WO2007000225A1 - Verfahren zur herstellung eines verkleidungs- oder gehäuseteils eines fahrzeugs - Google Patents

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Klaus Pfaffelhuber
Ludwig Huber
Arno Orth
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Röchling Automotive AG & Co. KG
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    • B29L2031/3041—Trim panels

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cladding or housing part of a vehicle, in particular an underbody cladding or a Radhausverklei- Phyg, wherein a semifinished product, which has at least one core layer in the form of a nonwoven of refractory and low-melting fibers, to above the melting temperature of the low-melting fibers is heated and converted in a tool under pressure to the cladding or housing part.
  • Such a trim part may be, for example, an engine compartment or underbody panel or a wheel housing shell of a motor vehicle.
  • a corresponding housing part may also be, for example, part of an air guide housing or an intake manifold in a motor vehicle.
  • the following is an example of an underbody paneling are assumed, however, the invention is not limited thereto.
  • the glass fiber reinforcement usually consists of textile mats or fleece mats or loose, unoriented as possible glass fibers, which are incorporated in a plastic matrix of predominantly polypropylene.
  • the semi-finished products that are available for this are usually plates made of a glass fiber reinforced thermoplastic (GMT) or rod granules (LFT: Long Fiber Thermoplastics).
  • the rod granules consist of a glass fiber filament bundle of about 20 mm in length, which is enclosed by a polypropylene sheath.
  • the Verklei ⁇ applied parts produced in this way have a massive, monolithic compacting th structure and usually have a thickness of about 1.5 mm to 2.5 mm, and a basis weight of about 2000 g / m 2.
  • the currently maximum possible component size is about 1.0 m 2 to 1.5 m 2 , since very high compression pressures of about 200 to 300 bar are necessary, which are associated with high machine costs for a pressing force of more than 3000 t.
  • An advantage of this method is in particular that even complex shapes such as webs, domes or air ducts can be realized with partially large and sharp jumps and that the trim part has a high stability.
  • this has the disadvantage that the trim part is relatively heavy and has only low acoustic damping properties.
  • New production processes make it possible to produce lighter, larger-area trim parts with significantly lower pressure.
  • a non-woven mat of glass fibers and plastic fibers for example Polypropylene or polyester, created and covered with two Kunststoff ⁇ fabric cover sheets, for example, also made of polypropylene, or cover fleeces of glass fibers and plastic fibers, such as polypropylene, on both sides (LWRT: Low Weight Reinforced Thermoplastics).
  • the core layer of this sandwich construction has the property of expanding (lofting) when heated in the thickness direction, since internal stresses of the refractory fibers are released.
  • stiffening structures such as webs, etc.
  • a corresponding trim part is relatively brittle and tends at punctual loads to break.
  • cover layers can detach from the core layer, particularly in the case of an underbody covering, when the vehicle is resting on the ground with its underside when driving off-road.
  • the invention has for its object to provide a simple method for producing a cladding or housing partly to provide for a vehicle, in particular for a underbody, noise capsule or Radhausverposition, which is relatively easy, in which even complex geometries can be Darge ⁇ provides and reliably withstand the stresses during operation of the vehicle.
  • the semi-finished product is compressed in the tool in some ADverdicht- th areas at the edge of the trim or housing part and / or in its central region at a distance from the edge to monolithic, substantially gas or air entrapment-free areas, while In other areas, the porosity of the fleece of the core layer is maintained.
  • the highly compressed regions are pressed so far that the material of the semifinished product flows in these regions along the tool gap.
  • the high- density areas can be achieved by suitable gap dimensioning of the tool, so that the material in these areas is completely consolidated during the pressing process and the compact, monolithic, essentially gas- or air-entrapment-free areas in these high-density areas, such as blocks or plate sections form.
  • the material of the semifinished product is suppressed in these highly compressed areas and begins to flow along the tool gap (extruding).
  • the extrusion process can form complex geometries such as sharp-edged stops, ribs, beads or the like, which otherwise could not be formed in the present starting material.
  • the semi-finished in the tool in some highly compressed Areas on the edge of the lining or housing part and / or in the distance to the edge is also pressed together to monolithic, substantially gas inclusion free areas, but the pressing pressure is dimensioned so that the material of the semifinished product is indeed fully konsoli ⁇ diert, but not flows along the tool gap.
  • the strongly compressed areas are subjected to slightly lower pressure and produced by compression molding.
  • gas-entrapment-free is to be understood as meaning that no gas or air bubbles are trapped in the highly compressed and in highly compressed regions. Since, however, it may occur in practice that the smallest gas or air inclusions remain in the material, the term "essentially free of gas inclusion” should be understood to mean that the density of the highly compressed or highly compressed regions is not more than 3% and in particular maximum 1% below the theoretically achievable nominal density, which occurs with complete compaction of the materials.
  • the highly compacted and / or the highly compressed regions essentially determine the stone chip resistance and the impact resistance of the trim part and are preferably formed in those sections of the trim part which are subjected to particularly high loads.
