Verfahren zur Herstellung von Innenverkleidungsteilen in einem
Schäumwerkzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Innenverkleidungsteilen in einem Schäumwerkzeug, ein entsprechend hergestelltes Innenverkleidungsteil sowie ein zur Herstellung verwendbares
Schäumwerkzeug.
Innenverkleidungsteile zum Einbau in Kraftfahrzeuge werden mit verschiedenen Verfahren produziert. Unter anderem weisen Innenverkleidungsteile eine einem Fahrzeuginnenraum nach einem Einbau des Innenverkleidungsteils zugewandte Formhaut auf, die mit einem Träger verbunden ist und hinterschäumt wurde. Formhäute, die beispielsweise durch ein Sinterverfahren hergestellt werden und in diesem Fall auch als Slush-Häute bezeichnet werden, werden hierzu in ein Schäumwerkzeug eingelegt und mit dem Träger während des Hinterschäumens verpresst. Da die Formhaut Abmessungen aufweist, die größer sind als Abmessungen des Trägers, verbleibt ein über den
Träger hinausstehender Teil der Formhaut, der sogenannte Formhaut- oder Slushhautauslauf. Dieser Auslauf muss vor einer Weiterverwendung des Innenverkleidungsteils von der Formhaut abgetrennt werden, was durch manuelles Anschneiden des Formhautauslaufes mit einem Messer, einer Schere oder einem anderen Schnittwerkzeug und Abreißen des derart angeschnittenen Auslaufs unter Kraftaufwand geschieht. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Verwendung von Schnittwerkzeugen, da hierdurch zum einen Werk- zeugverschleiss und ein erhöhter Ausschuss bei Fehlbeschnitt oder unsauberem Abreißen, andererseits aber auch ein Zeitverlust bei der Bedienung des Schäumwerkzeugs und eine erhöhte Verletzungsgefahr für das Bedienpersonal vorliegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Innenverkleidungsteilen in einem Schäumwerkzeug sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes Innenverkleidungsteil und ein
Schäumwerkzeug zu entwickeln, welches die genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Innenverkleidungsteil nach Anspruch 7 und ein Schäumwerkzeug nach Anspruch 8. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils, welches mindestens eine Formhaut, mindestens eine Schaumschicht und mindestens einen Träger aufweist, umfasst mehrere Schritte. In einem ersten Schritt wird die Formhaut im Schäumwerkzeug positioniert, wobei das Schäumwerkzeug mindestens eine Trennkante aufweist, die der Einbringung einer definierten Verringerung einer Dicke der Formhaut entlang einer Schnittlinie dient. Unter einer "definierten Verringerung" soll verstanden werden, dass die Dicke der Formhaut in einem unbearbeiteten Zustand größer ist als nach einem Verbinden mit dem Träger. Eine Differenz zwischen der ursprünglichen Dicke und der nun erhaltenen Dicke der Formhaut ist ihrem Betrag nach bestimmt und beeinflusst durch die Höhe der Trennkante.
Im zweiten Schritt wird ein Träger in das Schäumwerkzeug eingebracht und an der Position der Schnittlinie gegen die mit der Formhaut bedeckte Trennkante
gepresst. Hierbei wird die Formhaut mit einem Schaum hinterschäumt. Durch das Pressen werden Formhaut und Träger entlang der Schnittlinie miteinander verbunden und eine schaumundurchlässige Abdichtung als harte Abdichtung an dieser Position hergestellt. Durch die Verpressung wird die Restdicke an der Position der Schnittlinie derart gering, dass ein über Abmessungen des
Trägers hinausragender Teil der Formhaut, der Formhautauslauf, von Hand unter geringer Kraftaufwendung, also beispielsweise auch von körperlich schwächeren Personen, und ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen von dem mit dem Träger verbundenen Teil der Formhaut abtrennbar ist oder durch die Verpressung bereits von der mit dem Träger verbundenen Formhaut abgetrennt wird. Im letzten Schritt wird das hergestellte Innenverkleidungsteil aus dem Schäumwerkzeug entnommen und der Formhautauslauf wie beschrieben manuell abgetrennt, sofern nicht bereits die Trennkante eine vollständige Abtrennung des Formhautauslaufs bewirkt hat. Falls eine vollständige Abtren- nung des Formhautauslaufs durch die Trennkanten erreicht wurde, verbleibt der Formhautauslauf im Schäumwerkzeug, während das Innenverkleidungsteil entnommen wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist den Vorteil auf, dass keine Schnitt- Werkzeuge mehr benötigt werden, da der Formhautauslauf von Hand abtrennbar ist, wozu ein deutlich geringerer Kraftaufwand als beim Abreißen nach Anschneiden mit einem Schnittwerkzeug benötigt wird, oder bereits durch den Herstellungsprozess abgetrennt wurde. Hierdurch wird die Verletzungsgefahr durch die fehlenden Schnittwerkzeuge reduziert und die Produk- tion wird kostengünstiger, da Ausschusszahlen verringert werden, keine Kosten für Schnittwerkzeuge anfallen und der Zeitverlust beim Abtrennen des Formhautauslaufs ebenfalls geringer wird.
