DE2755970C2 - Verfahren zum Herstellen von Sicherheitsformteilen zur Innenverkleidung von Fahrgastzellen in Fahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Sicherheilsformteilen zur Innenverkleidung von Fahrgastzellen in Fahrzeugen aus vorgefertigten Lignozellulose-Wirrfaservliesen, die mit plastisch verformbaren netz-, gitter- oder gewebeförmigen Verstärkungen versehen sind.

Verkleidungsteile für Fahrgastzellen in Fahrzeugen

— wie beispielsweise in Personenkraftwagen — werden in zunehmendem Maße aus verpreßten Zellulosefaserwerkstoffen gefertigt. An derartige Teile werden außer dekorativen Ansprüchen eine Reihe unterschiedlicher technischer Forderungen gestellt:

— Formstabilität bei Wärmeeinwirkung (Sonnenein- 5ί strahlung, Wärmebelastung durch Heizluft),

— Formstabilitäi bei Einwirkung von Klimaschwan kungen,

— gutes Sicherheitsverhalten bei einem möglichen Unfall und

*- Eignung für zusätzliche Beschiehtungsteehniken (Kaschieren mit Kunstlederfolien, Beschichten mit Schwaumwerkstoffen).

Zellulosefaserwerkstoffe haben sieh gegenüber dem früher üblichen Blech vor allem aus Gewichtsgründen (iurchgesetzt. Auch bei Armaturenbrettern wird heule weitgehend auf Blechwerkstoffe verzichtet, da diese iäiiteile infolge der modernen Formgebung in Blech hohe Steifigkeit aufweisen und beim Unfallgeschehen dadurch erhöhte Verletzungsgefahr der Insassen besteht

Über die Forderung nach guter Formstabilität bei Wärmeeinwirkung und Klimaschwankungen hinaus kommt bei derartigen Formteilen den Gesichtspunkten der Sicherheit Immer stärkere Bedeutung zu. Werden bei einem Unfall Personen gegen die entsprechenden Innenverkleidungsteile geschleudert, so werden die Unfallfolgen durch nachstehend aufgeführte Eigenschaften der Formteile vermindert:

— großes Energieaufnahmevermögen beim Stoß bei gleichzeitig großen Verformungswegen, um die Stoßbeschleunigungen abzubauen,

— ein Brechen der Teile beim Aufprall von Personen derart, daß keine scharfen Kanten oder großflächig scharfkantige Bruchstücke entstehen.

Beiden Gesichtspunkten genügen 7 illulosefaserwerkstoffe allein nur mangelhaft. Infolge ihrer verhältnismäßig geringen Festigkeit ist das Energipaufnahmevermögen für diese Werkstoffe gering.

DariJberhinaus besteht die Gefahr, daß sich großflächige Bruchstücke bilden.

Zellulosefaserwerkstoffe besitzen bei günstigem spezifischem Gewicht gute Beschichtungsfähigkeit, da sie bedingt gasdurchlässig sind und sich demzufolge vor allem mit Schaumwerkstoffen gut beschichten lassen.

Bei dieser Ausgangslage wurden schon verhältnismäßig früh Vorschläge veröffentlicht, Formstabilität und Sicherheitsverhalten entsprechender Verkleidungsteile durch Verbundtechnik zu verbessern. Sie laufen darauf hinaus, die feile durch Einlagern von netz-, gitter- oder gewebeförmigen Verstärkungen zu stabilisieren. Textile Fäden höherer Festigkeit aus Natur- und Kunststoffen werden dabei ebenso vorgesehen wie Metalle

Fest haftend in Formteile eingebettete Gewebe hoher Eigenfesiigkeit verbessern das bruchverhalten erheblich: Die Neigung der Zellulosefaserwerkstoffe, unter Belastung in einzelne großflächige Trümmerstticke zu zerbrechen, wird unterdrückt, das Gewebe verteilt die Belastung beim Aufprall in die Nachbarbereiche, so daß das gewünschte zäh-nachgiebige Bruchverhalten erzielt wird. Gleichzeitig sorgt das Gewebe dafür, daß eine Vielzahl kleiner Bruchstücke entsteht, die am Gewebe haften bleiben, so daß die Verletzungsgefahr vermindert wird.

Auch im normalen Betriebsfall vermindert das eingebettete Gewebe Maß- und Formänderungen des Formteils.

Voraussetzung für die gewüniw.nte Funktion des Verstärkungsgewebes ist eine gute Grenzflächenhaffjng zwischen Gewebe und Zellulosefaserwerkstoff.

Darüberhmaus muß das Gewebe über längere Zeit seine Festigkeitseigenschaften beibehalten. Dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn der Werkstoff des Verstärkungsgewebes zu Alterung und Korrosion neigt.

Während r.um eigentlichen Verbund eine ganze Reihe von !.ösungsvorschlägen vorliegt, finden sich zur Herstellung des Verbundes — d. h. zu Fragen der Fertigungsverfahren — im einschlägigen Schrifttum keine Angaben, Derartigen Verfahren kommt aber g/oße technisch-wirtschaftliche Bedeutung zu.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Fertiger! von Sicherheilsformteilen der eingangs geschilderten Art zu schaffen, durch das Festigkeit, Längzeitvefhälten und Zusammenhalt der Sicherheitsforrnleile beim Bruch verbessert werden.

Effindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein

Verfahren gelöst, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

a) die Verstärkung aus hochfestem Werkstoff wird mit thermoplastischem Kunststoffbeschichtet,

b) Positionieren eines ebenen Zuschnittes der beschichteten Verstärkung zwischen zwei ebenen Zuschnitten des vorgefertigten Wirrfaservlieses,

c) gemeinsames Dämpfen des Zuschnittpaketes zur Plastifizierung der Zuschnitte des Wirrfaservlieses,

d) gemeinsames Verformen des gedämpften Zuschnittpaketes in einer kalten Form,

e) Verbindung der Wirrfaservliese und der Verstärkung durch gemeinsames Heißpressen des vorgeformten Zuschnittpaketes.

Das Umhüllen der Verstärkung aus hochfestem Werkstoff mit einem thermoplastischen Werkstoff geeigneten Erweichungspunktes in geeigneter Schichtdicke schützt den Verstärkungswerkstoff vor möglicher Korrosion. (Da die Lignozellulosewerkstoffe bedingt gasdurchlässig sind, können korrosionsanfällige Ver-Stärkungswerkstoffe ohne entsprechenden Schutz angegriffen werden.) Gleichzeitig wirkt der thermoplastische Überzug in der Heißpreßslufe der Formteilefertigung *ls Heißkleber, der die Haftung zwischen Faserwerkitoff und Verstärkungsgewebe verbessert.

Durch das Positionieren ebener Zuschnitte von Verstärkung und Wirrfaservlifcen, gemeinsamem Dämpfen dieses Zuschnittpaketes und anschließender gemeinsamer Verformung in einer kalten Vorformstufe und einem nachfolgenden Heißpressen wird die Verbundfertigung vereinfacht und bereits bestehenden Fertigungsverfah: in weitgehend angepaßt.

Zu dem Vorteil einer e^:nfache^ Verfahrensführung kommt ein weiterer Vorteil hinzu: das gemeinsame Formen von hochfester, plastisch ver^rormbarer Verstärkung und Wirrfaservliesen homogenisiert den Verformungsablauf im Verbundpaket. Die Verformungsfähigkeit des Verbundpaketes wird dadurch größer als die Verformungsfähigkeit des reinen Wirrfaservlieses, das während der Verformung nur bedingt Zugspannungen tufnehmen kann, und somit zu Rißbildung neigt. Es können daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Verbundteile gefertigt werden, die insgesamt größeren Verformungsgrad aufweisen als unverstärkte Teile. Ist ein derartiger großer Verformungsgrad nicht vonnöten, so kann alternativ der Werkzeugaufwand gemindert werden.

Als Verstärkungen können bei dem vorgeschlagenen Verfahren netz-, gitter- oder gewebeförmige Verstärkungen aus unterschiedlichen Werkstoffen verwendet werden, sofern sie hinreichende Festigkeiten aufweisen und entsprechend plastisch verformbar sind. Besonders geeignet sind jedoch Verstärkungen aus Metallen, da diese infolge ihrer hohen Grundfestigkeit und ihres Verfestigungsverhaltens günstige Sicherheitseigenschaften aufweisen. Vor allem für die aus Festigkeits- und Kostengründen gut geeigneten Stahlwerkstoffe bietet die erfindungsgemäße Umhüllung der Verstärkung mit thermoplastischem Kunststoff zusätzliche Vorteile, da eine Festigkeitsminderung durch Korrosion und ein Rostdurchschlag auf die Teileoberfläche mit Sicherheit vermieden wird.

Das Bruchverhalten der Verbundteiie kann dadurch verbessert werden, daß die Drähte der Metallverstärkung an den Überkreuzungspunkten fest miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann sowohl durch die Umhüllung mit thermoplastischem Werkstoff gegeben sein, vorteilhafter ist es aber, die entsprechenden Kreuzungspunkte miteinander zu verschweißen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dadurch vorteilhaft weilergebildet werden, daß die netz-, gitter- oder gewebeförmigen Verstärkungen als ebene Zuschnitte zwischen mindestens zwei ebenen Zuschnitten des Wirrfaservlieses durch warmes Walzen fest haftend positioniert werden, und der so entstandene Vorverbund gemeinsam weiterverformt wird. Ein derartiges Vorgehen bietet den Vorteil, daß ebene Vorverbundplatten entstehen, die gut lager- und stapelfähig sind, und die räumlich und zeitlich getrennt von der Formteilfertigung vorgefertigt werden können. Hierdurch gestaltet sich der Fertigungsablauf flexibler.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I.Verfahren zum Herstellen von Sicherheitsformteilen zur Innenverkleidung von Fahrgastzellen in Fahrzeugen aus vorgefertigten Lignozellulose-Wirr- % faservh'esen, die mit plastisch verformbaren netz-, gitter- oder gewebeförmigen Verstärkungen versehen sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

   a) die Verstärkung aus hochfestem Werkstoff wird mit thermoplastischem Kunststoffbeschichtet,

   b) Positionieren eines ebenen Zuschnittes der beschichteten Verstärkung zwischen zwei ebenen Zuschnitten des vorgefertigten Wirrfaservlieses,

   c) gemeinsames Dämpfen des Zuschnittpaketes zur Piastifizierung der Zuschnitte des Wirrfaservlieses,

   d) gemeinsames Vorformen des gedämpften Zuschnittpaketes in einer kalten Form,

   e) Verbindung der Wirrfaservliese und der Verstärkung durch gemeinsames Heißpressen des vorgeformten Zuschnittpaketes.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die netz-, gitter- oder gewebeförmigen Verstärkungen aus metallischen Werkstoffen bestehen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte der Metallverstärkung an den Kreuzungspunkten fest miteinander verbunden sind.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die netz-, gitter- oder gewebeförmigen Verstärkungen als ebene Zuschnitte zwischen mindestens zwei ebenen Zuschnitten des n Wirrfaservlieses durch warmes Walzen fest-haftend positioniert werden und der so entstandene Vorverbund gemeinsam weiterverformt wird.