  • the heavily compressed and / or the highly compressed Berei ⁇ chen can be trained or attach attachment points, webs and nozzles.
  • the highly compressed or between the highly compressed areas lying porous loading rich give the cowling good Schallabsorpti ⁇ onseigenschaften and reduce the overall weight of the clothing Ver ⁇ partly at the same time increased stiffness in comparison with a conventional compact disk of the same dimension.
  • the core layer is formed by a fleece of refractory and low-melting fibers.
  • the refractory fibers of the core layer may be glass fibers or polyester fibers, while the low-melting fibers of the core layer are preferably made of polypropylene or polyester.
  • the refractory fibers of the core layer may have a fiber length of 5 mm to 100 mm, and more preferably 20 mm to 50 mm, and have a fiber thickness of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, and more preferably 15 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the low-melting fibers of the core layer may also have a fiber length of 5 mm to 100 mm and in particular of 20 mm to 50 mm.
  • the core layer has a basis weight of 100 g / m 2 to 3000 g / m 2 and in particular from 500 g / m 2 to 1500 g / m 2 .
  • a core layer with a basis weight in the range of 800 g / m 2 to 1200 g / m 2 and especially of about 1000 g / m 2 has proven to be advantageous.
  • the semifinished product is preferably preheated, whereby the core layer expands in the thickness direction (loftet).
  • the semifinished product may consist solely of the core layer, but alternatively it may also be provided that the core layer of the semifinished product is provided with a cover layer at least on one side and in particular on both sides.
  • a sandwich structure substantially increases the rigidity of the component and protects the core layer from water and stone chipping.
  • the cover layer or the cover layers is formed in each case by a nonwoven made of high-melting and low-melting fibers.
  • the high-melting fibers of the cover layer may be glass fibers or polyester fibers, while the low-melting fibers of the cover layer may consist of polypropylene or polyester.
  • the refractory fibers and / or the low-melting fibers of the cover layer have a fiber length of 5 mm to 100 mm and in particular from 20 mm to 50 mm.
  • the refractory fibers of the cover layer should have a fiber thickness of 5 .mu.m to 50 .mu.m and in particular of 15 .mu.m to 25 .mu.m.
  • Each cover layer preferably has a basis weight in the range of 100 g / m 2 to 1000 g / m 2 and in particular of
  • the cover layer is provided on the outside with a protective layer, which is preferably made of another thin fleece of a refractory plastic fiber, for example, made of polyester, with a basis weight of 10 g / m 2 to 30 g / m 2 .
  • At least one of the cover layers may alternatively also be formed by an aluminum foil, which should preferably be perforated for reasons of sound absorption.
  • the aluminum foil is fixed on the core layer by providing on its side facing the core layer an adhesive layer which is preferably made of the same material as the low-melting fibers of the core layer.
  • the adhesive layer preferably has a thickness between 1 .mu.m and 100 .mu.m and in particular between 1 .mu.m and 30 .mu.m, while the aluminum foil preferably has a thickness of 10 .mu.m and 300 .mu.m, in particular between 50 .mu.m and 150 .mu.m.
  • one of the cover layers or both cover layers are formed by a plastic film, which preferably consists of the same material as the low-melting fibers of the core layer.
  • the plastic film of the cover layer should have a basis weight of 50 g / m 2 to 500 g / m 2 and in particular from 100 g / m 2 to 300 g / m 2 .
  • 1 c shows a third embodiment of the semifinished product
  • 2 shows the semi-finished product before preheating in a heating station
  • Fig. 8 shows the finished trim part after opening the tool
  • FIGS. 1 a, 1 b and 1 c show possible alternatives for a semifinished product 10, which is converted into a lining part with the method according to the invention.
  • the semifinished product 10 according to FIG. 1a consists only of a core layer 11 in the form of a fleece of high-melting glass fibers and low-melting polypropylene fibers, which are designed in a conventional manner into a nonwoven and optionally needled.
  • the core layer 11 has a basis weight of about 1500 g / m 2 .
  • Fig. Ib shows a further development of the semifinished product shown in Fig. Ia, the core layer 11 is hen on its upper side and its underside in each case with a cover layer 12 and 13, shipping ⁇ .
  • the cover layer 12 or 13 may be a plastic film of polypropylene. At least one of the outer layers 12, 13 may be also formed by a thin niumfolie Alumi ⁇ .
  • both cover layers 12 and 13 are likewise a fleece of high-melting
  • Glass fibers and low-melting polypropylene fibers are, wherein the cover layers 12, 13 may have a basis weight of about 450 g / m 2 .
  • the core layer 11 in this exemplary embodiment can have a reduced weight per unit area of about 800 g / m 2 to 1200 g / m 2 .
  • cover layers 12 and 13 are each a fleece with refractory glass fibers, it may be useful to provide the cover layers 12 and 13 on the outside with a thin protective layer 19, as shown in Fig. Ic.
  • the protective layer 19 is preferably made of a non-woven, which consists of refractory plastic fibers, in particular polyester.
  • FIGS. 2 to 8 the deformation of the semifinished product 10 into a lining part 20 is shown by way of example step by step.
