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Verfahren zum Herstellen eines Formteiles mit Stoffverkleidung.
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Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
eines Formteiles mit Stoffverkleidung und insbesondere ein Verfahren, bei dem das
Formteil eine aus thermoplastischem Harz bestehende Platte oder eine mehrschichtige
thermoplastische Harzplatte ist und bei dem der Stoff an der Außenseite dieser Platte
an der gewünschten Stelle angebracht wird. Heutzutage sind aus Kunstharz hergestellte
Teile weit verbreitet und im Handel erhältlich. Bei einigen solcher Teile wurde
versucht, die äußere Erscheinung durch Verkleiden der nach außen weisenden Fläche
mit Stoff zu verbessern, beispielsweise an Innenverkleidungen von Autos, an räumlichen
Teilen von Verkleidungen, an elektrischen Geräten für den Haushalt usw., um Material
und Farbe der Teile örtlich zu verändern. Obwohl es Vorrichtungen gibt, die die
Ränder dieser Teile bearbeiten, so sind doch die Verfahren aufwendig oder weisen
Verfahrensschritte auf, die schwierig nachzuvollziehen sind; im übrigen weisen die
Produkte eine mangelhafte Qualität auf.
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Bei der Türverkleidung eines Wagens z. B. ist es üblich, einen Verkleidungsstoff
oberhalb oder unterhalb einer Armlehne anzubringen. Der Verkleidungsstoff unterscheidet
sich
in seiner Beschaffenheit und Farbe von der Oberflächenschicht der übrigen Türverkleidung.
Die Fig. 1 und 2 (a) zeigen ein Beispiel einer Türverkleidung mit einer mehrschichtigen
Harzplatte 4, die aus einer Grundschicht 1, einer Dämpfungsschicht 2 und einer oberen
Schicht 3 besteht und mit Stoff 5 versehen ist, wie er üblicherweise als Verkleidungsstoff
eingesetzt wird. Die Grundschicht 1 besteht aus einer Hartfaserplatte, die mit Polyvinylchlorid
beschichtet ist. Die Dämpfungsschicht 2 besteht aus einer Urethanschaumgummischicht,
die mittels einer Schweißvorrichtung thermisch angehaftet ist und die obere Schicht
3 besteht aus einer weichen Schicht Polyvinylchlorids.Der Stoff 5 ist an der gewünschten
Stelle der mehrschichtigen Harzplatte 4 befestigt, die Ränder des Stoffes 5 sind
mit Bandmaterial 6 abgedeckt, das durch Hochfrequenzschweißen an der mehrschichtigen
Harzplatte 4 befestigt ist, und das eine einheitliche Struktur mit der mehrschichtigen
Harzplatte 4 bildet. In diesem Fall traten Schwierigkeiten beim Befestigen der Ränder
des Stoffes 5 an der Oberfläche der Lage 3 der mehrschichtigen Harzplatte 4 auf;
die Schwierigkeiten bestanden im Zusammentreffen der Randteile des Stoffes mit den
Oberflächenteilen der mehrschichtigen Harzplatte 4, mit der das Bandmaterial 6 verbunden
wird. Die so hergestellten Produkte entsprachen meist nicht den Vorschriften oder
Aufträgen, da die Ränder des Stoffes 5 außerhalb des Bandmaterials 6 angeordnet
waren oder eine Fuge zwischen den Rändern des Stoffes 5 und dem Bandmaterial 6 entstand,
durch die die obere Schicht 3 sichtbar war.
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Fig. 2 (b) zeigt ein anderes Verfahren zum Verdecken der Ränder des
Stoffes 5, bei dem die Ränder des Stoffes 5 und die Randteile der oberen Schicht
3 einander überlappen und miteinander vernäht werden; sie werden an der gewünschte
Stelle auf der Dämpfungsschicht 2 angeordnet
und mittels eines Stiftes
19 an der Grundschicht 1 befestigt, bevor die obere Schicht 3 umgefaltet wird. Auch
dieses Verfahren weist einige Nachteile auf. Die Arbeiten zum Positionieren, Vernähen
und Befestigen des Stoffes 5 an der vorgesehenen Stelle sind fehleranfällig.
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Wenn die Naht zwischen der oberen Lage 3 und dem Stoff 5 kurvenförmig
verläuft, neigen die umgefalteten Teile der oberen Lage 3 zur Faltenbildung, was
das äußere Erscheinungsbild beeinträchtigt.
