DE10153973A1

DE10153973A1 - Verfahren zum Herstellen einer Verkleidungsplatte

Info

Publication number: DE10153973A1
Application number: DE10153973A
Authority: DE
Inventors: Kurt Fraunhofer
Original assignee: Fritzmeier Composite & Co GmbH
Current assignee: Fritzmeier Composite & Co GmbH
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-15

Abstract

Offenbart sind ein Verfahren zum Herstellen einer Verkleidungsplatte, insbesondere einer Deckenplatte eines Fahrzeuges und ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Verkleidungsteil. Die Verkleidungsplatte hat einen Kern aus einer Papierwabe, auf den beidseitig eine Verstärkungslage aufgebracht ist. Die Verbindung dieser Sandwichstruktur erfolgt über eine Matrix, die in zwei aufeinander folgenden Schritten auf die beiden in ein Werkzeug eingelegten Verstärkungslagen aufgesprüht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verkleidungsplatte, insbesondere einer Deckenplatte eines Fahrzeuges und ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Verkleidungsteil.
Derartige Verkleidungsteile werden bei Deckensystemen von Bussen und am Fahrerarbeitsplatz von Nutzfahrzeugen eingesetzt. Es handelt sich dabei um flächige Verkleidungsteile mit großer Baulänge, von denen Stauräume oder Installationsräume für die Elektronikversorgung, Druckspeicher, Pneumatikleitungen und Klimaanlage abgedeckt werden.
Da derart ausgerüstete Fahrzeuge im Temperaturbereich von -40°C bis +80°C eingesetzt werden sollen, müssen die Verkleidungsplatten eine geringe Längenausdehnung aufweisen, so daß ein vorbestimmtes Spaltbild eingehalten werden kann. Des weiteren sollen die Platten mit möglichst wenig Befestigungspunkten montierbar sein, so daß diese mit einer erheblichen Biegesteifigkeit und Schwingungsstabilität ausgeführt sein müssen. Die Verkleidungsplatten müssen des weiteren mit einer hochwertig anmutenden Oberfläche und mit einem möglichst geringem Gewicht ausgeführt sein.
Zur Erfüllung dieser Anforderungen werden Sandwich- Verkleidungsplatten verwendet, bei denen auf einer Distanzmatte, beispielsweise einem Polyamidgewirk beidseitig Glasfasermatten aufgebracht werden und die Sichtfläche durch eine Folie gebildet ist. Diese Sandwichstruktur wird dann mittels einer Hartschaummatrix miteinander verbunden.
Ein Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin, daß es zum einen sehr schwierig ist, die erforderliche Maßhaltigkeit herzustellen, da die Distanzmatte nur mit vergleichsweise großen Toleranzen herstellbar ist. Diese lassen sich durch den Pressvorgang nicht ohne weiteres ausgleichen. Ein weiterer Nachteil ist, daß das Sandwichlaminat sehr dickwandig ist, da es mit vergleichsweise dicken Glasfasermatten ausgeführt sein muß, so daß erheblicher Bauraum verloren geht und die Teile ein relativ hohes Eigengewicht aufweisen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, durch das sich mit minimalem verfahrenstechnischen Aufwand Verkleidungsplatten mit geringem Gewicht herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Durch dieses Verfahren lassen sich Verkleidungsteile gemäß Patentanspruch 9 herstellen.
Erfindungsgemäß wird die Verkleidungsplatte aus einem Sandwichaufbau hergestellt, wobei der Kern durch ein Wabenmaterial gebildet ist, auf das beidseitig jeweils eine Lage von Verstärkungsmaterial aufgelegt wird. Die Sichtfläche ist dabei durch eine Folie mit entsprechender Farbgebung und/oder Prägung gebildet. Die Matrix zur Verbindung der Sandwichlagen wird erfindungsgemäß vor dem Einlegen des Kernmaterials auf die folienseitige Verstärkungslage und dann nach dem Einlegen des Kernmaterials und der anderen Verstärkungslage auf die Rückseite, d. h. die vom Kernmaterial abgewandte Seite des Verstärkungsmaterials aufgesprüht.
Es zeigte sich, daß sich durch diese Verfahrensschritte eine äußerst leichte Verkleidungsplatte herstellen läßt, deren Flächengewicht wesentlich geringer als bei herkömmlichen Sandwichbauteilen ist. Durch das Aufsprühen läßt sich die aufschäumende Matrix mit einer vorbestimmten Verteilung auftragen, so daß eine hervorragende Verbindung der einzelnen Schichten gewährleistet ist.
Aufgrund der hohen Festigkeit des Wabenmaterials kann die Dicke des Verstärkungsmaterials gegenüber herkömmlichen Lösungen mit Distanzmatten verringert werden, so daß die Wandstärke der Verkleidungsplatten minimiert ist.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Matrix wärmeaktivierbar ist, so daß der Aushärtevorgang erst beim Schließen des Werkzeuges anläuft. Es ist so möglich, die Form-offen-Zeiten relativ groß zu halten, so daß genügend Zeit verbleibt, um die Matrix aufzusprühen.
Als Matrix wird vorzugsweise ein aufschäumendes PUR-Material verwendet.
Das Wabenmaterial besteht vorteilhafter Weise aus Papier, so daß sich das Deckenteil sehr preiswert herstellen läßt. Durch den vergleichsweise hohen Raumanteil an natürlichen Werkstoffen ist die spätere Entsorgung der Deckenplatten wesentlich vereinfacht.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen Verkleidungsplatte und