  • the semifinished product 10 has the construction shown in FIG. 1b and has a core layer 11 in the form of a Vlie ⁇ ses formed from glass fibers and polypropylene fibers and on both sides in each case a cover layer 12 and 13, wherein each cover layer also of a web of glass fibers and polypropylene fibers is formed.
  • the semifinished product 10 is first shown in FIG. 2 in a heating ⁇ station 14 and 15 preheated between two heat sources or heaters. This causes the core layer 11 to expand in the thickness direction, as shown in FIG. 3.
  • the lofted semifinished product 10 is then transferred from the heating station into a tool 16 of a press (see arrow T in FIG. 4) so that it is arranged between an upper tool 17 and a lower tool 18, as shown in FIG. 5.
  • the tool 16 is then closed (arrows Z in Fig. 5), whereby the semi-finished product 10 is formed into the trim part.
  • the tool gap 16a formed between the upper tool 17 and the lower tool 18 is defined so that the semi-finished product 10 both in the edge region of the trainee part to be formed (areas I and IV in Fig. 6) and in central areas with a distance from the edge (areas II and III in Fig. 6) is subjected to a substantially higher pressure than in other intermediate areas A, B and C.
  • the porosity of the nonwoven fabric of the core layer 10 is maintained and only the cover layers 12 and 13 are bonded to the core layer 11 by pressure and heat (FIG. see Fig. 9).
  • the semifinished product 10 is transformed into monolithic, substantially gas-entrapped regions, for example in the form of blocks or plate sections.
  • the pressure is increased so far that the material of the semifinished product 10 in the highly compressed areas II and III begins to flow within the tool gap 16a in its longitudinal direction.
  • the regions I, II, III and IV which are preferably joined together and thus form a frame structure, significantly determine the impact resistance of the trim piece, while the intermediate porous regions A, B, and C for favorable sound absorption properties and due to their sandwich construction for a ensure high stability of the trim part.
  • the tool 16 is opened (arrow 0 in Fig. 8), whereby the covering part 20 can be removed.
  • the finished trim part 20 is shown enlarged in Fig. 9. From this Fig. 9, the structure of the lining part 20 of 3 different types of pressed range is visible, namely the porous low-density areas A, B and C, the compression-molded strongly compressed areas I and IV at the edge of the trim panel 20 and the high-density through Extrusion produced middle areas II and III in the middle of the trim panel 20th

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Abstract

Bei der Herstellung eines Verkleidungs- oder Gehäuseteils (20) eines Fahrzeugs, insbesondere einer Unterbodenverkleidung oder einer Radhausverkleidung, wird ein Halbzeug (10) , das zumindest eine Kernschicht (11) in Form eines Vlieses aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Fasern aufweist, bis über die Schmelztemperatur der niedrigschmelzenden Fasern erwärmt und in einem Werkzeug (16) unter Druck zu dem Verkleidungs- oder Gehäuseteil umgeformt. Dabei ist vorgesehen, dass das Halbzeug in dem Werkzeug in einigen hochverdichteten Bereichen am Rand des Verkleidungs- oder Gehäuseteils und/oder in Abstand zum Rand zu monolithischen, im wesentlichen gaseinschlussf reien Bereichen (III) soweit zusammengepresst wird, dass das Material des Halbzeugs in diesen hochverdichteten Bereichen längs des Werkzeugspaltes fließt, während in dazwischenliegenden porösen Bereichen (A, B, C) die Porosität des Vlieses der Kernschicht erhalten bleibt.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungs- oder Gehäuseteils eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungs- oder Gehäuseteils eines Fahrzeugs, insbesondere einer Unterbodenverkleidung oder einer Radhausverklei- düng, wobei ein Halbzeug, das zumindest eine Kernschicht in Form eines Vlieses aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Fasern aufweist, bis über die Schmelztemperatur der niedrigschmelzenden Fasern erwärmt wird und in einem Werkzeug unter Druck zu dem Verkleidungs- oder Gehäuseteil um- geformt wird.
Bei einem derartigen Verkleidungsteil kann es sich beispielsweise um eine Motorraum- oder Unterbodenverkleidung oder um eine Radhausschale eines Kraftfahrzeugs handeln. Ein entsprechendes Gehäuseteil kann auch beispielsweise Teil eines Luftleitgehäuses oder eines Ansaugstutzens in einem Kraftfahrzeug sein. Im Folgenden soll beispielhaft von einer Unterbodenverkleidung ausgegangen werden, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.
Es ist bekannt, eine Unterbodenverkleidung aus mit Glasfasern verstärkten Kunststoffen in einem Pressverfahren mit einem hohen Werkzeuginnendruck herzustellen. Die Glasfaserverstärkung besteht üblicherweise aus textilen Matten oder aus Vliesmatten oder aus losen, möglichst unorientierten Glasfasern, die in eine Kunststoffmatrix aus überwiegend Polypropylen eingebracht sind. Die Halbzeuge, die hierfür zur Verfügung stehen, sind üblicherweise Platten aus einem mit Glasfasern verstärkten Thermoplast (GMT) oder Stäbchengranulate (LFT: Long Fiber Thermoplastics) . Die Stäbchengranulate bestehen aus einem Glasfaser-Filamentbündel von ca. 20 mm Länge, welches von einem Polypropylenmantel umschlossen ist.
