DE102004059065B4 - Verfahren zur Herstellung eines heterogenen, insbesondere mehrfarbigen Flächengebildes und Flächengebilde - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines heterogenen, insbesondere mehrfarbigen Flächengebildes und Flächengebilde Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines heterogenen, insbesondere mehrfarbigen Flächengebildes (15) in Form einer Dekorhaut für ein Innenverkleidungsteil eines Fahrzeugs, bei welchem mindestens eine erste Kavität (4) und eine zweite Kavität (4') eines oder mehrerer Werkzeuge (1, 1') mit mindestens einem ersten und einem zweiten, fließfähigen Kunststoffmaterial (5, 5') gefüllt und die so gefertigten Segmente (6, 6') nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials randseitig formschlüssig miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 6') mittels eines senkrecht zu den Flächenseiten (12) des Flächengebildes (15) wirkenden Fügedrucks verbunden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines heterogenen, insbesondere mehrfarbigen Flächengebildes in Form einer Dekorhaut für ein Innenverkleidungsteil eines Fahrzeugs, bei welchem mindestens eine erste Kavität und eine zweite Kavität eines oder mehrerer Werkzeuge mit mindestens einem ersten und einem zweiten, fließfähigen Kunststoffmaterial gefüllt und die so gefertigten Segmente nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials randseitig formschlüssig miteinander verbunden werden.
  • Stand der Technik
  • Ein Verfahren und ein Flächengebilde der eingangs genannten Art werden in der Patentanmeldung EP 1 378 339 A1 offenbart. Diese Druckschrift beschreibt eine mehrteilige Slushhaut, die mittels einer formschlüssigen Verbindung aus Segmenten gefügt wird. Bei der Verarbeitung von PVC im Slushprozess wird PVC-Pulver in eine mit einer Narbung versehene Kavität eines beheizten Werkzeugs eingefüllt und an der Wandung aufgeschmolzen. Prinzipbedingt kann nur auf die Oberflächenstruktur einer Flächenseite der Slushhaut Einfluss genommen werden (A-Seite), während die andere Flächenseite (B-Seite der Slushhaut) mehr oder weniger glatt ausgebildet ist. Zum Formschluss zwischen den Segmenten vorgesehene Vorsprünge und Ausnehmungen müssen somit zwangsläufig auf den A-Seiten der Segmente angeordnet werden, und zwar jenseits einer Umlenkung. Ein Fügen der Segmente kann daher nur in der Ebene der Flächenseite der Slushhaut erfolgen.
  • Diese Ausbildung weist einige Nachteile auf. So ist die Ausbildung einer sichtbaren Fuge im Bereich des Formschlusses unumgänglich, deren Breite zudem nur bedingt kontrollierbar ist. Die optischen Eigenschaften eines solchen Flächengebildes sind daher unbefriedigend. Ferner kann sich die formschlüssige Verbindung beim späteren Hinterschäumen der Slushhaut lösen, da im Verbindungsbereich durch die sich ausbreitende Schaumfront Kräfte entgegen der Fügerichtung auftreten können, die nicht in die hierzu parallel verlaufende Wandung des Hinterschäumwerkzeugs abgeleitet werden.
  • Aus der Patentanmeldung DE 102 11 663 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines heterogenen Formteils bekannt, das bereichsweise aus einem harten, thermoplastischen Werkstoff, beispielsweise Polypropylen (PP) oder einem PP-Compound, und einem elastisch verformbaren Material, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer auf olefinischer Basis, besteht. Das erste und das zweite Formteilsegment werden dabei in gesonderten Werkzeugen gefertigt und nachfolgend durch das Anspritzen eines Verbindungssegments zu einer Einheit gefügt.
  • Dieses Verfahren ist zur Herstellung von kleinstückigen Formteilen mit komplexer Geometrie und hochwertiger Anmutung geeignet, bietet sich jedoch zur Fertigung großer und flächenhafter Bauteile, insbesondere Dekorhäuten für Innenverkleidungsteilen, aufgrund der aufwändigen Handhabung der ausgedehnten Bauteilsegmente weniger an.
  • Bei dem in Druckschrift DE 1 479 111 A1 beschriebenen Extrusionsverfahren wird ein Segment in thermoplastischem oder thermoelastischem Zustand formschlüssig mit einem bereits ausgehärteten Segment verbunden.
  • Prinzipbedingt können durch Extrusion nur Gegenstände erzeugt werden, die eine relativ einfache Kontur aufweisen.
  • Das Gebrauchsmuster DE 675262 U offenbart die Verbindung von zwei Kunststoffbahnen, bei welcher nur Schubkräfte durch Formschluss übertragen werden, Querkräfte hingegen von anderen Mitteln aufgenommen werden. Eine formschlüssige Verbindung besteht zwischen den Kunststoffbahnen somit nicht.
