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Title:
METHOD FOR APPLYING THREE-DIMENSIONALLY FORMED SHEETS TO COMPLEX SURFACES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/076748
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for applying three-dimensionally formed sheets to complex surfaces of workpieces, especially to body parts or other parts of motor vehicles, wherein the initially unformed sheet is formed by means of a deep-drawing die, coated with an adhesive and then placed on the surface of the workpiece which is to be covered. Once the deep-drawing process is terminated, the sheet (13) is cut out of the deep-drawing die (11), taken along with the deep-drawing die to the workpiece (21) and, while said sheet is still in the deep-drawing die (11), is subsequently positioned on top of the surface of the workpiece (22) which is to be covered, whereupon it is joined to said workpiece (21) and pressed. The deep-drawing die (11) is then returned to its initial position (deep-drawing installation 10).

Inventors:
Herold, Klaus-peter (Sudetenring 3 Lehre, D-38165, DE)
Rieck, Klaus (Im Ziegenförth 31 Braunschweig, D-38108, DE)
Application Number:
PCT/EP2000/004810
Publication Date:
December 21, 2000
Filing Date:
May 26, 2000
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Wolfsburg, D-38436, DE)
Herold, Klaus-peter (Sudetenring 3 Lehre, D-38165, DE)
Rieck, Klaus (Im Ziegenförth 31 Braunschweig, D-38108, DE)
International Classes:
B21D22/20; B29C63/22; B29C69/00; B29C51/08; B29C65/48; B32B37/12; B32B38/12; (IPC1-7): B29C51/08; B29C51/26
Foreign References:
DE19732308A11998-02-26
DE19825762A11998-12-10
EP0349749A11990-01-10
Attorney, Agent or Firm:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Brieffach 1770 Wolfsburg, D-38436, DE)
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Brieffach 1770 Wolfsburg, D-38436, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Applizierung dreidimensional verformter Folien auf komplexen Oberflächen von Werkstücken, insbesondere auf Karosserieoder anderen Teilen von Kraftfahrzeugen, wobei diezunächst unverformteFolie mittels Tiefziehwerkzeug verformt, mit Kleber beschichtet, ausgeschnitten und schließlich auf die zu bedeckende Werkstückoberfläche aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) nach Abschluß des Tiefziehvorganges noch innerhalb des Tiefziehwerkzeuges (11) ausgeschnitten, anschließend zusammen mit dem Tiefziehwerkzeug (11) zum Werkstück (21) verbracht und schließlich hierbei noch in dem Tiefziehwerkzeug (11) liegendauf der zu bedeckenden Werkstückoberfläche (22,34) positioniert, mit dem Werkstück (21) zusammengefügt und verpreßt wird und daß danach das Tiefziehwerkzeug (11) wieder an seinen Ausgangspunkt (Tiefziehanlage 10) zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13), vor ihrer Verformung im Tiefziehwerkzeug (11), auf ihrer von der Wirkseite abgewandten Innenfläche mit Kleber beschichtet wird.*& 3.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Dicke der auf die Folie (13) aufzubringenden Kleberschicht Toleranzschwankungen ausgeglichen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) durch einen Schneidestempel (12) ausgeschnitten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) mittels Laserstrahl ausgeschnitten wird.
6. Verbindung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) mittels eines Fräserwerkzeugs ausgeschnitten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) durch Wasserstrahlschneiden ausgeschnitten wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Verpressen von verformter Folie (13) und zu bedeckendem Werkstück (21,22) aufzuwendende Flächendruck (28) mechanisch durch das Tiefziehwerkzeug (11) aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Verpressen von verformter Folie (13) und zu bedeckendem Werkstück (21,22) aufzuwendende Flächendruck (28) hydraulisch oder pneumatisch aufgebracht wird.
Description:
Verfahren zur Applizierung dreidimensional verformter Folien auf komplexen Oberflächen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Tiefgezogene Folien können zum Schutz oder zur Dekoration von Karosserieteilen oder anderen verformten Körpern eingesetzt werden. Problematisch ist immer der Positionier- und Verklebe-oder Verschmelzvorgang zwischen Folie und Karosserieoberflache.

