzuschäumendes Bauteil (14) aufweist, wobei die Aufnahme einen dem zu umschäumenden Bereich (20) zugewandten Haltebereich (22) aufweist und auf der von dem zu umschäumenden Bereich abgewandten Seite des Halterbereichs eine Dichtungsanordnung (26) vorgesehen ist, um den zum Anschäumen des Bauteils benutzten Werkstoff an einem Eindringen in das Werkzeug zu hindern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Anschäumen von Bauteilen insbesondere an eine Fahrzeugscheibe, versehen mit einer Formanordnung zur Begrenzung des zu umschäumenden Bereichs sowie einer Halteanordnung zum Fixieren eines anzuschäumenden Bauteils.

Beim Anschäumen von Bauteilen beispielsweise an eine Fahrzeugscheibe ist problematisch, dass einerseits das an die Scheibe anzuschäumende Bauteil ge halten werden muss und andererseits kein Schaum aus dem zu umschäumenden Bereich in das Werkzeug austreten soll. Bei bekannten Schäumwerkzeugen der eingangs genannten Art wurde daher vorgeschlagen, weiche Abdichtelemente einzusetzen, beispielsweise aus Polyurethan, die in eine Ausnehmung des Schäumwerkzeugs eingesetzt werden und in die das anzuschäumende Bauteil eingesteckt wird.

Derartige Abdichtelemente sind jedoch in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Insbe sondere geben solche weichen Abdichtelemente keine exakte Lage des anzu schäumenden Bauteils im Werkzeug vor, so dass beispielsweise ein Verkippen des anzuschäumenden Bauteils gegenüber der Fahrzeugscheibe während des Schäumens nicht ausgeschlossen werden kann. Daher wurden zum Ausrichten des anzuschäumenden Bauteils häufig Positionierhilfen, wie z. B. Positionierstifte, eingesetzt, was jedoch aufgrund des damit verbundenen erhöhten Aufwands ebenfalls keine zufriedenstellende Lösung darstellte, zumal selbst mit derartigen Positionierhilfen eine exakte Winkelausrichtung der anzuschäumenden Bauteile nicht immer gewährleistet werden konnte. Darüber hinaus haben derartige Ab dichtelemente aufgrund des ständigen Kontakts mit dem Schäumwerkstoff nur eine relativ kurze Nutzungsdauer und müssen daher häufig ersetzt werden, was aufgrund des recht hohen Materialpreises derartiger Abdichtelemente zu erhebli chen Verbrauchskosten führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum An schäumen von Bauteilen insbesondere an eine Fahrzeugscheibe zu schaffen, in welchem anzuschäumende Bauteile sicher und verschleißarm gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Werkzeug der eingangs genannten Art erfindungs gemäß dadurch gelöst, dass die Halteanordnung einen im wesentlichen starren Einsatz umfasst, der in eine Ausnehmung der Formanordnung einsetzbar ist und der eine Aufnahme für ein anzuschäumendes Bauteil aufweist, wobei die Auf nahme einen dem zu umschäumenden Bereich zugewandten Haltebereich auf weist und auf der von dem zu umschäumenden Bereich abgewandten Seite des Haltebereichs eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, um den zum Anschäu men des Bauteils benutzten Werkstoff an einem Eindringen in das Werkzeug zu hindern. Anders als bei konventionellen Schäumwerkzeugen, bei welchen das anzuschäumende Bauteil in einem weichen Dichtelement gehalten wurde lässt bis bei dem hier vorgeschlagenen Werkzeug das anzuschäumende Bauteil mit tels des an dem starren Einsatz ausgebildeten Haltebereichs sicher fixieren. Dar über hinaus schützt der dem zu umschäumenden Bereich zugewandte Haltebe reich die Dichtungsanordnung gegenüber einem übermäßigen Kontakt mit dem Schäumwerkstoff, wodurch die Standzeit der Dichtungsanordnung erheblich ge steigert werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Insbesondere kann die Aufnahme einen dem zu umschäumenden Bereich zuge wandten ersten Haltebereich sowie einen von dem zu umschäumenden Bereich abgewandten zweiten Haltebereich aufweist, und die Dichtungsanordnung zwi schen dem ersten und dem zweiten Haltebereich vorgesehen sein. Auf diese Weise lässt sich die Winkellage des anzuschäumenden Bauteils bezüglich dem zu umschäumenden Bereich noch sicherer fixieren, da aufgrund der beiden räumlich getrennten Haltebereich ein deutlich größerer Hebel auf das anzu schäumende Bauteil ausgeübt wird als bei Verwendung nur eines Haltebereichs. Ferner kann hierbei der dem zu umschäumenden Bereich zugewandte Haltebe reich in der Richtung senkrecht zu dem zu umschäumenden Bereich kürzer aus geführt und damit die Dichtungsanordnung näher an dem zu umschäumenden Bereich platziert werden, so dass der Materialeintrag in das Schäumwerkzeug möglichst gering gehalten werden kann.