  • Dokument GB 841,142 offenbart den Verschluss einer Tasche, bei welchem nur zwei gleiche Teile beziehungsweise die uniformen Ränder der Tasche gefügt werden.
  • Aufgabe
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung hochwertiger und heterogener, insbesondere mindestens zweifarbiger, Flächengebilde bereitzustellen, bei welchen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und auch während der Weiterverarbeitung der Dekorhaut ein Trennen der Segmente sicher vermieden wird.
  • Lösung
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Segmente mittels eines senkrecht zu den Flächenseiten des Flächengebildes wirkenden Fügedrucks verbunden werden.
  • Insbesondere bei mehrfarbigen Flächengebilden entsteht hierdurch eine scharfe Trennung zwischen den aneinander grenzenden, unterschiedlich gefärbten Oberflächenbereichen, so dass die Formhaut zur Verwendung in besonders anspruchsvollen Anwendungsbereichen des Automobilbaus geeignet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit besonderem Vorteil bei Verwendung reaktiv aushärtender Kunststoffmaterialien einsetzbar, die mittels eines Spritzgießprozesses in die Kavitäten injiziert werden (Reaction Injection Molding (RIM)). Diese Kunststoffe besitzen in fließfähigem Zustand eine besonders niedrige Viskosität, so dass eine Trennung der Farbbereiche bei einer einstückigen Fertigung des Flächengebildes einen besonderen, durch die Erfindung vermiedenen Aufwand erfordern würde.
  • Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden in der ersten und zweiten Kavität an die Segmente randseitig komplementäre, zur Herstellung des Formschlusses geeignete Vorsprünge und Ausnehmungen angeformt. Mit Vorteil werden die Segmente nach der Entnahme aus den Kavitäten in eine vorzugsweise gesonderte Vorrichtung eingelegt, in welcher ein den Formschluß herbeiführender Fügedruck auf die Segmente ausgeübt wird. Um das Druckniveau insgesamt zu senken, kann das Maximum des Fügedrucks während des Fügevorgangs entlang des Fügebereichs verschoben werden.
  • Ein erfindungsgemäßes heterogenes Flächengebilde in Form einer Dekorhaut besteht aus mindestens einem ersten Segment aus einem ersten, ausgehärteten Kunststoffmaterial und einem zweiten Segment aus einem zweiten ausgehärteten Kunststoffmaterial, die randseitig mit Mitteln zur Herbeiführung eines Formschlusses zwischen den Segmenten ausgestattet sind, welche komplementäre, zur Herstellung des Formschlusses geeignete Vorsprünge und Ausnehmungen umfassen, wobei die Vorsprünge und Ausnehmungen erfindungsgemäß derart aus den Flächenseiten der Segmente auskragen oder in diese eingearbeitet sind, dass sie senkrecht zu diesen Flächenseiten ineinander fügbar sind.
  • Vorzugsweise sind die Vorsprünge und Ausnehmungen im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet, wobei die Segmente mit Vorteil aus reaktiv aushärtbarem Kunststoffmaterial bestehen.
  • Figuren
  • Die Figuren stellen beispielhaft und schematisch eine Ausführung der Erfindung dar.
  • Es zeigen:
  • 1 die Fertigung der Segmente des Flächengebildes,
  • 2 das Auflegen der Segmente auf eine Vorrichtung,
  • 3 das Verbinden der Segmente im Querschnitt,
  • 4 das Verbinden der Segmente in seitlicher Ansicht,
  • 5 das durch formschlüssiges Verbinden der Segmente entstandene Flächengebilde.
  • 1 zeigt ein erstes Werkzeug 1 und ein zweites Werkzeug 1', die jeweils aus einem Oberwerkzeug 2, 2' und einem Unterwerkzeug 3, 3' bestehen. Die Oberwerkzeuge 2, 2' sind gegenüber den Unterwerkzeugen 3, 3' verlagerbar und bilden mit diesem bei geschlossenem Werkzeug 1, 1' jeweils eine sich flächenhaft erstreckende Kavität 4, 4' aus. Jede Kavität 4, 4' ist über eine nicht abgebildete Spritzgießeinheit mit einem fließfähigen, reaktiv aushärtenden Kunststoffmaterial 5, 5' befüllbar, wobei die Kunststoffmaterialien 5, 5' unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist das Kunststoffmaterial 5 schwarz, das Kunststoffmaterial 5' hingegen grau eingefärbt.
  • Die so gefertigten Segmente 6, 6' werden, wie aus 2 ersichtlich, nach dem Öffnen der Werkzeuge 1, 1' entnommen und einer Vorrichtung 7 zugeführt (Pfeile).