In einer Ausführungsform kann die Trennkante zur Pressung in mindestens einem bestimmten Bereich und nicht umlaufend ausgebildet sein. Hierdurch kann gezielt ein einzelner Bereich der Formhaut mit dem Träger verbunden werden, ohne dass ein von einer umlaufenden Trennkante komplett geschlossener Bereich abgeschlossen wird. Somit wird die Variabilität des Verfahrens erhöht und eine bereichsweise Abdichtung erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Formhaut entlang der Schnittlinie
vor Einbringen in das Schäumwerkzeug vorgeschwächt werden, vorzugsweise mit einer v-förmigen Nut. Hierdurch wird das manuelle Entfernen des Formhautauslaufs erleichtert, da die Formhaut durch die Vorschwächung an dieser Position leichter abzutrennen ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Trennkante beheizbar ist. Durch diese Weiterbildung wird erreicht, dass neben dem mechanischen Verringern der Dicke der Formhaut auch noch eine thermische Beeinflussung erfolgt, die eine schaumundurchlässige Verbindung zwischen Formhaut und Träger unterstützt und das Abtrennen erleichtert.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Trennkante in mindestens einem Abschnitt einen gekrümmten Verlauf aufweist. Hierdurch kann das Innenverkleidungsteil unterschiedliche Formen aufweisen und an den jeweiligen Einsatzzweck besser angepasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Trennkante ausgebildet ist, mindestens 0,2 mm in die Formhaut einzudringen. Hierdurch kann eine verbesserte und genauer einstellbare Verringerung der Dicke der Formhaut erfolgen, mithin also ein einfacheres Abtrennen.
Es kann vorgesehen sein, dass die definierte Verringerung der Formhautdicke entlang der Schnittlinie eine Verringerung um mindestens 50 % der ursprünglichen Formhautdicke, besonders bevorzugt eine Verringerung um mindestens 75 % der ursprünglichen Formhautdicke umfasst.
Ein Innenverkleidungsteil, welches mit einem erfindungsgemäßen Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6 hergestellt wurde, kann mindestens eine Formhaut, mindestens eine Schaumschicht und mindestens einen Träger umfassen, wobei die Schaumschicht zwischen Formhaut und Träger liegt und Formhaut und Träger entlang einer Schnittlinie durch Verpressen schaumdicht miteinander verbunden sind. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein derartiges Innenverkleidungsteil kostengünstiger hergestellt werden, da bei der Produktion der Zeitverlust verringert und der Fehlbeschnitt reduziert wird.
Das Innenverkleidungsteil weist in vorteilhafter Weise eine durch die Trennkante eingebrachte definierte Verringerung einer Dicke der Formhaut entlang der Schnittlinie auf. Ein Schäumwerkzeug zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Trennkante aufweisen, die im Schäumwerkzeug an verschiedenen Positionen abnehmbar anbringbar ist und somit für eine variable Positionierung der Schnittlinie geeignet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 7 erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung einer Formhaut mit eingebrachter
Vorschwächung;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines Schäumwerkzeugs mit zwei
Trennkanten und eingelegter Formhaut;
Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Schäumwerkzeugs, bei der ein Träger gegen die Formhaut gepresst wird;
Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung eines Schäumwerkzeugs, bei der in den zwischen Formhaut und Träger befindlichen Zwischenraum ein Schaum eingeführt wird;
Fig. 5 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung eines Schäumwerkzeugs, bei der das Innenverkleidungsteil aus dem Schäumwerkzeug entnommen wird,
Fig. 6 eine Aufsicht auf das Schäumwerkzeug mit Trennkante und
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Schäumwerkzeugs mit
Trennkante und in das Schäumwerkzeug eingelegter Formhaut und Träger, wobei Schaum in den Raum zwischen Formhaut
und Träger eingeführt wird.