Vor dem Verpressen werden die Platten in einem Wärmeofen aufgeheizt bzw. die LFT-Granulate in einer Plastifizierein- heit aufgeschmolzen und danach in das offene Werkzeug einer Presse gelegt. Die auf diese Weise hergestellten Verklei¬ dungsteile haben einen massiven, monolithisch-kompaktier- ten Aufbau und weisen üblicherweise eine Dicke von ca. 1,5 mm bis 2,5 mm sowie ein Flächengewicht von ca. 2000 g/m2 auf. Die zur Zeit maximal mögliche Bauteilgröße beträgt etwa 1,0 m2 bis 1,5 m2, da sehr hohe Pressdrücke von ca. 200 bis 300 bar notwendig sind, womit hohe Maschinenkosten für eine Presskraft von mehr als 3000 t verbunden sind. Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist es insbesondere, dass sich auch komplexe Formgebungen wie Stege, Dome oder Luftführungen mit teilweise großen und scharfen Sprüngen realisieren lassen und dass das Verkleidungsteil eine hohe Stabilität aufweist. Jedoch ist damit der Nachteil verbunden, dass das Verkleidungsteil relativ schwer ist und nur geringe akustische Dämpfungseigenschaften besitzt.
Neue Produktionsverfahren ermöglichen leichtere und groß- flächigere Verkleidungsteile mit wesentlich geringerem Pressdruck herzustellen. Hierzu wird als Halbzeug eine Vliesmatte aus Glasfasern und Kunststofffasern, z.B. aus Polypropylen oder Polyester, erstellt und mit zwei Kunst¬ stoff-Deckfolien, z.B. ebenfalls aus Polypropylen, oder Deckvliesen aus Glasfasern und Kunststofffasern, z.B. aus Polypropylen, auf beiden Seiten abgedeckt (LWRT: Low Weight Reinforced Thermoplastics) . Die Kernschicht dieses Sandwich-Aufbaus hat die Eigenschaft, beim Erhitzen in Dickenrichtung zu expandieren (loften) , da innere Spannungen der hochschmelzenden Fasern freigesetzt werden. Mit diesem von einer Ausgangsdicke von ca. 4 mm auf ca. 10 mm Gesamtdicke gelofteten Material lässt sich durch geeignete Werkzeugges¬ taltung der Randbereich kompakt (voll konsolidiert) ver- pressen, während im restlichen Bereich die poröse Struktur des Vlieskerns mit den Deckfolien beibehalten werden kann. Diese Struktur führt zu sehr eigensteifen Bauteilen mit ei- nem vergleichsweise geringen Flächengewicht von weniger als 1500 g/m2. Dabei ist es durch geeignete Wahl der Porosität der Kern- und Deckschichten möglich, eine akustische Dämpfungsfunktion in das Verkleidungsteil zu integrieren. Da bei diesem Verfahren die Werkzeugkavität nicht durch eine fließende Masse ausgeformt werden muss, ergeben sich wesentlich geringere Pressdrücke von ca. 10 bar und es ist ohne weiteres möglich, mit Aufspannflächen von 4 m2 und mehr zu pressen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, dass sich versteifende Strukturen, wie Stege etc., gar nicht oder nur in eingeschränktem Maße einbringen lassen. Darüber hinaus ist ein entsprechendes Verkleidungsteil relativ spröde und neigt bei punktuellen Belastungen zum Brechen. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass sich die Deckschichten insbesondere bei einer Unterbodenverkleidung von der Kernschicht ablösen können, wenn das Fahrzeug mit seiner Unterseite bei der Fahrt im Gelände auf dem Untergrund aufsetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungs- oder Gehäuse- teils für ein Fahrzeug insbesondere für eine Unterboden-, Geräuschkapsel- oder Radhausverkleidung zu schaffen, das relativ leicht ist, bei dem auch komplexe Geometrien darge¬ stellt werden können und das den Belastungen bei Betrieb des Fahrzeugs zuverlässig standhält.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Halbzeug in dem Werkzeug in einigen hochverdichte- ten Bereichen am Rand des Verkleidungs- oder Gehäuseteils und/oder in dessen mittlerem Bereich in Abstand zum Rand zu monolithischen, im wesentlichen gas- oder lufteinschluss- freien Bereichen zusammengepresst wird, während in anderen Bereichen die Porosität des Vlieses der Kernschicht erhal- ten bleibt. Die hochverdichteten Bereiche werden soweit ge- presst, dass das Material des Halbzeugs in diesen Bereichen längs des Werkzeugspaltes fließt. Die hochverdichteten Be¬ reiche lassen sich durch geeignete Spaltmaßdimensionierung des Werkzeugs erreichen, so dass das Material in diesen Be- reichen