Fig. 2 wesentliche Verfahrensschritte zur Herstellung der Verkleidungsplatte aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt den Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen Deckenplatte 1. Diese hat eine Kernlage aus einer Papierwabe 2, auf der eine untere Verstärkungslage 4 und eine obere Verstärkungslage 6 aufgebracht ist. Die Sichtfläche wird durch eine Folie 8 gebildet, die auf die obere Verstärkungslage 6 aufgelegt und mit einer besonderen Farbgebung oder Prägung versehen ist. Diese mittels einer nicht dargestellten PUR-Matrix verbundene Sandwichstruktur wird gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ablaufschema hergestellt.
Die Verarbeitung erfolgt in einer Preßanlage mittels eines beheizten Werkzeuges. In das geöffnete Werkzeug wird zunächst die Folie 8 eingelegt und gegebenenfalls mit Vakuum an die Wandungsflächen der Form angelegt. Die Dicke der Folie beträgt zwischen 0,5 bis 1,0 mm.
Auf diese Folie 8 wird dann die folienseitige obere Verstärkungslage 6 aufgelegt. Diese besteht aus faserverstärktem Kunststoff, dessen Komponenten je nach Verwendungszweck gewählt werden. Bei den eingangs beschriebenen Deckenteilen werden vorzugsweise Glasfasermatten oder -gewebe eingesetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau beträgt die Stärke der Glasfasermatte 6 etwa 1 mm. Dies ist etwa die Hälfte der Dicke, die bei herkömmlichen Deckenverkleidungen eingesetzt wird, um die erforderliche Stabilität zu erreichen.
Auf diese eingelegte obere Verstärkungslage 6 wird dann eine PU- oder PUR-Hartschaummatrix mit einem Flächengewicht zwischen 500 bis 600 g/m2 aufgesprüht. Dieser Aufsprühvorgang wird vorzugsweise mittels eines Sprühroboters durchgeführt, wobei die Sprühverteilung in Abhängigkeit von den Belastungen der Deckenplatte unterschiedlich sein kann.
Die Matrix ist wärmeaktivierbar ausgeführt und härtet bei Erwärmung auf eine Werkzeugtemperatur von bspw. 80°C aus.
Folglich ist das Werkzeug auch auf diese Temperatur aufgeheizt. Der Aushärte- und Aufschäumvorgang setzt jedoch nicht unmittelbar nach dem Einlegen der Verstärkungslage 6 in das Werkzeug ein, da die Folie 2 eine Isolierung darstellt, so daß genügend Zeit zum Aufbau der Sandwichstruktur bleibt.
Nach dem Aufsprühen der PUR-Matrix auf die obere Verstärkungslage 6 wird die Papierwabe 2 eingelegt. Diese hat bei minimalem Gewicht von etwa 30 bis 50 gr/m2 eine exzellente Festigkeit und Biegesteifigkeit. Je nach Verwendungszweck ist diese Papierwabe 2 mit bestimmten Mitteln beschichtet oder versetzt, durch die beispielsweise eine Verbesserung des Brandschutzes, Schutz gegen Feuchtigkeit, etc. eingestellt werden kann.
In einem nächsten Arbeitsschritt wird auf die eingelegte Papierwabe 2 eine weitere Glasmatte als untere Verstärkungslage 4 aufgelegt. Die für die untere Verstärkungslage 4 verwendete Glasmatte hat etwa die gleichen Eigenschaften wie diejenige, die für die obere Verstärkungslage 6 verwendet wurde.
In der Folge wird dann auf die untere Verstärkungslage 4 ebenfalls eine PUR-Matrix mit einer vorbestimmten Flächenverteilung aufgesprüht und anschließend das Werkzeug geschlossen. Durch den sich im Werkzeug aufbauenden Druck werden die obere und untere Verstärkungslage 6, 4 von der aufschäumenden PUR-Matrix benetzt und mit der Papierwabe und der Folie verbunden. Das aufschäumende Material dringt dabei auch zumindest im Grenzschichtbereich zwischen den Glasmatten und der Papierwabe in die Wabenstruktur ein, so daß eine hohe Festigkeit erzielbar ist.
Nach einer vergleichsweise kurzen Härtungszeit von etwa 2 bis 3 min wird das ausgehärtete Formteil aus der Form entnommen und in einem weiteren Arbeitsgang abgekühlt und zugeschnitten. Diese Aushärtzeit ist wesentlich kürzer als bei den herkömmlichen dickwandigen Bauteilen.
Ein derart hergestelltes Formteil hat ein Gewicht von etwa 3,5 kg/m2, während herkömmliche Deckenteile ein wesentlich höheres Flächengewicht von 6,5 kg/m2 aufweisen. Wie bereits erwähnt, lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren die Deckenteile mit besserer Maßhaltigkeit als bei den herkömmlichen Verfahren herstellen.
Für den Fall, daß in das Deckenteil Befestigungselemente, beispielsweise Scharnierteile, etc. integriert werden sollen, können diese durch Kleben an dem Formteil befestigt werden, wobei geeignete Verankerungspunkte bereits bei der vorbeschriebenen Herstellung des Formteiles ausgebildet werden können. Prinzipiell können die Bescjläge auch in das Werkzeug eingelegt werden.
Ein Vorteil des vorbeschriebenen Verfahrens liegt darin, daß durch das Aufsprühen der PUR-Matrix im Werkzeug ein vorbestimmtes Sprühbild sehr exakt eingehalten werden kann, wobei im Gegensatz zur Verwendung von Prepregs eine sehr flexible Fertigung möglich ist, da dieses Sprühbild durch einfaches Umprogrammieren des Sprühroboters geändert werden kann.
Offenbart sind ein Verfahren zum Herstellen einer Verkleidungsplatte, insbesondere einer Deckenplatte eines Fahrzeuges und ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Verkleidungsteil. Das Verkleidungsteil hat einen Kern aus einer Papierwabe, auf den beidseitig eine Verstärkungslage aufgebracht ist. Die Verbindung dieser Sandwichstruktur erfolgt über eine Matrix, die in zwei aufeinander folgenden Schritten auf die beiden in ein Werkzeug eingelegten Verstärkungslagen aufgesprüht wird. Bezugszeichenliste 1 Deckenplatte
2 Papierwabe
4 untere Verstärkungslage
6 obere Verstärkungslage
8 Folie