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Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Ausführung, die dem gleichen
Zweck wie der in Fig. 1 dargestellten Ausführung dient. Die hier dargestellte Ausführung
zeigt ein Verkleidungsteil 10 mit einem aus einer Metallschicht bestehenden Kern
7, einer aus Urethan-Schaumgummi bestehenden Dämpfungsschicht 8 und dem auf der
Dämpfungsschicht 8 angeordneten Stoff 5, dessen Ränder umgefaltet und an der Unterseite
des Kerns 8 mittels Klammern 9 in der gewünschten Lage an der mehrschichtigen Harzplatte
4 befestigt sind. Die mehrschichtige Harzplatte 4 ist vorgefertigt. In dieser Ausführung
ist der Kern 7 nicht in der Lage, den Stoff 5 zu spannen, zur Herstellung des Fertigproduktes
sind eine große Zahl von Einzelteilen erforderlich, zudem ist das Fertigprodukt
verhältnismäßig schwer. Das Verfahren, den Stoff 5 zu falten und seine Ränder an
der Unterseite des Kerns 7 zu befestigt, ist recht kompliziert und aufwendig.
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Kurzbeschreibung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Herstellung eines Formteiles mit Stoffverkleidung zu schaffen,
bei dem der Stoff an der gewünschten Stelle des Formteiles oder einer thermoplastischen
Harzplatte befestigt wird und die thermoplastische Harzplatte gleichzeitig geformt
wird; das Verfahren soll so ausgebildet sein, daß die Herstellung von Teilen minderer
Qualität,
bei denen die Stoffränder sichtbar sind, wie es häufig bei Teilen, die nach Verfahren
nach dem Stand der Technik hergestellt wurden, vorkam, vermieden wird.
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Des weiteren soll das Fertigprodukt möglichst leicht sein und mittels
weniger Verfahrensschritte herstellbar sein, wobei auf Kerne oder Klammern, wie
sie bei Verfahren bekannter Art eingesetzt werden, verzichtet werden soll.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Formteiles mit Stoffverkleidung vorgesehen, bei dem eine Form
zum Thermoformen benutzt wird, die mindestens eine dünne Wandung am Rand eines vorbestimmten
Bereiches einer Formschablone aufweist, und bei der der Rand einen oberen Teil aufweist,
der sich in bezug auf den vorbestimmten Bereich nach außen erstreckt; auf die Oberseite
des vorbestimmten Bereiches der Formschablone wird ein Stoff stück aufgelegt, dessen
Rand auf dem nach außen gerichteten oberen Teil der dünnen Wandung liegt, anschließend
wird eine aus thermoplastischem Harz bestehende Platte oder eine mehrschichtige
thermoplastische Harzplatte über die gesamte Formschablone und über den Stoff gelegt,
um das Thermoformen der aus thermoplastischem Harz bestehenden Platte oder der mehrschichtigen
thermoplastischen Harzplatte zu erreichen, wobei die aus thermoplastischem Harz
bestehende oder die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte zu einem Formteil
ausgebildet wird, an dessen Außenseite der Stoff in der gewünschten Position angebracht
ist, wobei der Rand des Stoffes von der aus thermoplastischem Harz bestehende Platte
oder der mehrschichtigen thermoplastischen Harzplatte optisch verdeckt wird.