während des Pressvorgangs vollständig konsolidiert wird und sich in diesen hochverdichteten Bereichen die kompakten, monolithischen, im wesentlichen gas- oder luftein- schlussfreien Bereiche, wie beispielsweise Blöcke oder Plattenabschnitte, bilden. Dabei wird das Material des Halbzeugs in diesen hochverdichteten Bereichen überdrückt und beginnt längs des Werkzeugspalts zu fließen (Fließpressen) . In den durch Fließpressen hergestellten hochverdichteten Bereichen sind durch den Fließpressprozess komplexe Geometrien wie scharfkantige Abstellungen, Rippen, Sicken oder ähnliches ausformbar, die andernfalls bei dem vorliegenden Ausgangsmaterial nicht ausgebildet werden könnten.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Halbzeug in dem Werkzeug in einigen stark verdichteten Bereichen am Rand des Verkleidung- oder Gehäuseteils und/oder im Abstand zum Rand ebenfalls zu monolithischen, im wesentlichen gaseinschlussfreien Bereichen zusammenge- presst wird, wobei der Pressdruck jedoch so bemessen ist, dass das Material des Halbzeugs zwar vollständig konsoli¬ diert wird, jedoch nicht längs des Werkzeugspaltes fließt. Im Gegensatz zu den hochverdichteten Bereichen, die durch Fließpressen hergestellt sind, werden die stark verdichteten Bereiche mit etwas geringerem Druck beaufschlagt und durch Formpressen hergestellt. Auf diese Weise lässt sich mit der genannten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Verkleidungs- oder Gehäuseteil eines Fahrzeugs herstellen, das drei unterschiedliche Bereiche aufweist: Die gering verdichteten porösen Bereiche, die stark ver- dichteten Bereiche, in denen das Material nicht fließt, und die hochverdichteten Bereiche, in denen das Material längs des Werkzeugspaltes fließt.
Der Begriff "gaseinschlussfrei" ist so zu verstehen, dass in den stark verdichteten und in hochverdichteten Bereichen keine Gas- oder Luftblasen eingeschlossen sind. Da es in der Praxis jedoch vorkommen kann, dass kleinste Gas- oder Lufteinschlüsse in dem Material verbleiben, soll der Begriff "im wesentlichen gaseinschlussfrei" so verstanden werden, dass die Dichte der stark verdichteten bzw. hochverdichteten Bereiche um maximal 3 % und insbesondere um maximal 1 % unterhalb der theoretisch erreichbaren Soll- Dichte liegt, die sich bei vollständiger Kompaktierung der Materialien einstellt.
Die stark verdichteten und/oder die hochverdichteten Bereiche bestimmen wesentlich die Steinschlagresistenz und die Auffahrresistenz des Verkleidungsteils und sind vorzugsweise in denjenigen Abschnitten des Verkleidungsteils ausge- bildet, die besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind. In den stark verdichteten und/oder den hochverdichteten Berei¬ chen lassen sich Befestigungspunkte, Stege und auch Düsen ausbilden oder anbringen. Die zwischen den stark verdichteten bzw. hochverdichteten Bereichen liegenden porösen Be- reiche verleihen dem Verkleidungsteil gute Schallabsorpti¬ onseigenschaften und verringern das Gesamtgewicht des Ver¬ kleidungsteils bei gleichzeitig erhöhter Steifigkeit im Vergleich mit einer herkömmlichen kompakten Platte gleicher Abmessung .
Die Kernschicht ist von einem Vlies aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Fasern gebildet. Dabei können die hochschmelzenden Fasern der Kernschicht Glasfasern oder Polyesterfasern sein, während die niedrigschmelzenden Fasern der Kernschicht vorzugsweise aus Polypropylen oder Polyester bestehen.
Die hochschmelzenden Fasern der Kernschicht können eine Faserlänge von 5 mm bis 100 mm und insbesondere von 20 mm bis 50 mm aufweisen und eine Faserdicke von 5 μm bis 50 μm und insbesondere von 15 μm bis 20 μm besitzen.
Auch die niedrigschmelzenden Fasern der Kernschicht können eine Faserlänge von 5 mm bis 100 mm und insbesondere von 20 mm bis 50 mm aufweisen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kernschicht ein Flächengewicht von 100 g/m2 bis 3000 g/m2 und insbesondere von 500 g/m2 bis 1500 g/m2 aufweist. In praktischen Versuchen hat sich insbesondere eine Kernschicht mit einem Flächengewicht im Bereich von 800 g/m2 bis 1200 g/m2 und speziell von ca. 1000 g/m2 als vorteilhaft erwiesen.