Bedingt durch ihre geringe Dicke und Instabilität ist ein automatisches Greifen, Transportieren, Verpressen und Positionieren von verformten Folien in der Praxis äußerst schwierig und vielen Zufälligkeiten unterworfen. Darüber hinaus muß zwischen Folie und verformtem Körper, z. B. einem Karosserieteil, eine Kleberschicht aufgebracht werden, was den gesamten Vorgang zusatzlich erschwert, selbst dann, wenn das Aufbringen der Folie manuell erfolgt.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die Folie nach dem in einer entsprechenden Negativform erfolgenden Verformen diesem Tiefziehwerkzeug entnommen und ihrer weiteren Verwendung (siehe oben) zugeführt. Die dann bei der Applizierung auf den betreffenden Formkörper auftretenden Schwierigkeiten wurden bereits eingangs geschildert.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier wirksame Abhilfe zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Grundgedankens der Erfindung enthalten die Patentansprüche 2 bis 9.

Durch die Erfindung wird der Vorteil einer exakten Schnittführung und Positionierung der Folie erreicht. Die Tiefziehform bildet dabei eine wesentliche Positionierhilfe. Sehr vorteilhaft erweist sich ferner die durch die Erfindung eröffnete Möglichkeit des Aufbringens eines Flächendruckes (z. B. mechanisch oder per Luftüberdruck) und die mögliche Automatisierung des gesamten Fertigungsablaufes (Ziehen, Schneiden, Positionieren, Transportieren, Verpressen).

Da das Folienteil mit der Wirkseite (Außenseite) zum Tiefziehwerkzeug hin gewandt ist, kann auf der Folie der Kleber (z. B. Kontakt-oder Schmelzkleber) vorappliziert sein, so daß ein aufwendiger nachträglicher Kleberauftrag entfällt.

Über die Dicke der Schmelzkleberschicht lassen sich zudem Toleranzschwankungen ausgleichen. Auch das Umbördeln von Rändern oder Verschweißen von Überlappnähten wird durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und eines entsprechenden, als"Multifunktionsform"ausgebildeten Tiefziehwerkzeuges gegenüber dem bekannten manuellen Handling oder dem Einsatz von Robotern wesentlich vereinfacht.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zur Realisierung eines- partielle oder vollflächigen-Unterbodenschutzes eines Krafffahrzeuges durch Applizierung einer Tiefziehfolie. Hierdurch kann der herkömmliche PVC- Unterbodenschutz ersetzt werden.

Selbstverständlich ist die Anwendung der Erfindung nicht auf Automobil-oder Karosserieteile beschränkt. Vielmehr lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen auch beliebige andere Formkörper mit Tiefziehfolie beschichten.

In der Zeichnung sind-in schematisierter Form-Ausführungsbeispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, die im folgenden detailliert beschrieben werden. Es zeigen : Fig. 1-in Seitenansicht-eine Anlage zur Herstellung und Applizierung tiefgezogener Folien und Fig. 2 Anlage und Arbeitsvorgang entsprechend Fig. 1, jedoch in Draufsicht betrachtet.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Tiefziehanlage, beinhaltend ein Tiefziehwerkzeug (Tiefziehform) 11 und einen Schneidestempel 12. Eine in dem Tiefziehwerkzeug 11 zu verformende Folie 13 ist auf einem Foliencoil 14 aufgewickelt und wird von dort über Führungsrollen 15 dem Tiefziehwerkzeug 11 zugeführt. Die Drehrichtung des Foliencoils 14 ist durch einen Pfeil 16 angedeutet. Die auf dem Foliencoil 14 aufgespulte Folie 13 ist zunächst mit einer Schutzfolie 17 beschichtet, die vor der Einführung der Folie 13 in die Tiefziehanlage 10 durch einen Schutzfoliensammler 18 abgezogen und aufgespult wird.

Danach wird die Folie 13-wie durch Pfeile 19,20 angedeutet-auf ihrer Ober-und Unterseite ionisiert.

Ein mit der tiefzuziehenden Folie 13 zu beschichtendes Werkstück, z. B. ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeuges, ist insgesamt mit 21 bezeichnet. Es weist einen verformten Bereich 22 auf, dessen Konturen das genaue Gegenstück zu einer mit 23 bezifferten Vertiefung in dem Tiefziehwerkzeug 11 darstellen.

Der Tiefziehvorgang wird in der Tiefziehanlage 10 durch einen Stempel (nicht gezeigt) bewerkstelligt, dessen Konturen denen des Werkstück-Formteils 22 entsprechen.