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Die Form zum Thermoformen der aus thermoplastischem Harz bestehenden
Platte oder der mehrschichtigen thermoplastischen Harzplatte kann gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren
so ausgebildet sein, daß Ansätze auf dem oberen Teil der
dünnen Wandung, der in bezug auf den vorbestimmten Bereich nach außen gerichtet
ist, vorgesehen sind; diese Ansätze sind zum lösbaren Befestigen des Stoffrandes
vorgesehen. Der vorbestimmte Bereich der Formschablone wird durch die dünnen Wandungen
begrenzt und kann durch einen Kern gebildet sein, der abnehmbar auf der Form befestigt
ist.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die aus thermoplastischem
Harz bestehende Platte oder die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte am Rand
des Stoffes im Querschnitt Z-förmig geformt, so daß der Rand des Stoffes in einer
Nut gehalten ist, die durch die aus thermoplastischem Harz bestehende Platte oder
die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte gebildet ist, an der das Stoff stück
befestigt ist. Auf diese Weise ist der Rand des Stoffstückes durch die Platte verdeckt,
da er innerhalb der durch die Platte gebildeten Nut liegt, wodurch das Formteil
eine ansprechende äußere Erscheinung aufweist.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist in der Praxis schnell und einfach
durchzuführen, da alle Verfahrensschritte im Thermoformen vereinigt sind.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt eine perspektivische
Ansicht einer Türverkleidung eines Wagens, die nach einem Verfahren bekannter Art
hergestellt wurde, Fig. 2 (a) und 2 (b) zeigen Teile von Querschnitten von Türverkleidungen,
die nach Verfahren bekannter Art hergestellt wurden, wobei jeweils die
Befestigung
der Stoffränder an der Türverkleidung dargestellt ist, Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt
durch eine Türverkleidung, die nach einem anderen bekannten Verfahren hergestellt
wurde, Fig. 4 zeigt einen Teil eines vertikalen Schnittes durch das Formwerkzeug
und die Formschablone zum Vakuumformen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, Fig.
5 zeigt einen Teil eines vertikalen Schnittes durch das Formwerkzeug, das zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Vakuumformverfahrens eingesetzt wird, wobei die Durchführung
des Verfahrens in der Praxis dargestellt ist, Fig. 6 zeigt den Teil eines Schnittes
durch ein Formteil, an dem das Stoffstück befestigt ist und das nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt wurde, Fig. 7 zeigt einen Teil eines vertikalen Schnittes
einer modifizierten Ausführung des Formwerkzeuges zum Vakuumformen nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren, Fig. 8 (a), 8 (b), 8 (c), 8 (d) und 8 (e) zeigen Teile eines Schnittes
durch die dünnen Wandungen, Fig. 9 zeigt einen Teil eines Schnittes durch ein Formteil,
bei dem der Stoff nach dem erfindungsgeinäßen
Verfahren befestigt
wurde, hier sind die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte und die dünne Wandung
am Rand des Stoffes dargestellt, Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch eine andere
Ausführung des Formwerkzeuges zum Vakuumformen nach der Erfindung, Fig. 11 zeigt
einen Querschnitt durch das Kernstück und das Stanzwerkzeug mit dazwischen angeordnetem
Stoffstück.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungen Bevorzugte Ausführungen
werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Fig. 4 zeigt ein Beispiel
einer Form zum Herstellen einer Türverkleidung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;
die Türverkleidung ist zum Anbringen an der Innenseite einer Fahrzeugtür vorgesehen
und ist an Teilen ihrer Außenseite mit Stoff versehen.
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Die Figur zeigt ein Vakuumformwerkzeug 11, dessen Oberfläche als Vakuumformschablone
12 ausgebildet ist, die der Außenfläche der Türverkleidung entspricht. Die Außenfläche
der Türverkleidung, die an der Innenseite der Tür angebracht ist, weist zum Fahrzeuginneren.
Die Vakuumformschablone 12 ist mit einer Vielzahl von Lüftungsbohrungen 13 versehen,
die zum Absaugen über einen Saugraum 14 und eine Absaugleitung 15 mit einer nicht
dargestellten Vakuumpumpe verbunden sind. An den äußeren Rändern eines bestimmten
Bereiches 17 der Vakuumformschablone 12 sind dünne Wandungen 16 angeordnet; diese
äußeren Ränder entsprechen den äußeren Rändern des Teils der Türverkleidung, der
mit Stoff verkleidet werden soll. Ein oberer Teil jeder dünnen Wandung 16 erstreckt
sich in bezug auf den Außenrand des vorbestimmten Bereiches 17 nach außen. Die dünnen
Wandungen 16 sind jeweils aus einem Metallstreifen aus Bandmaterial geformt, der,
wie in Fig. 8 (a) dargestellt,
im Querschnitt gekröpft geformt
ist. Sie sind durch Einfügen in das Formwerkzeug 11 an den äußeren Rändern des vorbestimmten
Bereiches 17 der Vakuumformschablone 12 befestigt. Jede der dünnen Wandungen 16
hat eine Dicke von 0,5 mm und eine Höhe von 3 mm von der Vakuumformschablone 12
bis zur ersten Biegung, von der aus sie sich 3 mm nach außen, außerhalb des vorbestimmten
Bereiches erstreckt und einen horizontalen Teil 35 bildet, der an seinen Enden einen
nach oben gerichteten Teil 36 von 2 mm Höhe hat.
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Ein schwerer Bespannstoff aus geeignetem Material, der gewöhnlich
als Möbelstoff vorgesehen ist und eine Faserlänge von 5 mm hat, wird auf den vorbestimmten,
durch die dünnen Wandungen 16 begrenzten Bereich 17 der Vakuumformschablone gelegt,
wobei seine Oberseite nach unten gerichtet ist, wie Fig. 5 zeigt. Der Bespannstoff
wird längs der Innenseite eines nach oben gerichteten Teiles 36 jeder dünnen Wandung
16 zu einem Stoff stück 21 geschnitten. Die Ränder des Stoffstückes 21 liegen auf
den horizontalen Teilen 35 der dünnen Wandungen 16, und es wird ein Haftmittel auf
die nach oben weisende Seite des Stoffstückes 21 so aufgetragen, daß die Permeabilität
des Stoffstückes 21 nicht beeinträchtigt wird.
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Eine mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 ist mittels Klemmhaltern
23 in einer solchen Stellung über der Vakuumformschablone 12 gehalten, daß ihre
obere Schicht dem von den horizontalen Teilen 35 der dünnen Wandung 16 gehaltenen
Stoffstückes 21 gegenüberliegt.
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Die Platte 22 hat eine obere Schicht 25, die aus einer weichen, 0,3
mm dicken weichen Schicht aus Polyvinylchlorid besteht, eine Dämpfungsschicht 26,
die aus einer 3 mm dicken, hochexpandierten Schicht aus Polyäthylenschaum mit einer
Verschäumungszahl von 15 (die Dichte
beträgt etwa 60 kg/m3) besteht,
und aus einer 3 mm dicken, aus Polypropylen bestehenden Grundschicht 27; Fig. 6
zeigt das durch Thermoformen entstandene Formteil. Anschließend wird die mehrschichtige
thermoplastische Harzplatte 22 mittels einer nicht dargestellten Heizvorrichtung
aufgeheizt.
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Dann wird die Vakuumpumpe zum Absaugen der Vakuumformschablone 12
über die Absaugleitung 15, den Saugraum 14 und die Lüftungsbohrungen 13 eingeschaltet.
Hierdurch wird das Stoffstück 21 durch Saugwirkung im innigen Kontakt mit dem vorbestimmten
Bereich 17 der Vakuumformschablone 12 gebracht.
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Die aufgeheizte mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 wird
dann nach unten in die in Fig. 5 strichpunktiert gezeichnete Stellung gebracht,
in der die Klemmhalter 23 außerhalb des Vakuumformwerkzeuges 11 angeordnet sind.
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In dieser Stellung wird die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte
22 in Kontakt mit den Rändern 24 des Vakuumformwerkzeuges 11 gebracht, um den Zwischenraum
zwischen der mehrschichtigen thermoplastischen Harzplatte 22 und der Vakuumformschablone
12 abzudichten. Auf diese Weise wird die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte
22 entweder direkt oder über das Stoffstück 21-durch Ansaugen in Kontakt mit der
Vakuumformschablone 12 gebracht.
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Anschließend wird die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22
abgekühlt, um durch Beenden des Vakuumvorganges ein Formteil zu schaffen. Das Formteil
wird von dem Vakuumformwerkzeug 11 getrennt und randbeschnitten, um die gewünschte
Türverkleidung für ein Fahrzeug zu schaffen.
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Die Ränder des Stoffstückes 21 der auf diese Weise hergestellten Türverkleidung
sind gemäß der Darstellung in
Fig. 6 ausgebildet. Insbesondere
die Ränder der mehrschichtigen thermoplatischen Harzplatte 22 sind im Querschnitt
Z-förmig und haben eine Nut zum Halten der entsprechenden Ränder des Stoffstückes
21. Auf diese Weise sind die Ränder des Stoffstückes 21 optisch verdeckt angeordnet
und nicht freiliegend. Die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 drückt
aufgrund des Umgebungsdruckes gegen die Oberseite des Stoffstückes 21, so daß sie
fest aneinander haften.