Das Halbzeug wird vorzugsweise vorgewärmt, wodurch die Kernschicht in Dickenrichtung expandiert (loftet) . Das Halbzeug kann allein aus der Kernschicht bestehen, alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Kernschicht des Halbzeugs zumindest einseitig und insbesondere beidseitig mit einer Deckschicht versehen ist. Eine derartige Sandwich-Struktur erhöht die Steifigkeit des Bauteils wesentlich und schützt die Kernschicht vor Wasser und Steinschlag.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Deckschicht bzw. die Deckschichten jeweils von einem Vlies aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Fasern gebildet ist. Dabei können die hochschmelzenden Fasern der Deckschicht Glasfasern oder Polyesterfasern sein, wäh- ren die niedrigschmelzenden Fasern der Deckschicht aus Polypropylen oder Polyester bestehen können. Vorzugsweise weisen die hochschmelzenden Fasern und/oder die niedrigschmelzenden Fasern der Deckschicht eine Faserlänge von 5 mm bis 100 mm und insbesondere von 20 mm bis 50 mm auf. Die hochschmelzenden Fasern der Deckschicht sollten dabei eine Faserdicke von 5 μm bis 50 μm und insbesondere von 15 μm bis 25 μm aufweisen.
Jede Deckschicht besitzt vorzugsweise ein Flächengewicht im Bereich von 100 g/m2 bis 1000 g/m2 und insbesondere von
200 g/m2 bis 700 g/m2. In der Praxis hat sich ein Flächengewicht von 400 g/m2 bis 500 g/m2 als sinnvoll erwiesen.
Insbesondere bei Verwendung von Glasfasern in der Deck- Schicht besteht die Gefahr, dass diese bei dem fertigen Verkleidungsteil aus diesem hervorstehen. Um dies zu vermeiden, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Deckschicht außenseitig mit einer Schutzschicht versehen ist, die vorzugsweise von einem weiteren dünnen Vlies aus einer hochschmelzenden Kunststofffaser, beispielsweise aus Polyester, mit einem Flächengewicht von 10 g/m2 bis 30 g/m2 gebildet ist.
Statt von einem Vlies kann zumindest eine der Deckschichten alternativ auch von einer Aluminiumfolie gebildet sein, die aus Schallabsorptionsgründen vorzugsweise perforiert sein sollte. Die Aluminiumfolie wird auf der Kernschicht befestigt, indem auf ihrer der Kernschicht zugewandten Seite eine Klebeschicht vorgesehen ist, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die niedrigschmelzenden Fasern der Kernschicht besteht. Die Klebeschicht weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 1 μm und 100 μm und insbesondere zwischen 1 μm und 30 μm auf, während die Aluminiumfolie vorzugsweise eine Dicke von 10 μm und 300 μm insbesondere zwi- sehen 50 μm und 150 μm besitzt.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine der Deckschichten oder beide Deckschichten von einer Kunststofffolie gebildet sind, die vor- zugsweise aus dem gleichen Werkstoff wi'e die niedrigschmelzenden Fasern der Kernschicht besteht. Die Kunststofffolie der Deckschicht sollte ein Flächengewicht von 50 g/m2 bis 500 g/m2 und insbesondere von 100 g/m2 bis 300 g/m2 aufweisen .
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
Fig. Ia eine erste Ausgestaltung des Halbzeugs,
Fig. Ib eine zweite Ausgestaltung des Halbzeugs,
Fig. Ic eine dritte Ausgestaltung des Halbzeugs, Fig. 2 das Halbzeug vor dem Vorheizen in einer Heizstation,
Fig. 3 das Halbzeug nach dem Vorheizen,
Fig. 4 die Überführung des Halbzeugs aus der
Heizstation in das Werkzeug einer Presse,
Fig. 5 das Halbzeug in der Presse vor dem Schließen des Werkzeugs
Fig. 6 das Halbzeug beim Schließen des Werkzeugs,
Fig. 7 die Situation bei vollständig geschlossenem Werkzeug,
Fig. 8 das fertige Verkleidungsteils nach Öffnen des Werkzeugs und
Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des fertigen Verkleidungsteils .
Die Figuren Ia, Ib und Ic zeigen mögliche Alternativen für ein Halbzeug 10, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem Verkleidungsteil umgeformt wird.
Das Halbzeug 10 gemäß Fig. Ia besteht lediglich aus einer Kernschicht 11 in Form eines Vlieses aus hochschmelzenden Glasfasern und niedrigschmelzenden Polypropylenfasern, die in herkömmlicher Weise zu einem Vlies ausgelegt und gegebenenfalls vernadelt sind. Die Kernschicht 11 weist ein Flächengewicht von ca. 1500 g/m2 auf. Fig. Ib zeigt eine Weiterbildung des Halbzeugs gemäß Fig. Ia, wobei die Kernschicht 11 auf ihrer Oberseite und ihrer Unterseite jeweils mit einer Deckschicht 12 bzw. 13 verse¬ hen ist. Bei der Deckschicht 12 bzw. 13 kann es sich um ei- ne Kunststofffolie aus Polypropylen handeln. Zumindest eine der Deckschichten 12, 13 kann auch von einer dünnen Alumi¬ niumfolie gebildet sein.
Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass beide Deckschich- ten 12 und 13 ebenfalls ein Vlies aus hochschmelzenden
Glasfasern und niedrigschmelzenden Polypropylenfasern sind, wobei die Deckschichten 12, 13 ein Flächengewicht von ca. 450 g/m2 aufweisen können.