Hierbei drückt der Stempel die Folie 13 in Pfeilrichtung 24 in die Vertiefung 23 des Tiefziehwerkzeuges 11 bis sie exakt deren Form angenommen hat. Danach wird der Stempel wieder aus dem Tiefziehwerkzeug 11 nach oben herausgefahren.

Anschließend erfolgt das Zuschneiden der gezogenen Folie 13 durch den Schneidestempel 12, der hierbei in Pfeilrichtung 24 nach unten bewegt wird. Danach kann eine Beschichtung der noch in den Tiefziehwerkzeug 11 befindlichen Folie 13 mit einem geeigneten Kleber erfolgen.

Im Anschluß daran wird das Tiefziehwerkzeug 11 mit der noch darin liegenden tiefgezogenen und zugeschnittenen sowie-gegebenenfalls-mit Kleber beschichteten Folie 13 in Pfeilrichtung 25 in die Position 11'verfahren. Während dieses Vorgangs kann wiederum eine lonisierung der Folie 13 erfolgen, wie Pfeile 26,27 verdeutlichen. Das Werkstück 21 wird nun-in Pfeilrichtung 28-nach unten verfahren, wobei schließlich das Formteil 22 in die deckungsgleiche Vertiefung 23 des Tiefziehwerkzeuges 11 exakt eingefügt und mit der Folie 13 verpreßt wird.

Der vorstehend beschriebene Vorgang kann-alternativ-auch so vonstatten gehen, daß das Werkstück 21 in der aus Fig. 1 ersichtlichen (oberen) Stellung verbleibt und- zwecks Verfügen und Verpressen der Folie 13-das Tiefziehwerkzeug 11 aus der Position 11'in Pfeilrichtung 29 nach oben bewegt wird.

Das mit der gezogenen Folie 13 beschichtete Werkstück 21 kann nun-in Pfeilrichtung 30-in die Stellung 21'verfahren bzw. seiner weiteren Verwendung zugeführt werden.

Das Tiefziehwerkzeug 11 wird schließlich aus der Stellung 11'-wie durch einen Pfeil 31 angedeutet-wieder in seine Ausgangsposition innerhalb der Tiefziehanlage 10 zurückbewegt, wo dann ein neuer Tiefziehvorgang beginnen kann.

Bei der-noch stärker als in Fig. 1 schematisierten-Darstellung nach Fig. 2 bezeichnet wiederum 10 eine Tiefziehanlage mit Tiefziehwerkzeug 11. Ein mit einer tiefgezogenen Folie zu beschichtendes Werkstück ist-wie in Fig. 1-mit 21 beziffert. Der Bereich des Werkstücks 21, der mit Folie beschichtet werden soll, ist mit einer punktierten Linie 34 markiert.

Bestandteile der Tiefziehanlage 10 sind eine Folienrolle 14, eine Aufhaspelrolle 32, ein Aufheizbereich 33 für die von der Folienrolle 14 abgezogene Folie 13 sowie das bereits erwähnte Tiefziehwerkzeug 11.

Nachdem die Folie 13 von der Folienrolle 14 in die Tiefziehanlage 10 gelangt ist, wird sie dort im Aufheizbereich 33 erwärmt, mit einer Kleberschicht versehen und anschließend im Tiefziehwerkzeug 11 verformt (tiefgezogen). Auch das Zurechtschneiden der Folie 13 entsprechend den Konturen des zu beschichtenden Werkstück-Bereiches 34 erfoigt innerhalb des Tiefziehwerkzeuges 11 (siehe hierzu Fig. 1, Schneidestempel 12). Die danach verbleibende Restfolie-in Fig. 2 mit 35 beziffert-wird von der Aufhaspelrolle 32 aufgenommen.

Das mit der gezogenen, geschnittenen und kleberbeschichteten Folie 13 beladene Tiefziehwerkzeug 11 wird nun in Pfeilrichtung 36,37 zu dem in Position 21'berfindlichen Werkstück transportiert bis das Tiefziehwerkzeug eine entsprechende Position 11' einnimmt. Die Folie 13 kann jetzt auf den hierfür vorgesehenen Werkstück-Bereich 34 aufgebracht und verpreßt werden (vgl. hierzu auch Fig. 1). Anschließend kann das folienbeschichtete Werkstück in die Position 21"verbracht bzw. seiner weiteren Verwendung zugeführt werden. Das leere Tiefziehwerkzeug 11 wird schließlich-in Pfeilrichtungen 38,39-zurück zur Tiefziehanlage 10 transportiert.