Fig. 1 stellt eine Formhaut 1 mit bereits eingebrachter Vorschwächung im Querschnitt dar. Die Formhaut 1 ist elastisch und wurde durch ein Rotations- sinter- oder Slush-Verfahren hergestellt, kann jedoch auch durch Gießen, Tiefziehen oder Sprühen erzeugt werden. Die Formhaut 1 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Polyvinylchlorid oder einem anderen thermo- formbaren Material bzw. umfasst eines dieser Materialien. Die Formhaut 1 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Dicke von 1,2 mm auf. Die Nuten 4a und 4b sind im dargestellten Ausführungsbeispiel v-förmig, können jedoch auch andere Formen aufweisen, beispielsweise rechteckig oder halbkreisförmig. Die Nuten 4a und 4b sind räumlich voneinander getrennt und nicht miteinander verbunden, es kann jedoch auch eine durchgehende Nut in der Formhaut 1 vorgesehen sein. Die Vorschwächung, d. h. die verbleibende Dicke der Formhaut 1 an den Nuten 4a und 4b ist im dargestellten Fall identisch, nämlich abhängig vom zur Herstellung verwendeten Verfahren zwischen 0,4 mm und 0,6 mm, es kann jedoch auch eine unterschiedlich starke Vorschwächung der Nuten vorgesehen sein. Die Nuten 4a und 4b sind entlang der Schnittlinie eingebracht, wobei die Schnittlinie die Linie ist, entlang der die Formhaut 1 mit einem Träger durch ein erfindungsgemäßes Verfahren verbunden werden soll. Die Dicke 3 der Formhaut 1 ist an den Nuten 4a und 4b zwar verringert, aber immer noch hinreichend dick, um die Formhaut 1 manuell nicht durchtrennen zu können. Außerhalb der Nuten 4a und 4b ist die Formhaut 1 an allen Stellen gleich dick.
In Fig. 2 ist eine Form 7 eines Schäumwerkzeugs im Querschnitt dargestellt, in die die in Fig. 1 dargestellte Formhaut 1 eingebracht wurde. Identische Elemente sind hier, wie auch in den folgenden Figuren, mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Formhaut 1 liegt bündig an einer Oberfläche der Form 7 des Schäumwerkzeugs an. Die Form 7 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Trennkanten 8a und 8b auf, die nicht miteinander verbunden und räumlich voneinander getrennt sind. Bei den Trennkanten 8a und 8b kann es sich auch um in das Schäumwerkzeug eingebrachte Messer handeln. Die Trennkanten 8a und 8b sollen einem bereichsweisen Verpressen der
Formhaut 1 mit einem Träger dienen. Die Form 7 kann allerdings auch nur eine Trennkante aufweisen, die beispielsweise als umlaufende Trennkante
ausgebildet sein kann.
Die Trennkanten 8a und 8b sind im dargestellten Ausführungsbeispiel keilförmig aufgebaut, um eine definierte Verringerung der Formhautdicke an der Position der durch die Trennkanten 8a und 8b definierten Schnittlinie, welche auch als Reißlinie bezeichnet werden kann, zu bewirken. Hierbei weist der die Nuten 4a und 4b berührende Teil der Trennkanten 8a und 8b einen Winkel von weniger als 60° auf. Die Höhe der Trennkanten 8a und 8b ist größer als die Dicke 3 der Formhaut 1. Die Höhe der Trennkanten 8a und 8b kann jedoch auch kleiner als die Dicke 3 der Formhaut 1 gewählt sein, wenn eine weniger stark abdichtende Wirkung erwünscht ist. Außerdem kann die Form der Trennkanten auch halbkreisförmig sein oder eine andere Form aufweisen. Die Trennkanten 8a und 8b sind ausgebildet, mindestens 0,2 mm in die Formhaut 1 einzudringen. Hierdurch wird an dieser Position eine entsprechende Trenn- Wirkung ausgeübt, bei der die Dicke 3 der Formhaut 1 durch Zusammenpressen, also Komprimieren der Formhaut 1 an dieser Position, verringert wird, und ein Abtrennen erleichtert. Dies schließt auch ein, dass die Trennkanten 8a und 8b eine Höhe von mindestens 0,2 mm gegenüber einer Oberfläche der Form 7 aufweisen. Die Höhe der Trennkanten 8a und 8b muss nicht identische sein, je nach gewünschter Abdichtungswirkung können auch unterschiedliche
Höhen Verwendung finden. Falls die Dicke 3 der Formhaut 1 an der Position der Nuten 4a und 4b beispielsweise 0,4 mm beträgt, wird durch die Trennkanten 8a und 8b die Dicke 3 der Formhaut 1 um mindestens 50 % des ursprünglichen Wertes verringert.
