DE3816876A1 - Verfahren zur herstellung eines mehrschichtigen formteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteiles, bestehend aus einer außen angeordneten Dekorationsschicht, einer damit verbundenen Schicht aus schäumbarem und aushärtbarem Material sowie einer weichen, kompressiblen Dämm- bzw. Absorptionsschicht.

Üblicherweise werden derartige mehrschichtige Form­ teile bisher in der Weise hergestellt, daß die Einzelbestandteile des Formteiles vorgefertigt und dann beispielsweise durch Kaschieren miteinander verbunden werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei welchem in einem Arbeitsgang die Dekorationsschicht mit der Schicht aus schäumbarem Material und der Dämm- bzw. Absorptionsschicht verbunden werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in die Form eines Formwerkzeuges die Dekorschicht eingelegt, auf diese das schäumbare, aushärtbare Material aufgetragen wird, auf dieses Material die weiche, kompressible Schicht mit einer diesem Material zugewandten dichten Schicht und der mindestens randseitig offenen Schicht aufgelegt wird, anschließend oder gleichzeitig die Form geschlossen und die Materialschichten fest aufeinandergepreßt und gegebenenfalls verformt werden, wobei in die Randzone der weichen, kompressiblen Schicht das schäumbare, aushärt­ bare Material eindringt und aushärtet und nachfolgend die Form geöffnet wird.

Die auf den Formboden aufgelegte Dekorschicht muß mindestens zu der Seite hin, auf welche das schäum­ bare, aushärtbare Material aufgetragen wird, so weit dicht sein, daß das schäumbare, aushärtbare Material nicht vollständig in diese Schicht eindringen und diese durchtränken kann.

Als Dekorschicht kommt beispielsweise eine Kunst­ stoffolie in Betracht. Sie kann auch aus einer Schaumstoffschicht bestehen, die mindestens zu der Seite hin, auf welche das schäumbare, aushärtbare Material aufgetragen wird, verhautet ist. Die Dekorschicht kann auch mit Textilmaterialien oder anderen geeigneten Materialien auf der Seite kaschiert sein, die dem aushärtbarem, schäumbarem Material abgewandt ist. Zusätzlich ist es möglich, in die Dekorschicht Verstärkungen in Form von Faser, Glasfasern oder anderen geeigneten Materialien einzubringen. Es ist auch möglich, auf die Dekorschicht Verstärkungsprofile aufzu­ kaschieren, die dann später integraler Bestandteil des mehrschichtigen Formteiles ist.

Das auf diese Schicht aufgetragene schäumbare, aushärtbare Material kann beispielsweise Poly­ urethanschaum, Epoxydharzschaum oder auch Polyesterschaum sein. Die Einzelkomponenten dieses Materials werden beispielsweise durch eine bewegliche Verteilerdüse in entsprechender Menge und Anordnung auf die Dekorschicht auf­ getragen, wobei nach dem Schließen der Form je nach Druck, bei vorgegebener Formtemperatur, das Material aufschäumt und sich auf der Fläche verteilt.

In der oberen Formhälfte, die die Form des Form­ werkzeuges zu einer geschlossenen Form ergänzt, wird eine weiche, kompressible Schicht gehalten, die mindestens auf der Seite, die dem aushärtbarem, schäumbarem Material zugewandt ist, gegen Ein­ dringen dieses Materials dicht ist, während die Randkanten dieser Schicht offen ausgebildet sein müssen. Diese Schicht kann beispielsweise ein Polyurethanschaumteil mit verhauteter Oberfläche sein, welches aus einer Materialbahn geschnitten ist, so daß die Randkanten offen und unverhautet sind. Es ist auch möglich anstelle eines solchen Schaumteiles anderes kompressibles Material mit ähnlichen Eigenschaften einzusetzen, beispielsweise Vlieswerkstoffe oder dergleichen, die zu der aus­ schäumbaren Schicht hin eine dichte Oberfläche aufweisen müssen, randseitig offen sein müssen und auf der der Form zugewandten Seite offen oder dicht (beispielsweise verhautet) ausgebildet sein können.

Nach dem die einzelnen Schichten in der Form des Formwerkzeuges angeordnet und gehaltert sind, wird die vorgewärmte Form geschlossen und die Material­ schichten werden fest aufeinandergepreßt. Die Form kann dabei Konturen aufweisen, die das beispiels­ weise im Ausgangszustand flache Mehrschichtgebilde zu einem dreidimensional verformten Formkörper formen können. Es ist aber auch möglich, einen vorgeformten Formkörper als Dekorationsschicht ein­ zulegen, wobei die Form dann entsprechende Konturen aufweisen muß.

Bei geschlossener Form schäumt das schäumbare Material der Mittelschicht auf und fließt über die gesamte Fläche der Dekorschicht und der kompressiblen Schicht, wobei dieses Schäummaterial mit der dichten Fläche des Ober- und des Unter­ materials sich verbindet. Des weiteren dringt das schäumbare Material in die offenen Randzonen der kompressiblen Materialschicht ein. Sobald das schäumbare Material ausgehärtet ist, wird die Form geöffnet und das fertige Formteil entnommen. Dabei entspannt sich die kompressible Schicht in den Bereichen, in welche kein schäumbares Material ein­ gedrungen ist. Die weiche kompressible Schicht bildet so quasi ein Kissen auf der ausgehärteten Mittelschicht, wobei es möglich ist, die kompressible weiche Schicht über die Gesamtfläche des Formteiles auszubilden oder aber nur Teil­ bereiche dieser Schicht mit einzelnen weichen kompressiblen Schichten zu belegen. Durch ent­ sprechende Formgebung des Formwerkzeuges, sowie entsprechende Materialanhäufung des schäumbaren Materials ist es auch möglich, die Mittelschicht aus schäumbarem, aushärtbarem Material in unter­ schiedlicher Stärke auszubilden, so daß hierdurch Versteifungen erzeugbar sind.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine feste Verbindung zwischen den einzelnen Bestand­ teilen der mehrschichtigen Formteiles erzeugt, wobei insbesondere die Verbindung zwischen dem schäumbarem Material und der weichen kompressiblen Schicht nicht nur eine Klebverbindung, sondern eine Materialbindung ist, die durch ineinander­ fließende verpreßte Materialien erzeugt ist.

Der Anwendungsbereich derartiger mehrschichtiger Formteile ist sehr vielfältig, wobei solche Form­ teile insbesondere zur Innenauskleidung oder als selbständig tragfähige Elemente im Kraftfahrzeug­ bau zum Einsatz kommen können. Beispielsweise ist es möglich Türverkleidungen, Dachhimmel, Hut­ ablagen, Haubenauskleidungen oder dergleichen in Form solcher Formteile herzustellen.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteiles, bestehend aus einer Schicht aus schäumbarem und aus­ härtbarem Material sowie einer weichen, kompressiblen Dämm- bzw. Absorptionsschicht.

Aufgabe der Erfindung diesbezüglich ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen ein Schall-, Dämm- und Absorptionsteil, welches aus mehreren Schichten aufgebaut ist, in einem Arbeitsgang er­ zeugt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in die Form eines Formwerkzeuges eine Glasfaser­ schicht, insbesondere Matte, eingelegt, unter oder auf diese Schicht die weiche, kompressible Schicht mit einer der Glasfaserschicht zugewandten dichten Schicht gelegt wird, auf der Glasfaserschicht das schäumbare, aushärtbare Material dünnschichtig aufgebracht wird und bei geschlossener Form dieses Material aushärtet.