Aufgrund der Sandwich-Struktur und der damit verbundenen erhöhten Stabilität kann die Kernschicht 11 bei diesem Ausführungsbeispiel ein verringertes Flächengewicht von ca. 800 g/m2 bis 1200 g/m2 aufweisen.
Wenn die Deckschichten 12 und 13 jeweils ein Vlies mit hochschmelzenden Glasfasern sind, kann es sinnvoll sein, die Deckschichten 12 und 13 außenseitig mit einer dünnen Schutzschicht 19 zu versehen, wie es in Fig. Ic dargestellt ist. Die Schutzschicht 19 besteht vorzugsweise aus einem Vlies, das aus hochschmelzenden Kunststofffasern, insbesondere aus Polyester, besteht.
In den Fig. 2 bis 8 wird beispielhaft die Umformung des Halbzeugs 10 zu einem Verkleidungsteil 20 schrittweise dar- gestellt. Das Halbzeug 10 weist den in Fig. Ib dargestellten Aufbau auf und besitzt eine Kernschicht 11 in Form eines aus Glasfasern und Polypropylenfasern gebildeten Vlie¬ ses sowie auf beiden Seiten jeweils eine Deckschicht 12 und 13, wobei jede Deckschicht ebenfalls von einem Vlies aus Glasfasern und Polypropylenfasern gebildet ist. Das Halbzeug 10 wird zunächst gemäß Fig. 2 in einer Heiz¬ station zwischen zwei Wärmequellen bzw. Heizstrahlern 14 und 15 vorgewärmt. Dies führt dazu, dass die Kernschicht 11 in Dickenrichtung expandiert bzw. loftet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Das geloftete Halbzeug 10 wird dann aus der Heizstation in ein Werkzeug 16 einer Presse überführt (siehe Pfeil T in Fig. 4), so dass es zwischen einem Oberwerkzeug 17 und einem Unterwerkzeug 18 angeordnet ist, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Das Werkzeug 16 wird dann geschlossen (Pfeile Z in Fig. 5) , wodurch das Halbzeug 10 zu dem Verkleidungsteil umgeformt wird.
Wie insbesondere Fig. 6 zeigt, ist der zwischen dem Ober- Werkzeug 17 und dem Unterwerkzeug 18 gebildete Werkzeugspalt 16a so definiert, dass das Halbzeug 10 sowohl im Randbereich des auszubildenden Verkleidungsteils (Bereiche I und IV in Fig. 6) als auch in mittleren Bereichen mit Abstand vom Rand (Bereiche II und III in Fig. 6) mit einem wesentlich höheren Druck als in anderen dazwischenliegenden Bereichen A, B und C beaufschlagt wird. In den zwischen den Bereichen I, II, III, IV liegenden geringverdichteten Bereichen A, B und C bleibt die Porosität des Vlieses der Kernschicht 10 erhalten und es werden lediglich die Deck- schichten 12 und 13 mit der Kernschicht 11 durch Druck und Wärme verbunden (siehe Fig. 9) . In den stark verdichteten Bereichen I, II, III und IV wird das Halbzeug 10 zu monolithischen, im wesentlichen gaseinschlussfreien Bereichen, z.B. in Form von Blöcken oder Plattenabschnitten, umge- formt. Einige der stark verdichteten Bereiche, d.h. im dargestellten Beispiel die vom Rand entfernt liegenden mittleren Bereiche II und III, werden hochverdichtet, d.h. noch stärker als die anderen stark verdichteten Bereiche I und IV gepresst. Der Druck wird dabei so weit erhöht, dass das Material des Halbzeugs 10 in den hochverdichteten Bereichen II und III beginnt, innerhalb des Werkzeugspalts 16a in dessen Längsrichtung zu fließen. Somit werden diese höher verpressten, hochverdichteten Bereiche II und III nach ei¬ nem Fließpress-Verfahren hergestellt, während die anderen stark verdichteten Bereiche I und IV lediglich durch Druck kompaktiert sind und das dortige Material nicht innerhalb des Werkzeugspaltes 16a geflossen ist, d.h. durch reines Formpressen hergestellt werden.
Die Bereiche I, II, III und IV, die vorzugsweise miteinander verbunden sind und somit eine Rahmenstruktur bilden, bestimmen wesentlich die Schlagfestigkeit des Verkleidungsteils, während die dazwischenliegenden porösen Bereiche A, B, und C für günstige Schallabsorptionseigenschaften und aufgrund ihres Sandwich-Aufbaus für eine hohe Stabilität des Verkleidungsteils sorgen.
Nachdem das Verkleidungsteil ausreichend abgekühlt ist und somit eine ausreichende Eigenstabilität aufweist, wird das Werkzeug 16 geöffnet (Pfeil 0 in Fig. 8) , wodurch das Verkleidungsteil 20 entnommen werden kann.