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Verkleidungsplatte für einen Fahrzeuginnenraum, wobei auf einem Kernmaterial (2) Verstärkungslagen (4, 6) und eine eine Sichtfläche bildende Folie (8) aufgebracht und mittels einer Matrix in einem Werkzeug miteinander verbunden sind, mit den Schritten:

a) Einlegen der Folie (8) in das Werkzeug;

b) Einlegen von Verstärkungsmaterial (6) in das Werkzeug;

c) Aufsprühen der Matrix auf das eingelegt Verstärkungsmaterial (6);

d) Einlegen eines Kernmaterials aus einem Wabenmaterial (2);

e) Auflegen von Verstärkungsmaterial (4);

f) Aufsprühen der Matrix auf das Verstärkungsmaterial (4) und
Aushärten unter Druck und/oder Temperatur.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei die Werkzeugtemperatur etwa 80°C beträgt.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Matrix wärmeaktivierbar ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Matrix mit einem Flächengewicht von 300 bis 600 gr/m² aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Matrix mit einer vorbestimmten, ortsabhängig unterschiedlichen Verteilung aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Matrix PU oder PUR enthält.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wabenmaterial im wesentlich aus Papier hergestellt ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Dicke der Lage aus Verstärkungsmaterial (4, 6) etwa 1 mm beträgt.

9. Verkleidungsteil, insbesondere Deckenplatte eines Fahrzeuges, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche.