DE3903471A1 - Formteil, insbesondere zum einbau in kfz. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil, insbesondere zum Einbau in Kfz., beispielsweise als Türver­ kleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Im Stand der Technik sind Formteile beispielsweise aus PUR-Schaum bekannt, die als Verkleidungs­ teile eingesetzt werden. Solche Formteile müssen relativ formbeständig sein, um die gewünschten Konturen und die gewünschte Lage im Gebrauch einhalten zu können.

Beim Einsatz solcher Formteile ist es häufig erforderlich, zusätzlich ein Bauelement als Absorber für die Schallabsorption einzubauen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Formteil gattungsgemäßer Art zu schaffen, welches einer­ seits selbsttragend ist und beliebig formbar ist und andererseits auf äußerst einfacher Art und Weise die Kombination mit einer schallabsorbierenden Schicht ermöglicht, insbesondere in einem einzigen Arbeitsgang.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß das Formteil aus einem selbsttragenden, vorgeformten und verpreßten Teilkörper besteht, der insbesondere mindestens einseitig mit einem weichen Teilkörper verbunden ist.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß der selbst­ tragende Teilkörper aus mindestens einem folgender Materialien besteht: phenolharzgetränktem Vlies, duroplastgetränktem Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies, glasfaserverstärktem Polyurethan.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß der weiche Teilkörper aus mindestens einem folgender Materialien besteht: Fasermaterial, Vliesmaterial, Polyurethan­ schaummaterial.

Das erfindungsgemäße Formteil zeichnet sich dadurch aus, daß es einerseits aus einem selbsttragenden, vorgeformten und verpreßten Teilkörper besteht, welcher Teilkörper so ausgebildet sein kann, daß er tatsächlich tragende Funktion übernehmen kann.

Andererseits aber besteht dieses Formteil zusätz­ lich aus einem weichen Teilkörper, der als Schall­ absorber dienen kann. Selbstverständlich kann das Formteil auch aus mehreren selbsttragenden Teilkörpern und mehreren weichen Teilkörpern bestehen.

Das erfindungsgemäße Formteil erlaubt dessen Anwendung als selbsttragendes Dämm- bzw. Absorptions­ element. So können beispielsweise komplette Türver­ kleidungen, Hutablagen oder dergleichen Innen­ ausbauteile als ein erfindungsgemäßes Formteil ausgebildet sein.

Es ist auch möglich, Karosserieteile, beispielsweise die Motorhaube oder auch ein Motorunterschild in erfindungsgemäßer Art und Weise auszubilden.

Je nachdem, welches Material für den selbsttragenden Teilkörper verwendet wird, kann der selbsttragende Teilkörper schalldurchlässig sein, so daß der weiche Teilkörper noch verbessert seine Schall­ absorptionswirkung entfalten kann.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, daß zwischen den einander zugewandten Flächen von selbst­ tragendem und weichem Teilkörper eine gasundurch­ lässige Schicht angeordnet ist.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß die gasun­ durchlässige Schicht aus einer Kunststoffolie, insbesondere einer Polypropylenfolie bzw. einer Polyäthylenfolie, besteht.

Die Folie stellt einerseits ein Mittel dar, welches zur Herstellung des Formteiles bevorzugt verwendet werden kann, wobei die Folie andererseits auch das Bindemittel zwischen dem weichen und dem selbsttragenden Teilkörper darstellt, sofern nämlich die Folie beim Herstellungsvorgang so stark erwärmt wird, daß sie mit den umgebenden Materialien Schmelzbindungen eingehen kann.

Desweiteren kann auch vorgesehen sein, daß die gasundurchlässige Schicht eine akustisch wirk­ same Schwerschicht aus mindestens einer folgender Komponenten ist:
thermoplastischen Kunststoffen mit Füllstoffen, Duroplasten, Polyurethanen, Gießharzen, Mischungen aus mindestens zwei dieser Komponenten.

Durch diese Anordnung ist es möglich, in das selbsttragende Formteil ein sogenanntes Feder- Masse-System einzubinden, so daß neben der Schall­ absorptionsfunktion auch eine Schalldämmfunktion erreicht werden kann.

Die akustisch wirksame Schwerschicht wird dabei unter entsprechender Masseanhäufung an akustisch bedingten Punkten in unterschiedlicher Dicke integriert.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Formteilen der vorbeschriebenen Art wird erfindungs­ gemäß darin gesehen, daß auf eine Fläche einer Form, die den Konturen des herzustellenden Form­ teiles entspricht, das luftdurchlässige, unver­ formte Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers aufgelegt wird, dieses Material mit einer gas- und luftundurchlässigen Schicht oder Folie einseitig abgedeckt wird, insbesondere auf diese Schicht oder Folie der weiche luft­ durchlässige Teilkörper aufgelegt wird, der so gebildete Schichtkörper auf eine die thermo­ plastische bzw. duroplastische Verformung zu­ lassende Temperatur erwärmt wird und der erwärmte Schichtkörper durch Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gasüberdruck oder Unterdruck gegen die konturierte Formfläche gepreßt wird.

Beispielsweise ist es möglich, zunächst auf die Abdruckfläche der Form eine Schicht aus einem Material, wie es in Anspruch 2 bezeichnet ist, aufzubringen, diese Schicht mit einer Folie, wie sie in Anspruch 5 bezeichnet ist, abzudecken und auf diese Folie eine Schicht aus dem Material gemäß Anspruch 3 aufzutragen.

Die gesamte Materialschicht kann dann beispiels­ weise mittels Infrarotheizung erwärmt werden, so daß die thermoplastisch bzw. duroplastisch verformbaren Bestandteile aufweichen, wonach dann die gesamte Schicht beispielsweise durch Druckluft gegen die konturierte Fläche der Form gepreßt wird.

Infolge der Tatsache, daß die luftundurchlässige Schicht oder Folie das Durchdringen der Luft in den später als selbsttragenden Teilkörper dienenden Bestandteil unterbindet, wird diese Schicht entsprechend dem eingestellten Luftdruck fest zusammengepreßt, wohingegen die weiche Teil­ körperschicht, die das Schallabsorptionselement bilden soll, von der Druckluft durchströmt wird, ohne daß diese Schicht verpreßt und zusammengedrückt wird. Durch die relativ kühle, beispielsweise auf Raumtemperatur abgestimmte Druckluft wird gleichzeitig eine Kühlung des Materialpaketes erreicht, so daß nach relativ kurzer Einwirkungs­ zeit der Druckluft der selbsttragende Teilkörper die der konturierten Fläche der Form entsprechende Kontur bleibend erhält.

Die den weichen Teilkörper bildende Schicht ist dabei der Kontur des formstabilen selbsttragenden Formteiles weitestgehend exakt angepaßt.

Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle von Druckluft ein Vakuum innerhalb der Form aufzu­ bauen, so daß der Bestandteil des Schichtenpaketes, der später den selbsttragenden verformten Teilkörper bildet, gegen die entsprechende konturierte Fläche der Form des Werkzeuges gesaugt wird, was unter Umständen dann besonders vorteil­ haft ist, wenn eine bestimmte Dicke der Schicht erwünscht ist, die das formstabile selbsttragende Teilkörperelement bildet.

In Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, daß mehrere Schichten von Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers im Wechsel mit Schichten aus weichen Teilkörpern unter Zwischenlage von luftundurchlässigen Schichten oder Folien aufein­ andergelegt werden und die Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gas-Über- oder Unterdruck jeweils im Bereich der Materialschichten zur Bildung der selbsttragenden Teilkörper vorgenommen wird. Um bei einem Mehrschichtaufbau die gewünschte Ausbildung der einzelnen Teilkörper zu erreichen, ist lediglich erforderlich, daß Sorge dafür getragen wird, daß zwischen den einzelnen Schichten keine luftdurchlässige Verbindung besteht, so daß das ggf. aufzubringende Vakuum oder der ggf. aufzu­ bringende Überdruck in den einzelnen Schichten nur dort wirksam wird, wo er zur Erzeugung des selbsttragenden vorgeformten und verpreßten Teilkörpers erforderlich ist. Dies geschieht auf einfachste Weise dadurch, daß beispielsweise die Druck- oder Saugleitungen in die entsprechende Schicht einmündend angeordnet sind, wobei die Leitungsmündungen jeweils zu den den weichen Teilkörper bildenden Schichten hin durch luftundurch­ lässige Folien oder dergleichen abgeschirmt sind.

Da die Anordnung der luftundurchlässigen Folie unter Umständen aus akustischen Erwägungen unvor­ teilhaft ist, kann auch vorgesehen sein, daß die luftundurchlässige Folie nach erfolgter Ver­ formung der Schicht zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers aufgeschmolzen wird.

Die Folie kann also durch entsprechende Wärme­ einwirkung praktisch vollständig entfernt werden, indem sie aufgeschmolzen wird und zusätz­ lich als Klebverbinder zwischen den benachbarten Materialschichten zur Verfügung steht.

Je nach Konsistenz und Dicke der Folie ist es möglich, die Wärme zum Aufschmelzen der Folie schon während der Luftdruckverpressung des selbst­ tragenden Teilkörpers aufzubringen oder aber die Wärme erst nachträglich, nach der Bildung des vorgeformten, verpreßten selbsttragenden Teil­ körpers aufzubringen.

Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, daß zwischen die Schichten Bindemittel, insbesondere Schmelzkleber, eingebracht werden.

Die verfahrenstechnisch einzubringende gasundurch­ lässige Schicht kann auch so ausgebildet sein, wie dies in Anspruch 6 beschrieben ist.

Desweiteren ist vorteilhaft, daß die Schichtdicke des mittels Luftdruck verformten und verdichteten Materials durch eine entsprechende Bemessung des Luftdruckes (Unter- oder Überdruck) eingestellt wird.

Grundsätzlich ist es möglich, mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren auch allein ein Formteil aus einem selbsttragenden, vorgeformten und verpreßten Teilkörper zu erzeugen, der nicht mit einem weichen Teilkörper verbunden ist. Auch derartige, selbst­ tragende Formteile aus den Materialien, wie sie in Anspruch 2 beschrieben sind, sind zum Einbau in Kfz., beispielsweise aus Karosserieteile oder dergleichen nützlich und vorteilhaft. Mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtaufbau ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsgang ein mehrschichtiges Formteil der entsprechenden Konstitution zu schaffen, was eine erhebliche Einsparung an Energie und Zeit mit sich bringt. Selbstverständlich ist es möglich, gleichzeitig mit dem Herstellungsver­ fahren zur Herstellung des Formteiles auch Verkleidungs­ stoffe, Bleche oder andere vorgefertigte Teile mit in den Verbund einzubauen. Dabei kann zusätzlich zwischen die jeweils außenliegende Schicht und das damit zu verbindende Verkleidungselement Bindemittel, insbesondere Schmelzkleber, eingebracht werden.

Es kann auch eine zusätzliche Folie als Verbindungs­ mittel Einsatz finden, die unter entsprechender Temperatureinwirkung aufschmilzen soll.

In der Zeichnung ist schematisch der Aufbau und der Fertigungsvorgang des Formteiles gezeigt. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Form zur Herstellung eines Formteiles im Schnitt;

Fig. 2 ein mehrschichtiges Formteil vor der Verpressung.

Das Formteil gemäß Fig. 1 zum Einbau in Kfz., beispielsweise als Türverkleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen Bau­ elemente, besteht im wesentlichen aus einem selbst­ tragenden vorgeformten und verpreßten Teilkörper 1, der einseitig mit einem weichen Teilkörper 2 verbunden ist. Der selbsttragende Teilkörper kann beispielsweise aus phenolharzgetränktem Vlies, duroplastgetränktem Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies, aber auch aus glasfaser­ verstärktem Polyurethan bestehen.

Der weiche Teilkörper 2 besteht vorzugsweise aus Fasermaterial, Vliesmaterial oder Polyurethan­ schaummaterial.

Dabei ist für die erfindungsgemäße Ausbildung und den verfahrenstechnischen Vorgang notwendiges Erfordernis, daß der weiche Teilkörper 2 luft­ durchlässig ist. Zwischen dem selbsttragenden Teilkörper 1 und dem weichen Teilkörper 2 ist eine gasundurchlässige Schicht, insbesondere eine luftundurchlässige Schicht angeordnet, die durch eine Kunststoffolie 3 gebildet ist. Als Material für diese Kunststoffolie kommt beispiels­ weise Polypropylen oder auch Polyäthylen in Betracht.

Zur Herstellung eines Formteiles, wie es in seiner Endgestaltung in Fig. 1 prinzipiell dargestellt ist, ist es lediglich erforderlich, die Form des Werkzeuges, die aus den Formhälften 4 und 5 besteht, hinsichtlich der Formhälfte 4 so auszu­ bilden und zu konturieren, wie es der Form des endgültigen Formteiles entspricht.

Die obere Formhälfte 5 kann beliebig konturiert sein, da diese für die Formgebung des Formteiles völlig ohne Bedeutung ist. Von Bedeutung ist lediglich, daß innerhalb der beiden Formhälften 4 und 5 ein Raum gebildet ist, der im Ausführungs­ beispiel mit einem Druckluftanschluß 6 versehen ist. Über den Druckluftanschluß 6 wird Druckluft beispielsweise in einer Größenordnung beginnend bei 0,5 bar bis zu 1,5 bar in die Form eingegeben, wobei die Form nicht dichtschließend sein muß, sondern das Entweichen der Druckluft über die Trennfuge der Formhälften 4 und 5 möglich ist und möglich sein soll, da die durchströmende Luft gleichzeitig als Kühlmedium benutzt wird. Zu Beginn des Herstellungsverfahrens zur Bildung eines derartigen Formteiles werden die einzelnen Schichten in die Form eingelegt, wie dies beispiels­ weise streng schematisiert in Fig. 2 ersichtlich ist.

Nachfolgend wird die Form geschlossen und Druckluft über den Stutzen 6 in der angegebenen Größen­ ordnung zugeführt.

Infolge der Einwirkung der Druckluft, die den weichen Teilkörper 2 durchströmt, wird die Folie 3 gegen die Materialschicht des späteren Formteiles 1 gepreßt und somit diese Materialschicht gegen die konturierte Fläche in der unteren Formhälfte 4 gepreßt und bleibend verformt.

Dieser Verformungsstufe vorausgeschickt, ist eine Aufwärmstufe, die dazu dient, die entsprechenden Materialschichten auf die gewünschte Temperatur zum Zwecke der Materialbindung zu erwärmen. Nach einer ausreichenden Einwirkungszeit des Luftüberdruckes hat das Formteil seine gewünschte Form erhalten und kann nach dem Öffnen der Form aus dieser entnommen werden. Sofern erwünscht ist es auch möglich, bei noch in der Form befind­ lichem Formteil die Folie 3 durch Temperatur­ einwirkung zu zerstören, insbesondere zu zersetzen, wobei die Folie selbst als Bindemittel zwischen den Schichten 1 und 2 wirken kann.

Anstelle des in dem Ausführungsbeispiel von in der Zeichnung oben einwirkenden Luftüberdrucks ist es selbstverständlich auch möglich, unterhalb der Schicht 1 einen Anschlußstutzen für ein Luft­ unterdruck erzeugendes Aggregat vorzusehen, so daß die Schicht 1 in der Weise gegen die untere Formhälfte bzw. deren konturierte Fläche gesaugt wird, daß die Folie 3 unter Einwirkung des Soges in der Zeichnung nach unten gesaugt wird. Durch entsprechende Einstellung des Luftunterdruckes ist die Schichtdicke bezüglich des Teiles 1 ein­ stellbar.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem mehrere Schichten vom Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers im Wechsel mit Schichten aus weichen Teilkörpern 2 angeordnet sind, wobei zwischen den Schichten 1 und 2 jeweils eine luftundurchlässige Folie 3 angeordnet ist.