Die Formhaut 1 wird in der Form 7 derart positioniert, dass die Nuten 4a und 4b auf den Trennkanten 8a und 8b aufliegen. Die Trennkanten 8a und 8b sind abnehmbar anbringbar in der Form 7 befestigt, sodass sie an verschiedene Geometrien angepasst werden können, sowie beheizbar. Zur Anbringung ist ein Klemmmechanismus vorgesehen, sie können jedoch auch als Einsatz verschraubt oder durch eine magnetische Haltevorrichtung befestigt sein. Die beiden Trennkanten 8a und 8b müssen auch nicht mit demselben Befestigungsmechanismus in der Form 7 befestigt sein, es können für diesen Zweck auch unterschiedliche Mechanismen verwendet werden.
Die Abmessungen der Formhaut 1 sind größer als Abmessungen eines Trägers,
um eine zuverlässige Verbindung zwischen Formhaut 1 und Träger zu erreichen. Über den Träger hinausragende Reste der Formhaut 1 werden als Formhautauslauf 2 bezeichnet und vor einer Weiterverarbeitung eines Innen- verkleidungsteils von dem mit dem Träger verbundenen Teil der Formhaut 1 abgetrennt. Zur Beheizung umfassen die Trennkanten 8a und 8b eine Heizspirale. Alternativ können die Trennkanten 8a und 8b auch nicht beheizbar und bzw. oder ortsfest und nicht frei positionierbar in die Form 7 eingebracht sein. Die Trennkanten 8a und 8b können auch zusammen mit dem
Schäumwerkzeug gefräst oder durch eine Beschichtung des Schäumwerkzeugs hergestellt sein, wobei die Trennkanten in diesem Fall nicht mehr abnehmbar anbringbar im Schäumwerkzeug sind.
Fig. 3 stellt die Form 7 mit eingebrachter Formhaut 1 entsprechend Fig. 2 dar, nun allerdings mit einem in die Form 7 eingebrachten Träger 5. Der Träger 5 ist in einem Spritzgußverfahren hergestellt und umfasst Polypropylen. Der
Träger 5 berührt die Formhaut 1 an den durch die Trennkanten 8 erhöhten Positionen, welche entlang der Schnittlinie geführt sind.
In Fig. 4 ist dargestellt, wie der Zwischenraum zwischen Formhaut 1 und Trä- ger 5 mit einem Schaum 6 gefüllt, also hinterschäumt wird. Der Schaum 6 umfasst einen Polyurethanschaum. Während des Hinterschäumens wird der Träger 5 gegen die Formhaut 1 gepresst und die Trennkanten 8a und 8b beheizt. Das Pressen kann durch ein in Fig. 4 nicht dargestelltes Oberteil des
Schäumwerkzeugs erfolgen. Durch das Pressen an der Position der Trennkan- ten 8a und 8b und die Wärmeeinwirkung werden Formhaut 1 und Träger 5 miteinander verbunden und eine schaumundurchlässige Abdichtung an diesen Positionen erreicht. Durch das Pressen wird außerdem die Restdicke der Formhaut 1 an der Position der Trennkanten 8a und 8b soweit verringert, dass ein Formhautauslauf 2 ohne Zuhilfenahme von Schnittwerkzeugen von Hand von der mit dem Träger 5 verbundenen Formhaut 1 abgetrennt werden kann.
Die für einen Schäumvorgang ohne Trennkante verwendeten Daten der Form 7 werden übernommen, die Trennkanten 8a und 8b jedoch um mindestens 0,5 mm höher gegenüber den bisherigen Werkzeugdaten ausgeführt, um eine entsprechende Trennwirkung zu erzielen. Dies kann durch eine Anpassung der Höhe der Trennkanten 8a und 8b des Schäumwerkzeugs durch einen Konstrukteur geschehen, um eine Schneidwirkung der Trennkanten 8a und 8b
sicherzustellen. Die Werkzeugdaten beruhen hierbei auf Produktdaten des verwendeten Schäumwerkzeugs.
Alternativ können die Trennkanten 8a und 8b auch nicht beheizt werden wäh- rend des Pressvorgangs. Hiermit kann ebenfalls die bereits beschriebene Abdichtung und Verringerung der Restdicke der Formhaut 1 an der Position der Trennkanten 8a und 8b erreicht werden.