Weiterhin kann der Einsatz aus mehreren Bauteilen bestehen, wobei dann der Einsatz in mindestens einem der Haltebereiche ein aus dem Einsatz heraus nehmbares Haltebauteil zum Fixieren eines in den Einsatz einzusetzenden, an zuschäumenden Bauteils aufweisen kann. Durch Bereitstellen mehrerer aus dem Einsatz herausnehmbarer Haltebauteile, deren Größe, Form oder Werkstoffbe schaffenheit variiert, ist es ferner möglich, einen (standardisierten) Einsatz zum Anschäumen unterschiedlicher Bauteile zu benutzten. Da ein Verschleiß in erster Linie durch wiederholtes Einstecken von anzuschäumenden Bauteile in den Ein satz hervorgerufen wird, kann, um die Verschleißfestigkeit des Werkzeugs zu er höhen, ferner das aus dem Einsatz herausnehmbare Haltebauteil aus einem Werkstoff gefertigt werden, der eine größere Härte als der Einsatz aufweist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Einsatz eine Aufnahme für die Dichtungsanordnung aufweisen. Vorzugsweise verfügt hierbei der Einsatz über eine dem zu umschäumenden Bereich zugewandte Stirnseite sowie mindestens eine unter einem Winkel zu der Stirnseite angeordnete Seitenfläche, und ist die Aufnahme für die Dichtungsanordnung zu der mindestens einen Seitenfläche hin offen. Zum Zusammenbau des Schäumwerkzeugs wird die Dichtungsanordnung in den Einsatz von der Seite her eingeschoben, und dann wird der Einsatz mit samt der Dichtung in die Ausnehmung der Formanordnung eingesetzt. Da die Aufnahme für die Dichtungsanordnung unter einem Winkel zu der Ausnehmung der Formanordnung angeordnet ist, wird die Dichtungsanordnung unverlierbar in dem Einsatz gehalten. Ein derartiger Aufbau ist nicht nur in der Herstellung gün stig, da er ohne großen Werkzeugaufwand realisiert werden kann, sondern führt auch bei der Benutzung des Schäumwerkzeugs zu Einsparungen, da sich das mit einem derartigen Einsatz ausgestattete Schäumwerkzeug schnell und einfach zusammensetzen lässt.

Durch geeignete Abstimmung des Werkstoffs der Dichtungsanordnung und des zum Anschäumen von Bauteilen benutzten Schaumwerkstoffs lässt sich ferner die Dichtungsanordnung "selbstheilend" gestalten. Wird das Werkzeug beispiels weise zum Anschäumen von Haltebauteilen an eine Fahrzeugscheibe benutzt, wobei es sich bei dem gewählten Schaumwerkstoff um PU-Schaum handelt, so lässt sich ein derartiger Selbstheilungseffekt dadurch erzielen, dass die Dich tungsanordnung aus einem PUR-Werkstoff gefertigt wird. Wird beim Einsetzen eines anzuschäumenden Bauteils in den Einsatz und damit in die Dichtungsan ordnung beispielsweise aufgrund eines an dem anzuschäumenden Bauteil ver bliebenen scharfen Grates eine gewisse Materialmenge der Dichtungsanordnung abgerieben, so füllt sich während des Schäumvorgangs die so entstandene Mate riallücke der Dichtungsanordnung mit Schaumwerkstoff und wird damit repariert oder "geheilt".