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Die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 kann durch eine
Platte aus thermoplastischem Harz, wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyähtylen (PE),
Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Athylenvinylacetat (EVA)
ersetzt werden. Auch die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 kann aus
einer oder mEhreren Packungen von thermoplastischen Harzplatten als Grundschicht
27, aus einer Schicht hochexpansiven Materials, wie PVC, PE, PP oder Polyurethan
als Dämpfungsschicht 26 und einem Film aus Weich-PVC, EVA oder thermoplastischen
Elastomeren oder einer sich bei Erhitzung zusammenziehenden Folie als obere Schicht
25 bestehen. Es versteht sich, daß die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte
22 nicht aus den vorbeschriebenen drei Lagen, Grundschicht 27, Dämpfungsschicht
26 und oberer Schicht 25 aufgebaut zu sein braucht und daß sie auch aus zwei beliebigen
Lagen dieser drei Lagen bestehen kann.
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Der Stoff 21 kann Gewebe, ungewebter Stoff oder Maschenware sein.
Der Stoff 21 sollte vorzugsweise formbar sein oder durch Druck, durch Erhitzen oder
durch Anfeuchten in einen formbaren Zustand zu bringen sein, die Erfindung beschränkt
sich nicht auf die hier genannten Materialien, die als Stoff stück 21 vorgesehen
sind, auch anderes brauchbares
Fasermaterial, das luftdurchlässig
oder luftdurchlässig behandelbar ist, kann als Stoff stück 21 verwendet werden.
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Wenn der Stoff 21 auf den vorbestimmten Bereich 17 der Vakuumformschablone
12 gelegt wird, wird dieser vorzugsweise von der Mitte des Bereichs 17 zu den dünnen
Wandungen 16 an den äußeren Rändern des Bereichs 17 hin so ausgebreitet, daß er
beim Absaugen des Bereiches 17 mittels der nicht dargestellten Vakuumpumpe über
die Lüftungsbohrungen 13 keine Falten wirft. Wie in Fig. 7 dargestellt, können die
Lüftungsbohrungen 13, die in dem vorbestimmten Bereich 17 der Vakuumformschablone
12 von den dünnen Wandungen 16 begrenzt angeordnet sind, mit einer von der Absaugleitung
15 getrennten Absaugleitung 18 verbunden werden, damit der Bereich 17 unabhängig
von dem übrigen Teil der Vakuumformschablone 12 absaugbar ist. Diese vorteilhafte
Ausbildung erlaubt es, den vorbestimmten Bereich 17 unabhängig von der übrigen Vakuumformschablone
12 abzusaugen. Wenn der nur Stoff 21\schwierig direkt auf dem vorbestimmten Bereich
17 der Vakuumformschablone 12 formbar ist, so kann das Stoffstück 21 auch mittels
einer Matritze oder Patritze, entsprechend der Form des vorbestimmten Bereiches
17 der Vakuumformschablone 12 vorgeformt werden; das vorgeformte Stoffstück 21 kann
dann in dem vorbestimmten Bereich 17 der Vakuumformschablone angeordnet werden.
Wenn das Vorformen des Stoffstückes 21 ausgeführt ist, können die äußeren Ränder
des Stoffstückes 21 vorteilhaft beschnitten werden, um es an die äußere Form des
vorbestimmten Bereiches 17 im wesentlichen anzugleichen.
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Vor oder nach dem Anordnen des Stoffstückes 21 auf dem vorbestimmten
Bereich 17 der Vakuumformschablone 12 wird ein Haftmittel oder Haftfilm bzw. Haftfilme
auf die gesamte oder Teile der Oberseite des Stoffstückes 21 bzw. der Seite, die
der an der Vakuumformschablone 12 anliegenden Seite entgegengerichtet ist, aufgetragen,
und zwar derart,
daß die Luftdurchlässigkeit zu dem Harzplattenlaminat
23 nicht beeinträchtigt wird, wenn das Vakuumformen im nächsten Arbeitsgang eingeleitet
wird. Das Haftmittel kann aus Material auf Polyester- oder Polyurethanbasis bestehen.