Die weiche, kompressible Schicht kann beispiels­ weise aus verhautetem Polyurethanschaum oder auch anderen geeigneten Materialien, beispielsweise Fasermaterial, bestehen, wobei lediglich sicher­ gestellt sein muß, daß zu der Schicht aus schäum­ barem und aushärtbarem Material eine für dieses Material undurchlässige Zone angeordnet wird. Die Schicht aus schäumbarem, aushärtbarem Material besteht vorzugsweise aus Polyurethanhartschaum in dünner Verteilung.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her­ gestelltes mehrschichtiges Formteil, welches durch entsprechende Konturierung der Form in einem Arbeitsgang gleichzeitig verformt und verpreßt werden kann, wird ein Teil geschaffen, welches ausgezeichnet zur Schallabsorption eingesetzt werden kann. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die Schicht aus schäum­ barem und aushärtbarem Material in die Glas­ fasermatte weitgehend eindringt, so daß die an sich geschlossenporige Hartschaumausbildung nicht mehr geschlossenporig bleibt, sondern quasi offenporig ausgebildet ist. Dies bedeutet, daß diese Schicht schalldurchlässig ist, so daß der Schall je nach Anordnung entweder von der Schaltwelle aus durch die Hartschaumschicht zu der Dämm- und Absorptionsschicht gelangen kann, oder aber der Schall zunächst durch die Dämm- und Absorptionsschicht läuft dann die Hart­ schaumschicht durchdringt und eine an einem Reflektor, beispielsweise einem Blechteil reflektiert wird und wiederum in die Dämm- und Absorptionsschicht gezwungen wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, beispielsweise Verkleidungsteile für Automobile insbesondere für die A-, B- und C- Säule, für Türen oder dergleichen aus diesem Teil herzustellen. Dabei kann vorzugsweise die Hartschaumschicht zum Innenraum des Kraft­ fahrzeuges hin angeordnet sein, während die Schicht aus weichem, kompressiblem Dämm- und Absorptionsmaterial zum Karosserieaußenkörper hin angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, aus diesem mehrschichtigen Formteil selbst­ tragende oder andere Innenausbauteile des Kraftfahrzeuges herzustellen, beispielsweise einen Dachhimmel, bei dem dann die Hartschaum­ schicht zum Blech hin angeordnet ist, während die weiche Dämm- und Absorptionsschicht zum Kraftfahrzeuginnenraum hin gerichtet ist.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß zwischen der Hartschaumschicht und dem Karosserieblech ein Abstand von 10 bis 20 mm eingehalten wird, um die Reflektion des durch das Formteil dringenden Schalles an der Blechhaut zu erreichen und somit den Schall wieder in das Formteil einzuleiten.

Je nach Dicke der Glasfaserschicht bzw. Glas­ fasermatte oder -matten ist die Dicke der Schicht aus schäumbarem, aushärtbarem Material einzustellen. Es hat sich bei einer einfachen Glasfasermatte (einschichtig) eine Schicht­ dicke des aus schäumbarem, aushärtbarem Material bestehenden Bereiches von 1 bis 5 mm, vorzugs­ weise 2 bis 4 mm als vorteilhaft herausgestellt.

Bei dieser Schichtdicke ist gewährleistet, daß die gewünschte offenporige Ausbildung des schäum­ barem, aushärtbarem Materials noch erfolgt, wo­ bei offenbar dieses Material vor dem Aushärten in die Glasfasermatte eingesaugt wird und diese von diesem Material durchtränkt wird, wodurch die offenporige Ausbildung erreicht wird, die für die Schalldämmung und Absorption bzw. für die Schalldurchlässigkeit wesentlich ist.

Je nach Einsatzzweck ist es möglich und vorteil­ haft, daß auf die kompressible Schicht und/oder die schäumbare Schicht eine Dekorschicht in Folien bzw. Bahnenform aufgelegt wird, bevor die Form geschlossen wird.

Besonders bevorzugt kann das Verfahren nach Anspruch 2 auch mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 kombiniert werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäß hergestelltes mehrschichtiges Formteil im Quer­ schnitt;

Fig. 2 eine Variante in gleicher Ansicht;

Fig. 3 eine Einzelheit im Schnitt gesehen.