Wie eingangs bereits erwähnt, kann das Werkzeug insbesondere zum Anschäu men von Bauteilen an eine Fahrzeugscheibe eingesetzt werden, beispielsweise um Haltewinkel an eine Fahrzeugscheibe anzuschäumen, die Teil eines öff nungsfähigen Fahrzeugdaches ist, um mittels solcher Haltewinkel die Fahrzeug scheibe an eine Verstellmechanik zum Verfahren der Scheibe anzukoppeln.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Be zugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Schäumwerk zeugs nach der vorliegenden Erfindung, in welchem ein anzu schäumendes Bauteil gehalten wird;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in dem Schäumwerkzeug gemäß Fig. 1 eingesetzten Dichtungsanordnung; und

Fig. 3 ein Ansicht ähnlich Fig. 1 während dem Herausnehmen des Einsat zes aus dem Schäumwerkzeug.

Fig. 1 zeigt einen Detailausschnitt eines Schäumwerkzeugs, wie es zum Um schäumen einer Fahrzeugscheibe eingesetzt wird. Bei einer derartigen Anwen dung wird gewöhnlich nur ein Randbereich der aus einem transparenten Werk stoff wie Glas oder Kunststoff gefertigten Scheibe mit einer Umschäumung bei spielsweise aus PU-Schaum eingefasst. Ist die Fahrzeugscheibe Teil eines öff nungsfähigen Fahrzeugdaches, beispielsweise eines Schiebe- oder Schiebehe bedaches, eines Spoilerdaches oder eines Lamellendaches, so muss zum Ver fahren des Scheibenelements die Fahrzeugscheibe mit einer Verstellmechanik gekoppelt werden. Zu diesem Zweck werden üblicherweise Haltewinkel oder der gleichen in den Schaumwerkstoff eingebettet.

Fig. 1 zeigt nur einen kleinen Ausschnitt eines Schäumwerkzeugs, welches in an sich bekannter Weise ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug aufweist, zwi schen welchen die zu umschäumende Scheibe eingelegt wird. Das in Fig. 1 an gedeutete Schäumwerkzeug 10 kann hierbei das Oberwerkzeug oder das Unter werkzeug einer nicht näher dargestellten Schäumvorrichtung sein.

Dort wo an eine zu umschäumende Fahrzeugscheibe 12 ein Befestigungsele ment 14 angeschäumt werden soll, weist das Schäumwerkzeug 10 in seiner die Form der Umschäumung 20 festlegenden Oberseite 42 eine Ausnehmung 16 auf, in die ein Einsatz 18, der beispielsweise aus Stahl, insbesondere aus Werkzeug stahl, gefertigt ist, eingesetzt ist. Es versteht sich, dass das Schäumwerkzeug 10 gewöhnlich eine Mehrzahl derartiger Einsätze 18 aufweisen wird, der Größe und Form in Abhängigkeit von den an die Fahrzeugscheibe 12 anzuschäumenden Bauteilen variieren kann. Während man das Schäumwerkzeug 10 sowie der Ein satz 18 üblicherweise aus metallischen Werkstoffen, insbesondere aus Stahl, fer tigen wird, lassen sich hierfür natürlich auch andere Werkstoffe einsetzen, die eine ausreichende Festigkeit und Verschleißbeständigkeit haben und von denen sich die eingesetzten Schaumwerkstoffe leicht lösen lassen.

Zum ortsfesten Positionieren des in einer Umschäumung 20 anzuordnenden Be festigungselements 14 weist der Einsatz 18 einen dem zu umschäumenden Be reich zugewandten ersten Haltebereich 22 sowie einen von dem zu umschäu menden Bereich abgewandten zweiten Haltebereich 24 auf. Die Öffnungsgröße des ersten und des zweiten Haltebereichs 22 und 24 ist auf die Größe des Au ßenumfangs des Befestigungselements 14 in diesen Bereichen abgestimmt, so dass das Befestigungselement 14 in den Haltebereichen 22 und 24 zumindest in der Ebene parallel zu der Scheibe 20 gehalten wird.