Der Haftfilm kann auf EVA oder Polyamid basieren und Schlitze aufweisen oder aus
Vliesstoff bestehen. Wenn der Stoff 21 und die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte
22 oder ihre oberere Schicht aufeinander abgestimmt sind oder wenn der Stoff 21
aus dickem Material besteht, wie es bei Verkleidungsstoffen üblich ist, und ein
grobes Trägergewebe aufweist, kann das Haftmittel oder der Haftfilm auch entfallen,
da sich der Stoff 21 und die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 durch
thermische Adhäsion miteinander verbinden oder miteinander verflechten.
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In der hier dargestellten und beschriebenen Ausführung der Erfindung
wurden die dünnen Wandungen 16 im Querschnitt gekröpft beschrieben, wie es in Fig.
8 (a) gezeigt ist.
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Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf diese spezielle Querschnittsform
einer dünnen Wandung 16, es können auch andere Ausbildungen der dünnen Wandung 16
eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein nadelförmiger Ansatz 37 auf dem horizontalen
Teil 35 jeder dünnen Wandung 16 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 8 (b) dargestellt
ist; der nadelförmige Ansatz 37 hält dabei den entsprechenden Rand des Stoffstückes
21 in der gewünschten Stellung. Die nadelarticjen Ansätze 37 vermeiden die Faltenbildung
des Stoffes 21 innerhalb des in Fig. 6 dargestellten Bereiches 31. Diese Faltenbildung
könnte sonst beim Verschieben der mehrschichtigen thermoplastischen Harzplatte22
entlang der dünnen Seitenwandungen 16 während des Thermoformens auftreten.
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Bei Anordnung des nadelförmigen Ansatzes 37 an dem horizontalen Teil
35 jeder dünnen Seitenwandung 16 kann auf den nach oben gerichteten Teil 36 der
Wandung 16 verzichtet
werden, wie es in Fig. 8 (c) dargestellt
ist, oder es kann eine Verzahnung an der Oberseite des nach oben gerichteten Teiles
36 vorgesehen sein.
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Die Fig. 8 (d) und 8 (e) zeigen weitere Konstruktionen der dünnen
Seitenwandungen 16, bei denen die dünnen Wandungen 16 nicht aufrecht, sondern in
bezug auf den vorbestimmten Bereich 17 der Vakuumformschablone 12 s * schrät# na#h
außen schräg gerichtet sind, diese Wandungen sind mit 16a gekennzeichnet. Das Anbringen
des Ansatzes 37 an jeder dünnen Wandung 16a, wie es in Fig. 8 (e) dargestellt ist,
hat sich aus den genannten Gründen in der Praxis beim Ausführen des Verfahrens nach
der Erfindung als vorteilhaft erwiesen.
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Die dünnen Seitenwandungen 16 können aus beliebigem Metall bestehen.
Vorzugsweise wird ein Metall oder eine Metallegierung, wie beispielsweise Kupferlegierung,
verwendet, die eine hohe Verformbarkeit aufweist. Die Materialstärke, aus der die
dünnen Wandungen 16 bestehen, liegt im Bereich zwischen 0,3 und 3,0 mm und ist vorzugsweise
so klein, daß sich das Material beim Vakuumformen gerade nicht verformt. Die Abmessungen
jedes Teiles der dünnen Wandungen 16, die sich über der Vakuumformschablone 12 des
Vakuumformwerkzeuges 11 erstrecken, können in Abhängigkeit von dem gerade verarbeiteten
Stoff stück 21 und der mehrschichtigen thermoplastischen Harzplatte 22 variieren.
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Im Hinblick auf den Stoff 21 wird die Kompressionsdicke des Stoffes
21 dadurch bestimmt, daß ein Druck von 1 kg/cm2 aufgebracht wird und die gegebenenfalls
vorhandene Unterfütterung mit berücksichtigt wird. Im Hinblick auf die mehrschichtige
thermoplastische Harzplatte 22 muß die Dämpfungsschicht 26 gegebenenfalls mit berücksichtigt
werden.
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Di#erGesichtspunkt wird noch im einzelnen anhand der Fig. 9 beschrieben
werden, die die dünne Wandung 16 und
ihre Umgebung nach dem Vakuumformen
zeigt, sowie anhand der Fig. 8 (a), die die genaue Ausbildung der dünnen Wandung
16 im Hinblick auf das Befestigen des Stoffstückes 21 an der Außenseite der mehrschichtigen
thermoplastischen Harzplatte 22, bestehend aus Oberschicht 25, Dämpfungsschicht
26 und Grundschicht 27, zeigt. Die Höhe A eines Teiles der Seitenwandung 16 reicht
von der Vakuumformschablone 12 des Vakuumformwerkzeuges 11 bis zu einer Biegung
der dünnen Wandung 16, die ein Ende des horizontalen Teiles 35 bildet. Der horizontale
Teil 35 der Wandung 16 hat eine Länge B, die sich von der ersten Biegung bis zu
einer zweiten Biegung erstreckt, an der der nach oben gerichtete Teil 36 beginnt.