Dadurch, daß entweder Anschlußstutzen 6 für den Anschluß von Druckluftleitungen oder aber Anschluß­ stutzen 7 für den Anschluß von Vakuumsogleitungen in die einzelnen Schichten hineinreichen, ist die Möglichkeit gegeben, diese Schichten so zu verformen, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich und diesbezüglich beschrieben ist.

Die luftundurchlässigen Folien 3 sind die Voraus­ setzung für die Funktion bei der gewünschten Formgebung. Selbstverständlich ist es auch möglich, gleichzeitig Überdruck und Unterdruck über die Anschlußstutzen 6 bzw. 7 aufzugeben.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

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

Claims (11)

1. Formteil, insbesondere zum Einbau in Kfz., beispielsweise als Türverkleidung, Hutablage, Motorhaube, Unterschild oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil aus einem selbst­ tragenden, vorgeformten und verpreßten Teil­ körper (1) besteht, der insbesondere mindestens einseitig mit einem weichen Teilkörper (2) ver­ bunden ist.

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der selbsttragende Teilkörper (1) aus mindestens einem folgender Materialien besteht:
phenolharzgetränktem Vlies, duroplastgetränktem Vlies, insbesondere Baumwollvlies, Kunststoffvlies, glasfaserverstärktem Polyurethan.

3. Formteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weiche Teil­ körper (2) aus mindestens einem folgender Materialien besteht:
Fasermaterial, Vliesmaterial, Polyurethan­ schaummaterial.

4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugewandten Flächen von selbsttragendem und weichem Teilkörper (1 bzw. 2) eine gasun­ durchlässige Schicht angeordnet ist.

5. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Schicht aus einer Kunststoffolie (3), insbe­ sondere einer Polypropylenfolie bzw. einer Poly­ äthylenfolie, besteht.

6. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Schicht eine akustisch wirksame Schwerschicht aus mindestens einer folgender Komponenten ist:
thermoplastischen Kunststoffen mit Füllstoffen, Duroplasten, Polyurethanen, Gießharzen, Mischungen aus mindestens zwei dieser Komponenten.

7. Verfahren zur Herstellung von Formteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf eine Fläche einer Form, die den Konturen des herzustellenden Formteiles ent­ spricht, das luftdurchlässige, unverformte Material zur Bildung des selbsttragenden Teil­ körpers aufgelegt wird, dieses Material mit einer gas- und luftundurchlässigen Schicht oder Folie einseitig abgedeckt wird, insbesondere auf diese Schicht oder Folie der weiche luftdurchlässige Teilkörper aufgelegt wird, der so gebildete Schicht­ körper auf eine die thermoplastische bzw. duro­ plastische Verformung zulassende Temperatur er­ wärmt wird und der erwärmte Schichtkörper durch Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gasüberdruck oder Unterdruck gegen die konturierte Formfläche gepreßt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichten von Material zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers im Wechsel mit Schichten aus weichen Teilkörpern unter Zwischen­ lage von luftundurchlässigen Schichten oder Folien aufeinandergelegt werden und die Druckeinwirkung von Luft- bzw. Gas-Über- oder Unterdruck jeweils im Bereich der Materialschichten zur Bildung der selbsttragenden Teilkörper vorgenommen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die luftundurchlässige Folie nach erfolgter Verformung der Schicht zur Bildung des selbsttragenden Teilkörpers aufgeschmolzen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Schichten Bindemittel, insbesondere Schmelzkleber, eingebracht werden.

11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des mittels Luftdruck verformten und verdichteten Materials durch eine entsprechende Bemessung des Luftdruckes (Unter- oder Überdruck) einge­ stellt wird.