Zwischen dem ersten Haltebereich 22 und zweiten Haltebereich 24 ist eine Dich tungsanordnung 26 vorgesehen, die in Fig. 2 in perspektivischer Ansicht darge stellt ist. Bei der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsform des Einsatzes 18, der, um eine möglichst einfache Herstellung zu ermöglichen, beispielsweise Quaderform oder eine sonstige regelmäßige Form haben kann, ist in einer von der dem zu umschäumenden Bereich abgewandten Seitenfläche 30 des Einsat zes 18 eine Ausnehmung 32 vorgesehen, in welche die Dichtungsanordnung 26 von der Seite der her einsetzbar ist, wenn der Einsatz 18 aus dem Schäumwerk zeug 10 herausgezogen wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Im Falle der in Fig. 2 dargestellten quaderförmigen Dichtungsanordnung 26 lässt sich die in dem Einsatz 18 auszubildende Ausnehmung 32 besonders einfach herstellen. Die Dichtungsanordnung 26 weist einen durchgehenden, von einem Dichtungswerkstoff umgebenen Schlitz 28 auf, dessen Innenumfang geringfügig kleiner als der Außenumfang des an die Fahrzeugscheibe 12 anzuschäumenden Bauteils 14 ist, so dass sich der Dichtungswerkstoff ein in die Dichtungsanord nung 26 eingesetztes Bauteil 14 anlegt und so ein Eindringen von Schaumwerk stoff in das Werkzeug sowie ein ungewolltes Überziehen des anzuschäumenden Bauteils 14 mit Schaumwerkstoff verhindert. Darüber hinaus wird durch Anlegen der Dichtungsanordnung 26 gegen das anzuschäumende Bauteil 14 letzteres in der Richtung senkrecht zur Fahrzeugscheibe 12 gehalten.

Bei Verwendung von PU-Schaumwerkstoffen wird die Dichtungsanordnung 26 vorzugsweise aus PUR-Werkstoffen gefertigt, beispielsweise aus PUR Giessmasse oder Elastomeren PUR, um der Dichtungsanordnung 26 die ein gangs erwähnten Selbstheilungseigenschaften zu verleihen.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, wird die gegenüber dem zu umschäu menden Bereich zurückversetzte Dichtungsanordnung 26 mittels dem ersten Haltebereich 22 wirkungsvoll vor einer Beeinträchtigung durch Kontakt mit der Gussmasse 20 geschützt, so dass sich deutlich höhere Standzeiten der Dich tungsanordnung 26 als bei im Stand der Technik eingesetzten Abdichtungen er geben.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist zweckmäßigerweise in der Aufnahme 36 für das anzuschäumende Bauteil 14 ferner ein Anschlag oder Boden 38 vorgesehen, der beim Einsetzen des Bauteils 14 in die Aufnahme 36 die vertikale Lage des Bau teils 14 bezüglich der zu umschäumenden Fahrzeugscheibe 12 festlegt. In einem oder in beiden der Haltebereiche 22 und 24 kann der Einsatz 18 ferner mehrteilig ausgebildet sein und ein aus dem Einsatz herausnehmbares Haltebauteil 34 auf weisen, mittels welchem das anzuschäumende Bauteil 14 in dem jeweiligen Haltebereich fixiert wird. Mittels solcher separater Haltebauteile lässt sich einerseits die in dem Haltebereich erzielte Haltewirkung genauer justieren und kann die Haltewirkung an unterschiedlich bemessene anzuschäumende Bauteile ange passt werden. Darüber hinaus sind bei einem Verschleiß des Einsatzes, der durch Verkratzen der Haltebereiche beim wiederholten Einlegen von anzuschäu menden Bauteilen hervorgerufen wird, nur die herausnehmbaren Haltebauteile zu ersetzen und nicht der gesamte Einsatz.

Im Bereich der Aufnahme 16 für den Einsatz 18 kann das Schäumwerkzeug 10 ferner einen Durchbruch 40 aufweisen, durch den in den Einsatz 18 eingedrun gene Schaumreste in das Freie gelangen können. Darüber hinaus kann mittels eines in durch den Durchbruch 40 eingeführten (nicht dargestellten) Zylinder in schwierigen Fällen die Abdichtung optimiert werden.