Die Höhe A und die Länge B sind jeweils ein- bis zweimal größer als die Gesamtdicke
von oberer Schicht 25 und Dämpfungsschicht 26. Die Höhe C des nach oben gerichteten
Teiles 26 erstreckt sich von der zweiten Biegung bis zur Oberseite des nach oben
gerichteten Teiles 36 und ist etwa gleich der Kompressionsdicke des Stoffes 21.
Wenn die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 keine Dämpfungsschicht 26
aufweist, so sind die Abmessungen der einzelnen Teile der dünnen Wandung 16 wie
folgt bestimmt: Wenn die dünnen Wandungen 16 Unterschneidungen 116 haben, in denen
ein Teil der Formteile eingreift, wie in Fig. 9 dargestellt ist, dann ist die Dimensionierung
jedes Teiles der dünnen Wandungen 16 durch die Dicke der oberen Schicht 25 und der
Grundschicht 27, ihrer Festigkeit unmittelbar nach dem Vakuumformen und ihrem thermischen
Formveränderungsvermögen (die Spannung des Materials beim Erhitzen) sowie durch
die Leichtigkeit, mit der das Formteil nach dem Vakuumformen der mehrschichtigen
thermoplastischen Harzplatte 22 von dem Vakuumformwerkzeug 11 abnehmbar ist, bestimmt.
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Wenn die dünnen Wandungen 16 schräg gestellt sind und sich in bezug
auf den vorbestimmten Bereich 16 der Vakuumformschablone
12 nach
außen erstrecken, wie die Fig. 8 (d) und 8 (e) zeigen, beträgt der Neigungswinkel
zur Oberfläche der Vakuumformschablone 12 zwischen 300 und 600C, vorzugsweise zwischen
400 und 500C. Wenn die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 aus drei Lagen
oder einer oberen Schicht 25, einer Dämpfungsschicht 26 und einer Grundschicht 27
besteht, erstreckt sich jede dünne Wandung 16 von dem vorbestimmten Bereich 17 über
eine Länge nach außen, die etwa ein- bis zweimal größer ist als die Gesamtdicke
der oberen Schicht 25 und der Dämpfungsschicht 26.
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Fig. 10 zeigt eine andere Ausführung eines Vakuumformwerkzeuges, das
zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist. Wie dargestellt,
ist der Teil des Vakuumformwerkzeuges 11, der dem vorbestimmten Bereich 17 der Vakuumformschablone
12 entspricht und der durch die dünnen Wandungen 16 begrenzt ist, als Kernstück
41 ausgebildet, das leicht vom Formwerkzeug 11 abnehmbar ist.
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Wie Fig. 11 zeigt, ist ein zusätzliches Formwerk#zeug 42 zum Stanzen
vorgesehen, das mit dem Kernstück 41 zusammenwirkt. Der Einsatz der in Fig. 10 dargestellten
Ausführung des Formwerkzeuges 11 zusammen mit dem in Fig. 11 dargestellten Formwerkzeug
42 zum Stanzen ermöglicht das oben beschriebene Vorbearbeiten des Stoffstückes 21,
indem die Randteile des Stoffstückes 21 auf die horizontalen Teile 36 der dünnen
Wandungen 16 gelegt werden und die Ränder des Stoffstückes 21 abgeschnitten werden,
während gleichzeitig eine andere mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 mittels
des Vakuumformwerkzeuges 11 vakuumgeformt wird. Hierdurch kann die Verweilzeit innerhalb
des Vakuumformwerkzeuges 11 verkürzt werden. Durch Anordnung des Kernstückes 41
und des Formwerkzeuges 42 zum Ausstanzen und somit Vorformen des Stoffstückes 21
in einer vorbestimmten Stellung am Vakuumformwerkzeug 11 kann das Stoffstück 21
einwandfrei wie gewünscht mit der
mehrschichtigen thermoplastischen
Harzplatte 22 verbunden werden, insbesondere wenn der Stoff 21 aus hartem Material
besteht, da das vorgeformte Stoff stück 21 vor Befestigung an der mehrschichtigen
thermoplastischen Harzplatte 22 sonst niemals wieder seine ursprüngliche Form einnimmt.
