DE1238186B

DE1238186B - Vorrichtung zum Verformen von luftdurchlaessigem, plattenfoermigem Fasermaterial

Info

Publication number: DE1238186B
Application number: DEF36196A
Authority: DE
Inventors: Kurt J Hertz
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1961-03-29
Filing date: 1962-03-05
Publication date: 1967-04-06
Also published as: GB940407A

Description

Vorrichtung zum Verformen von luftdurchlässigem, plattenförmigem Fasermaterial Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum örtlich begrenzten, dauerhaften Verformen von luftdurchlässigem, plattenförmigem Fasermaterial, welches neben nicht thermoplastischen Fasern unter Wärme verformbare Bestandteile enthält.
Aus den USA.-Patentschriften 2 420 522, 2441097 sind bereits Vorrichtungen zum Verformen von mit thermoplastischen Harzen getränkten Fasern bekannt.
Diese Vorrichtungen waren darauf ausgelegt, die mit thermoplastischen Harzen getränkten Fasern über ihren gesamten Bereich dauerhaft zu verformen, um so faserverstärkte Gegenstände, z. B. Schutzhelme, herzustellen.
Aus der britischen Patentschrift 569 340 ist eine Vorrichtung zum Verformen von thermoplastischen Platten bekannt, bei der ve-rschiedene Bereiche der Platten entsprechend dem Grad der gewünschten Verformung dieses Bereiches verschieden stark erwärmt werden. Die Erwärmung erfolgt hierbei durch Wärmestrahlungsquellen verschiedener Intensität bzw. in verschiedener Entfernung von den Platten. DieErwärmung umfaßt den gesamten Bereich der Platten, ist jedoch in bestimmten Bereichen unterschiedlich intensiv.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur örtlich begrenzten, dauerhaften Verformung von luftdurchlässigem, plattenförmigem Fasermaterial zu schaffen, wobei die Platten neben nicht thermoplastischen Fasern auch unter Wärme verformbare Bestandteile enthalten und watteartig eIastisch sind. Die besondere Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin in der Forderung, die Elastizität der Fasern in den nicht zu verformen den Bereichen möglichst weitgehend zu erhalten, um den Hauptzweck des watteartig elastischen Fasermaterials, seinen Polstereffekt, zu erhalten.
Zur näheren Erläuterung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung wird nunmehr auf den Aufbau und die Herstellung einer Tür-Innenverkleidung eines Kraftfahrzeuges Bezug genommen.
Eine Tür-Innenverkleidung eines Kraftfahrzeuges besteht im allgemeinen aus einer vorgeformten Holzfaserplatte als Untergrund, an welcher eine vorgeformte Kunststoffolie in Verbindung mit schweißbarer Faserwatte, welche als Zwischenlage zwischen der Kunststoffolie und der Holzfaserplatte dient, befestigt ist. Hergestellt wird diese Tür-Innenverkleidung im allgemeinen so, daß in eine HF-Schweißpresse zunächst eine vorgeformte Holzfaserplatte eingelegt wird, darauf die plattenförmige, schweißbare Faserwatte und auf diese eine vorgeformte, an ihrer Oberfläche eine Leder- oder Textilnarbung aufweisende Kunststoffolie aufgelegt wird, wobei die vorgeformte Kunststoffolie und die vorgeformte Holzfaserplatte durch das Zwischenschalten der schweißbaren Faserwatte während des HF-Schweißvorganges miteinander verbunden werden. Die Faserwatte wird hierbei nur entlang bestimmter Nahtbereiche zur Verbindung der beiden Bauteile herangezogen, während sie in den übrigen Bereichen unverformt bleibt und einen Polstereffekt schafft.
Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von vorgeformten Holzfaserplatten und vorgeformten Kunststoffolien es sehr schwierig ist, die als Zwischenlage dienende plattenförmige Faserwatte während des Schweißvorganges in ihrer gewünschten Lage zu halten.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum örtlich begrenzten, dauerhaften Verformen von luftdurchlässigem, plattenförmigem Fasermaterial, welches neben nicht thermoplastischen Fasern auch unter Wärme verformbare Bestandteile enthält und unter gleichzeitiger Anwendung von über die Fläche des Fasermaterials ungleichförmig intensiv einwirkender Wärme und eines durch eine elastische Membran in Verbindung mit einer mit Absaugkanälen versehene, an ein Vakuum angeschlossenen Form erzeugten Druckes verformbar ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß das in an sich bekannter Weise nicht erwärmt in die Formeinrichtung einlegbare luftdurchlässige, plattenförmige Fasermaterial über die elastische Membran erwärmbar ist, wobei erfindungsgemäß die elastische Membran an ihrer dem Fasermaterial abgekehrten Seite mit örtlich begrenzten elastischen Heizelementen in den Bereichen versehen ist, in denen das an- liegende Fasermaterial durch örtlich begrenzte Wärmekonzentration dauerhaft zu verformen ist.
Die Membran ist hierbei vorzugsweise in einem Rahmen angeordnet, der wie ein Deckel über die erhabenen Teile der Formeinrichtung geklappt werden kann. Als Material für die Membran wird vorzugsweise Silikongummi verwendet.
Das luftdurchlässige, plattenförmige Fasermaterial ist vorzugsweise zu einem Gewichtsanteil von 50°lo aus nicht thermoplastischen Fasern und zu 50°/o aus unter Hitze verformbaren Harzen zusammengesetzt.
Der Verformungsprozeß wird in vorteilhafter Weise bei einer gleichbleibenden Temperatur von etwa 110 bis 120° C bei einem etwa 8 bis 12 Sekunden andauernden Unterdruck durchgeführt.
An Hand der Zeichnungen wird eine Vorrichtung gemäß der Erfindung erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Perspektivansicht auf eine Vakuumform, wobei der Klemmrahmen in offener Position dargestellt ist, Fig. 2 die Draufsicht auf den Klemmrahmen in geschlossener Position mit den an der Membran befestigten Heizelementen, Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend der Linie III-III der F i g. 2 mit der eingespannten Faserplatte, jedoch vor dem Einwirken des Vakuums, F i g. 4 einen Querschnitt ähnlich der F i g. 3 mit der eingespannten Faserplatte, jedoch nach dem Einwirken des Vakuums.
F i g. 1 zeigt im einzelnen die Perspektivansicht der Vakuumform 11, welche im wesentlichen aus einer Fläche 14 und einem erhabenen Teil 13 besteht und die an einer Seite über ein Scharnier mit dem Rahmen 12 verbunden ist. Der erhabene Teil 13 der Form 11 ist von Löchern 15, welche sich in der Oberfläche 14 und in der Ecke 16 befinden, umgeben. An dem Rahmen 12 ist eine luftundurchlässige flexible Membran 17 mittels Klemmbolzen 18 stramm befestigt. Ein vorgeschnittenes Stück Faserplatte 19 ist hier außerhalb der Verformungsposition dargestellt.
Es wurde herausgefunden, daß als Werkstoff für die flexible Membran 17 Silikongummi am besten geeignet ist, da dieser Gummi eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist und zudem an dem zu verformenden Material schlecht haftet. Es ist auch günstig, die Oberfläche des erhabenen Teils 13 der Form 11 mit einem dünnen Film von Tetrafluoracetylen zu versehen, um damit das Aneinanderhaften der Faserplatte 19 mit dem erhabenen Teil 13 während des Zuführens von Wärme auf ein Minimum zu beschränken.
Wenn die Faserplatte 19 in die richtige Verformungsposition auf dem erhabenen Teil 13 gebracht ist, wird der Rahmen 12 nach unten geklappt und rastet in dem Rahmen 20, welcher ein Teil der Form 11 ist, ein.
In F i g. 2 ist im wesentlichen der Klemmrahmen 12 in der Draufsicht im geschlossenen Zustand dargestellt. Ein Beibehalten der Schließstellung des Rahmens 12 wird durch Rastmittel bewerkstelligt, oder der Rahmen verbleibt in dieser Position allein durch sein Eigengewicht, wobei gleichzeitig die Membran 17 gegen die äußeren Ecken der Oberfläche 14 gedrückt wird. Flexible elektrische Heizelemente 21 sind direkt an der äußeren Oberfläche der Membran 17 in den zu beheizenden Bereichen befestigt. Wenn sich der Rahmen 12 in der unteren Position befindet, d. h., wenn die Form geschlossen ist, geben die Heizelemente Wärme ab, welche durch die Membran hindurch in die darunter befindlichen Bereiche der Faserplatte eindringt und diese Platte nach dem Einwirken des Vakuums entsprechend dem erhabenen Teil 13 dauerhaft verformt.