Während die Verwendung von zwei räumlich getrennten Haltebereichen, zwi schen welchen eine Dichtung vorgesehen wird, bevorzugt wird, da dies einerseits für eine bestmögliche Halterung des anzuschäumenden Bauteils sorgt und ande rerseits, da die Dichtungsanordnung recht nahe des zu umschäumenden Be reichs platziert werden kann, für einen möglichst geringen Materialeintrag in das Schäumwerkzeug sorgt, kann auch nur ein dem zu umschäumenden Bereich zu gewandter Haltebereich vorgesehen werden, der dann in Axialrichtung des zu haltenden Bauteils entsprechend lang ausgeführt wird, um ein Verkippen des an zuschäumenden Bauteils während des Schäumvorgangs zu verhindern. Aus den genannten Gründen wird jedoch die Verwendung von zwei Haltebereichen bevor zugt.

Bezugszeichenliste

10

Schäumwerkzeug

12

Fahrzeugscheibe

14

Befestigungselement

16

Ausnehmung in

10

18

Einsatz

20

Umschäumung

22

erster Haltebereich

24

zweiter Haltebereich

26

Dichtungsanordnung

28

Schlitz in

26

30

Seitenfläche von

18

32

Ausnehmung in

18

34

Haltebauteil

36

Aufnahme für

14

38

Anschlag in

36

40

Durchbruch

42

Oberseite von

10

Claims

1. Werkzeug zum Anschäumen von Bauteilen insbesondere an eine Fahr zeugscheibe (12), versehen mit einer Formanordnung (10, 42) zur Begren zung des zu umschäumenden Bereichs sowie einer Halteanordnung (18, 22, 24, 34) zum Fixieren eines anzuschäumenden Bauteils, dadurch ge kennzeichnet, dass die Halteanordnung einen im wesentlichen starren Ein satz (18) umfasst, der in eine Ausnehmung (16) der Formanordnung (10) einsetzbar ist und der eine Aufnahme (36) für ein anzuschäumendes Bauteil (14) aufweist, wobei die Aufnahme einen dem zu umschäumenden Bereich (20) zugewandten Haltebereich (22) aufweist und auf der von dem zu um schäumenden Bereich abgewandten Seite des Haltebereichs eine Dich tungsanordnung (26) vorgesehen ist, um den zum Anschäumen des Bau teils benutzten Werkstoff an einem Eindringen in das Werkzeug zu hindern.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (36) einen dem zu umschäumenden Bereich (20) zugewandten ersten Hal tebereich (22) sowie einen von dem zu umschäumenden Bereich abge wandten zweiten Haltebereich (24) aufweist, und die Dichtungsanordnung (26) zwischen dem ersten und dem zweiten Haltebereich vorgesehen ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) aus Metall, insbesondere aus Stahl, gefertigt ist.

4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Einsatz (18) aus mehreren Bauteilen (18, 34) besteht.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) in mindestens einem der Haltebereiche (22, 24) ein aus dem Einsatz herausnehmbares Haltebauteil (34) aufweist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halte bauteil (34) eine größere Härte als der Einsatz (18) aufweist.

7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Einsatz (18) eine Aufnahme (32) für die Dichtungsan ordnung aufweist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz eine dem zu umschäumenden Bereich (20) zugewandte Stirnseite sowie mindestens eine unter einem Winkel zu der Stirnseite angeordnete Seiten fläche (30) aufweist, wobei die Aufnahme (32) für die Dichtungsanordnung (26) zu der mindestens einen Seitenfläche hin offen ist.

9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Werkstoff der Dichtungsanordnung (26) kompatibel zu dem zum Anschäumen von Bauteilen (14) benutzten Schaumwerkstoff ist.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dich tungsanordnung (26) aus einem PUR-Werkstoff gefertigt ist.

11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Anschäumen von Bauteilen (14) an eine Fahrzeugscheibe (12), dadurch gekennzeich net, dass die Fahrzeugscheibe (12) Teil eines Öffnungsfähigen Fahrzeugda ches ist.

12. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Anschäumen von Bauteilen (14) an eine Fahrzeugscheibe (12), dadurch gekennzeich net, dass es sich bei den an die Fahrzeugscheibe (12) anzuschäumenden Bauteilen (14) um Haltewinkel zum Ankoppeln der Fahrzeugscheibe an eine Verstellmechanik handelt.