Das Kernstück 41 wird dabei über die Absaugleitung 18 evakuiert, um das Stoff stück
21 in engen Kontakt mit dem vorbestimmten Bereich 17 der Vakuumformschablone 12
zu bringen, während das zum Stanzen vorgesehene Formwerkzeug 42 abgehoben wird und
dann die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 zum Vakuumformen im nächsten
Arbeitsgang aufgelegt wird. Fig. 10 zeigt das Kernstück 41, das über eine von der
Leitung zum Absaugen des Vakuumformwerkzeuges 11 getrennte Leitung evakuiert wird.
Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, es kann auch dieselbe Leitung zum Absaugen
des Vakuumformwerkzeuges 11 und des Kernstückes 41 benutzt werden.
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In den dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung wurde die mehrschichtige thermoplastische Harzplatte 22 als vakuumverformt
beschrieben.
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Im Sinne der Erfindung ist Thermoformen in weiter Bedeutung zu versehen,
worunter auch pneumatisches Druckformen und Vakuumformen fallen.
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In den oben beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen
ist die Vakuumformschablone 12 plan ausgebildet, so daß ein Teil davon innerhalb
der dünnen Wandungen 16 und ein Teil außerhalb der Wandungen 16 in derselben Ebene
liegen. Zieht man aber in Betracht, daß der Flor des Stoffes 21 nach dem Thermoformen
in seine natürliche Lage zurückkehrt, so kann der innerhalb der Wandungen 16 liegende
Teil der Vakuumformschablone 12 auf höherer Ebene angeordnet sein als der außerhalb
der dünnen Wandungen 16 liegende Teil, wobei der Höhenunterschied der Differenz
zwischen der normalen Dicke des Stoffes 21 und
der Dicke im gepressten
Zustand entspricht. Diese Anordnung ermöglicht es, den im Umfeld der Grenze zwischen
dem Stoffstück 21 und der mehrschichtigen thermoplastischen Harzplatte 22 liegenden
Bereich bei der Herstellung des Formstückes zu egalisieren.
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Das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Formteiles mit
Stoffverkleidung gemäß der Erfindung ermöglicht es, eine mehrschichtige thermoplastische
Harzplatte derart thermisch zu verformen, daß sie an den Rändern des Stoffes eine
im Querschnitt im wesentlichen Z-förmige Form aufweist, um eine Nut zum Befestigen
des Stoffrandes zu schaffen, worin das Stoffstück 21 in einer vorbestimmten Stellung
an der laminierten thermoplastischen Harzplatte 22 befestigt ist. Das erfindungsgemäße
Verfahren bietet folgende Vorteile: Der Rand des Stoffes ist tief in der Nut versteckt,
die an der Grenzlinie zwischen dem Stoff stück und der mehrschichtigen thermoplastischen
Harzplatte gebildet ist, so daß er nicht sichtbar ist und das Formstück ein ausgezeichnetes
äußeres Erscheinungsbild aufweist.
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Das Verfahren stützt sich in erster Linie auf Thermoverformen und
ermöglicht das Formen der mehrschichtigen thermoplastischen Harzplatte und die gleichzeitige
Befestigung des Stoffstückes an dieser Platte. Das Verfahren weist einfache Verfahrensschritte
auf und kann in kruzer Zeit leicht in die Praxis umgesetzt werden.
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Die Nachteile des Standes der Technik, bei dem die Ränder des Stoffes
vom Formmaterial unverdeckt auf dem Formteil liegen, und bei denen das Gewicht des
mit Stoff verkleideten Formteilesaufgrund des Einsatzes von Kernstücken zunimmt,
können vermieden werden.
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Die Erfindung, die anhand einer Türverkleidung für ein Auto beschrieben
wurde, ist nicht auf die Herstellung von Türverkleidungen beschränkt und es versteht
sich, daß diese Erfindung auch Anwendung in anderen Herstellungsbereichen finden
kann, bei denen ein Formteil mit daran befestigtem Stoff herstellt wird.
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