Die Bereiche, in denen die Hitze auf die Faserplatte einwirkt, sollten dabei möglichst klein gehalten werden, um bei der zusammengebauten Türverkleidung ein Optimum an federnden Polsterflächen zu erreichen.
Die flexiblen Heizelemente 21 stehen mit einem die Temperatur regelnden Spannungsregler 22 in Verbindung, der seinerseits mit einer Stromquelle 23 in Verbindung steht.
F i g. 3 zeigt, wie die Faserplatte 19 zwischen der Membran 17 und dem erhabenen Teil 13 liegt, wobei nach dieser Figur noch keine unterschiedlichen Druckverhältnisse geschaffen wurden. Die den erhabenen Teil 13 umgebenden Löcher 15 sowie die der Ecke 16 stehen über Kanäle 25 mit einem Hohlraum 24 in Verbindung. Der Hohlraum 24 steht über eine Leitung 26 mit einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) in Verbindung.
Fig. 4 zeigt an sich das gleiche wie Fig. 3, jedoch ist hierbei die Faserplatte durch Herstellen verschiedener Druckverhältnisse bereits verformt.
Für ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Methode wurde eine Faserplatte ausgewählt, deren Fasern willkürlich, d. h. wirr durcheinander liegen. Dabei werden die Fasern, welche aus Kunstseide bestehen, durch Polyvinylchiorid-Harze aneinandergehalten, wobei der Gewichtsanteil der PVC-Harze 50 ovo beträgt.
Wenn der Rahmen 12 sich in seiner unteren Position befindet, d. h., wenn die Form geschlossen ist, sind die äußeren Ecken der Flächen 14 durch die Membran 17 absolut dicht verschlossen. Wenn also durch die Kanäle 25 der Löcher 15 in der Vakuumform ein Unterdruck erzeugt wird, wird die Membran 17 mit der darunter befindlichen Faserplatte 19 an die Flächen des erhabenen Teils 13 fest angedrückt Die Stärke der Faserplatte beträgt für das oben beschriebene Anwendungsbeispiel 4,6 mm, wobei der durch das Vakuum erzeugte Anpreßdruck bei 0,98 kgicm2 liegt und etwa 8 bis 12 Sekunden, vorzugsweise 10 Sekunden, anhalten sollte. Die Tempe ratur der elektrischen Heizelemente 21 sollte während des gesamten Prozesses etwa 110 bis 1200 C be tragen. Nachdem nun die Faserplatte 19 dauerhaft verformt wurde, ist der Rahmen 12 anzuheben, die verformte Faserplatte 19 zu entfernen, und ein neuer Verformungsprozeß kann beginnen.
Die so verformte Faserplatte 19 wird dann zwischen die vorgeformte Holzfaserplatte und die vorge formte PVC-Folie gebracht und unter einer HF-Schweißpresse zu einer Tür-Innenverkleidung zusammengeschweißt. Dabei wird ein exaktes Verschweißen der Teile durch die verformte Faserplatte ge währleistet.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum örtlich begrenzten, dauerhaften Verformen von luftdurchlässigem, plattenförmigem Fasermaterial, welches neben nicht thermoplastischen Fasern unter Wärme verformbare Bestandteile enthält und unter gleichzeitiger Anwendung von über die Fläche des Fasermaterials ungleichförmig intensiv einwirkender Wärme und eines durch eine elastische Membran in Verbindung mit einer mit Absaugkanälen versehenen, an ein Vakuum angeschlossenen Form erzeugten Druckes verformbar ist, d a d u r cli g e -kennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise nicht erwärmt in die Formeinrichtung einlegbare luftdurchlässige, plattenförmige Fasermaterial (19) über die elastische Membran (17) erwärmbar ist, wobei die elastische Membran (17) an ihrer dem Fasermaterial (19) abgekehrten Seite mit örtlich begrenzten elastischen Heiz- elementen (21) in den Bereichen versehen ist, in denen das anliegende Fasermaterial (19) durch örtlich begrenzte Wärmekonzentration dauerhaft zu verformen ist.
2. Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran vorzugsweise aus Silikongummi besteht und mittels eines Rahmens (12) und Klemmbolzen (18) im Deckel der Formeinrichtung angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 569 340; USA.-Patentschrift Nr. 2 420 522.