Das mehrschichtige Formteil besteht im wesentlichen aus einer außen, im Ausführungsbeispiel unten an­ geordneten Dekorationsschicht 1, einer damit verbundenen Schicht aus schäumbarem und aushärt­ barem Material 2 sowie einer weichen kompressiblen Dämm- bzw. Absorptionsschicht 3.

Bei der Herstellung wird in die untere Form des Formwerkzeuges die Dekorationsschicht 1 eingelegt, auf diese das schäumbare, aushärtbare Material 2 in flüssiger Form aufgetragen, während die weiche kompressible Schicht 3 in der oberen Formhälfte gehaltert ist. Sowohl die Dekorschicht 1 als auch die weiche kompressible Schicht 3 weist auf ihrer der Schicht 2 zugewandten Seite eine dichte Ober­ fläche auf, so daß das Material 2 nicht in die anderen Schichten eindringen kann. Die weiche kompressible Schicht 3, die vorzugsweise ein Schnittschaumteil mit verhauteter Oberfläche 4 ist, ist an ihren Randkanten 5 offen ausgebildet, so daß nach dem Schließen des Formwerkzeuges das schäumbare Material 2 in die Randzone 6 der weichen kompressiblen Schicht eindringen kann und dort aushärtet. Sobald danach die Form ge­ öffnet und das fertige mehrschichtige Formteil entnommen wird, entspannt sich die weiche kompressible Schicht 3 mit Ausnahme der Randzone 6, so daß quasi ein kissenartiges Dämm- bzw. Absorptionselement gebildet ist. In der Randzone 6 wird eine innige Bindung zwischen dem komprimierten weichen Material der Schicht 3 und dem eingeflossenen Material der aushärtbaren Schicht 2 erzeugt, so daß eine feste, nahezu unlösbare Verbindung erzeugt ist.

In Fig. 3 ist die weiche kompressible Schicht 3 als Einzelheit im Schnitt vor der Verpressung im Formwerkzeug gezeigt.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung viel­ fach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteiles, bestehend aus einer außen angeordneten Dekorationsschicht, einer damit verbundenen Schicht aus schäumbarem und aushärtbarem Material sowie einer weichen, kompressiblen Dämm- bzw. Absorptionsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß in die Form eines Formwerkzeuges die Dekorschicht eingelegt, auf diese das schäumbare, aushärtbare Material aufgetragen wird, auf dieses Material die weiche, kompressible Schicht mit einer diesem Material zugewandten dichten Schicht und der mindestens randseitig offenen Schicht aufgelegt wird, an­ schließend oder gleichzeitig die Form geschlossen und die Materialschichten fest aufeinandergepreßt und gegebenenfalls verformt werden, wobei in die Randzone der weichen, kompressiblen Schicht das schäumbare, aushärtbare Material eindringt und aushärtet und nachfolgend die Form geöffnet wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteiles, bestehend aus einer Schicht aus schäumbarem und aushärtbarem Material sowie einer weichen, kompressiblen Dämm- bzw. Absorptionsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß in die Form eines Formwerkzeuges eine Glas­ faserschicht, insbesondere Matte, eingelegt, unter oder auf diese Schicht die weiche, kompressible Schicht mit einer der Glasfaser­ schicht zugewandten dichten Schicht gelegt wird, auf der Glasfaserschicht das schäumbare, aushärt­ bare Material dünnschichtig aufgebracht wird und bei geschlossener Form dieses Material aus­ härtet.

3. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteiles nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dicke der Schicht aus schäum­ barem, aushärtbarem Material 1 bis 5 mm, vorzugs­ weise 2 bis 4 mm beträgt.

4. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteiles nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die kompressible Schicht und/oder die schäumbare Schicht eine Dekor­ schicht in Folien bzw. Bahnenform aufgelegt wird, bevor die Form geschlossen wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formteiles nach Anspruch 2 bis 4, gekenn­ zeichnet durch die Kombination mit dem Verfahren nach Anspruch 1.