Das fertige Verkleidungsteil 20 ist vergrößert in Fig. 9 dargestellt. Aus dieser Fig. 9 ist der Aufbau des Verklei- dungsteils 20 aus 3 unterschiedlich gepressten Bereichsarten ersichtlich, nämlich den porösen geringverdichteten Bereichen A, B und C, den durch Formpressen hergestellten stark verdichteten Bereichen I und IV am Rand des Verkleidungsteils 20 und den hochverdichteten durch Fließpressen hergestellten mittleren Bereichen II und III in der Mitte des Verkleidungsteils 20.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungs- oder Gehäuseteils (20) eines Fahrzeugs, insbesondere einer Unterbodenverkleidung oder einer Radhausverkleidung, wo- bei ein Halbzeug (10) , das zumindest eine Kernschicht (11) in Form eines Vlieses aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Fasern aufweist, bis über die Schmelztemperatur der niedrigschmelzenden Fasern erwärmt wird und in einem Werkzeug (16) unter Druck zu dem Verkleidungs- oder Gehäuseteil (20) umgeformt wird, wobei das Halbzeug (10) in dem Werkzeug (16) in einigen hochverdichteten Bereichen (II, III) am Rand des Verkleidungs- oder Gehäuseteils (20) und/oder in Abstand zum Rand zu monolithischen, im wesentlichen gas- einschlussfreien Bereichen soweit zusammengepresst wird, dass das Material des Halbzeugs (10) in diesen hochverdichteten Bereichen (II, III) längs des Werkzeugsspaltes (16a) fließt, während in anderen Bereichen (A, B, C, ) die Porosität des Vlieses der Kernschicht (11) erhalten bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (10) in dem Werkzeug (16) in einigen stark verdichteten Bereichen (I, IV) am Rand des Verklei- dungs- oder Gehäuseteils (20) und/oder im Abstand zum Rand zu monolithischen, im wesentlichen gaseinschluss- freien Bereichen zusammengepresst wird, ohne dass das Material des Halbzeugs (10) in diesen Bereichen (I, IV) längs des Werkzeugsspaltes (16a) fließt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hochschmelzenden Fasern der Kernschicht (11) Glasfasern oder Polyesterfasern sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzenden Fasern der Kernschicht (11) aus Polypropylen oder Polyester bestehen .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hochschmelzenden Fasern der Kernschicht (11) eine Faserlänge von 5 mm bis 100 mm und insbesondere von 20 mm bis 50 mm aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die hochschmelzenden Fasern der Kernschicht (11) eine Faserdicke von 5 μm bis 50 μm und insbesondere von 15 μm bis 25 μm aufweisen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzenden Fasern der Kernschicht (11) eine Faserlänge von 5 mm bis 100 mm und insbesondere von 20 mm bis 50 mm aufweisen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (11) ein Flächengewicht von 100 g/m2 bis 3000 g/m2 und insbesondere von 500 g/m2 bis 1500 g/m2 aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (11) bei der Erwär¬ mung in Dickenrichtung expandiert (geloftet) wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (11) des Halbzeugs (10) zumindest einseitig mit einer Deckschicht (12, 13) versehen ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (11) des Halbzeugs (10) beidseitig mit einer Deckschicht (12, 13) versehen ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Deckschicht (12, 13) ein Vlies aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Fasern ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die hochschmelzenden Fasern der Deckschicht (12, 13) Glasfasern oder Polyesterfasern sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzenden Fasern der Deckschicht (12, 13) aus Polypropylen oder Polyester bestehen.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die hochschmelzenden Fasern der Deckschicht (12, 13) eine Faserlänge von 5 mm bis 100 mm und insbesondere von 20 mm bis 50 mm aufweisen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die hochschmelzenden Fasern der Deckschicht (12, 13) eine Faserdicke von 5 μm bis 50 μm und insbesondere von 15 μm bis 25 μm aufweisen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzenden Fasern der Deckschicht (12, 13) eine Faserlänge von 5 mm bis
100 mm und insbesondere von 20 mm bis 50 mm aufweisen.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (12, 13) ein Flä- chengewicht von 100 g/m2 bis 1000 g/m2 und insbesondere von 200 g/m2 bis 700 g/m2 aufweist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (12, 13) außensei- tig mit einer dünnen Schutzschicht (19) versehen ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (19) ein Vlies hochschmelzenden Fasern ist und ein Flächengewicht von 10 g/m2 bis 30 g/m2 aufweist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (12, 13) aus einer Aluminiumfolie besteht.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumfolie perforiert ist.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Aluminiumfolie eine kernschichtsei- tige Klebeschicht besitzt.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht aus dem gleichen Material wie die niedrigschmelzenden Fasern der Kernschicht (11) be- steht.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht eine Dicke zwischen 1 μm und 100 μm und insbesondere zwischen 1 μm und 30 μm aufweist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumfolie eine Dicke zwi- sehen 10 μm und 300 μm und insbesondere zwischen 50 μm und 150 μm besitzt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (12, 13) von einer Kunststofffolie gebildet ist.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie der Deckschicht (12, 13) aus dem gleichen Werkstoff wie die niedrigschmelzenden Fa- sern der Kernschicht (11) besteht.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie der Deckschicht ein Flächengewicht von 50 g/m2 bis 500 g/m2 und insbesonde- re von 100 g/m2 bis 300 g/m2 aufweist.
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