In Fig. 5 ist das Entnehmen eines Innenverkleidungsteils, welches aus
Formhaut 1, Träger 5 und dazwischenliegendem Schaum 6 gebildet wird, dargestellt. Das Innenverkleidungsteil ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Instrumententafel, kann jedoch auch eine Türverkleidung oder ein anderes im Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs einbaubares Teil sein. Durch das Verpressen an den Trennkanten 8a und 8b wurde eine schaumdichte Ver- bindung entlang der durch die Trennkanten 8a und 8b definierten Schnittlinie bewirkt. Nachdem der Schaum 6 ausreagiert hat, eine Schaumschicht bildet und Träger 5 und Formhaut 1 entlang der Trennlinie miteinander verbunden sind, kann das Innenverkleidungsteil entnommen werden. Hierbei ist der Formhautauslauf 2 manuell während des Herauslösens oder danach vom mit dem Träger 5 verbundenen Teil der Formhaut 1 abtrennbar. Die Trennung erfolgt hierbei entlang der Schnittlinie, an der durch die Trennkanten 8a und 8b bereits die verbleibende Restdicke der Dicke 3 der Formhaut 1 derart eingestellt wurde, dass der Formhautauslauf 2 einfach per Hand abgezogen werden kann. Die manuelle Abtrennung erfolgt ohne Zuhilfenahme von Werkzeu- gen, da die Dicke 3 der Formhaut 1 an der Schnittlinie soweit vorgeschwächt wurde, dass auch körperlich schwächere Personen ohne großen Kraftaufwand den Formhautauslauf 2 per Hand abtrennen können. Sofern die Trennwirkung groß genug war, kann der Formhautauslauf 2 auch bereits abgetrennt sein und verbleibt beim Entnehmen des Innenverkleidungsteils im
Schäumwerkzeug.
In einer alternativen, hier jedoch nicht dargestellten Ausführungsform können auch mehrere Formhäute miteinander verbunden werden, indem diese übereinander gelegt werden und an der Position der Trennkanten 8a und 8b mit- einander verbunden werden.
In Fig. 6 ist eine Aufsicht auf die Form 7 eines Schäumwerkzeugs gezeigt. Die Trennkante 8 ist als einzelne Trennkante in der Form 7 platziert und weist einen geraden und zwei gekrümmte Abschnitte auf. Die Trennkante 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine magnetische Halterung mit der Form 7 verbunden und umfasst Stahl, kann aber auch Aluminium umfassen, sowie abnehmbar anbringbar mit der Form 7 verbunden sein. Alternativ kann die Trennkante 8 auch ohne Möglichkeit des Abnehmens mit dem
Schäumwerkzeug verbunden sein. Die gestrichelte Linie gibt den Umriss der in die Form 7 des Schäumwerkzeugs eingebrachten Trennkante 8 auf der Ober- fläche der Form 7 an.
Fig. 7 stellt eine weitere Ausführungsform eines Schäumwerkzeugs dar. In die Form 7, die in dieser Darstellung ein Oberteil 7a und ein Unterteil 7b umfasst, ist die Formhaut 1 eingebracht. Die Formhaut 1 ist wiederum eine durch Rota- tionssintern hergestellte Haut. Die Unterseite 7b der Form weist die Trennkante 8 auf, die fest mit der Unterseite 7b verbunden ist, da sie zusammen mit dem Werkzeug gefräst wurde. Die Formhaut 1 weist die Dicke 3 von 1,2 mm auf, außerdem wurde bereits eine v-förmige Nut 4 in die Formhaut 1 vor dem Einlegen in das Schäumwerkzeug eingebracht. Die Formhaut 1 weist an der Position der Nut 4 eine Dicke von 0,4 mm auf. Die Höhe der Trennkante 8 beträgt mindestens 0,2 mm gegenüber einer Oberfläche der Unterseite 7b, ist jedoch geringer als die Dicke 3 der Formhaut 1. Vor einem Schließen der Form 7 wurde auf die Formhaut 1 ein durch ein Spritzgußverfahren hergestellter Träger 5 aufgebracht. Durch das Oberteil 7a wird der Träger 5 gegen die Formhaut 1 gepresst und hierbei an der Position der Trennkante 8 eine Verbindung und Abdichtung erreicht. Gleichzeitig mit dem Pressvorgang wird der zwischen dem Träger 5 und der Formhaut 1 befindliche Raum mit einem Schaum 6, im Ausführungsbeispiel einem Polyurethanschaum, gefüllt. Der über den Träger 5 hinausstehende Teil der Formhaut 1, der Formhautauslauf 2, kann nach Beenden des Pressens und des Aufschäumens manuell von dem hergestellten Innenverkleidungsteil entfernt werden. Ebenso ist es in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, durch entsprechend geformte Trennkanten eine nicht durchgehende, sondern nur bereichsweise, vorzugsweise in regelmäßigen Abständen entlang der Schnittlinie erfolgende Schwächung herzustellen, sodass das Abtrennen entlang dieser perforierten
Linie erfolgt.
Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.