  • Jedes Segment 6, 6' ist randseitig mit einem Fügebereich 8, 8' versehen, der Mittel 9, 9' zur formschlüssigen Verbindung der Segmente 6, 6' aufweist. Die Mittel 9, 9' bestehen aus in das Segment 6 eingeformten, im Wesentlichen kugelförmigen Ausnehmungen 10 und, diesen entgegengerichtet, aus dem Segment 6' auskragenden, gleichfalls im Wesentlichen kugelförmigen Vorsprüngen 11. Die Mittel 9, 9' sind derart komplementär ausgebildet, dass die aus der Flächenseite 12 des Segments 6' senkrecht herausragenden Vorsprünge 11 in genau dieser senkrechten Richtung in die Ausnehmungen 10 einsetzbar sind, wobei die Ausnehmungen 10 vorübergehend elastisch aufgeweitet werden.
  • Wie in 3 und 4 dargestellt, wird dieser Formschluss durch eine entlang des Fügebereichs 8, 8' geführte Walze 13 herbeigeführt, welche die Segmente 6, 6' randseitig unter Druck (Pfeil X) örtlich aufeinander und gegen einen Absatz 14 der Vorrichtung presst. Da die sich drehende (Pfeil Y) Walze bei diesem Fügevorgang entlang des Fügebereichs 8, 8' verschoben wird (Pfeil Z), werden die Segmente 6, 6' fortlaufend zu einem Flächengebilde 15 verbunden. Der Fügebereich 8, 8' kann dabei, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, einen geradförmigen Verlauf aufweisen, jedoch auch komplex gebogen verlaufen, falls das Flächenbauteil 15 seinerseits gewölbt ausgebildet ist.
  • Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar, mittels eines entsprechend geformten Stempels über den gesamten Fügebereich 8, 8' zeitgleich den gewünschten Formschluss zu erzeugen.
  • Nachfolgend kann das zweifarbig gestaltete Flächengebilde entnommen und der weiteren Verwendung zugeführt werden (5), beispielsweise durch einen Kunststoffschaum mit dem Träger eines Fahrzeug-Verkleidungsteils verbunden werden.
    • 1
    Werkzeug
    2
    Oberwerkzeug
    3
    Unterwerkzeug
    4
    Kavität
    5
    Kunststoffmaterial
    6
    Segment
    7
    Vorrichtung
    8
    Fügebereich
    9
    Mittel (zur formschlüssigen Verbindung)
    10
    Ausnehmung
    11
    Vorsprung
    12
    Flächenseite
    13
    Walze
    14
    Absatz
    15
    Flächengebilde

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung eines heterogenen, insbesondere mehrfarbigen Flächengebildes (15) in Form einer Dekorhaut für ein Innenverkleidungsteil eines Fahrzeugs, bei welchem mindestens eine erste Kavität (4) und eine zweite Kavität (4') eines oder mehrerer Werkzeuge (1, 1') mit mindestens einem ersten und einem zweiten, fließfähigen Kunststoffmaterial (5, 5') gefüllt und die so gefertigten Segmente (6, 6') nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials randseitig formschlüssig miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 6') mittels eines senkrecht zu den Flächenseiten (12) des Flächengebildes (15) wirkenden Fügedrucks verbunden werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und zweiten Kavität (4, 4') an die Segmente (6, 6') randseitig komplementäre, zur Herstellung des Formschlusses geeignete Vorsprünge (11) und Ausnehmungen (10) einstückig angeformt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 6') nach der Entnahme aus den Kavitäten (4, 4') in eine vorzugsweise gesonderte Vorrichtung (7) eingelegt werden, in welcher der den Formschluss herbeiführende Fügedruck auf die Segmente ausgeübt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Maximum des Fügedrucks während des Fügevorgangs entlang des Fügebereichs (8, 8') verschoben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (4, 4') mittels eines Spritzgießprozesses mit reaktiv aushärtenden Kunststoffmaterialien (5, 5') (RIM-Technologie) befüllt werden.
  6. Heterogenes Flächengebilde (15) in Form einer Dekorhaut für ein Innenverkleidungsteil eines Fahrzeugs, aus mindestens einem ersten Segment (6) aus einem ersten, ausgehärteten Kunststoffmaterial (5) und einem zweiten Segment (6') aus einem zweiten ausgehärteten Kunststoffmaterial (5'), die randseitig mit Mitteln (9) zur Herbeiführung eines Formschlusses zwischen den Segmenten ausgestattet sind, welche komplementäre, zur Herstellung des Formschlusses geeignete Vorsprünge (11) und Ausnehmungen (10) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge und Ausnehmungen derart aus den Flächenseiten (12) der Segmente (6, 6') auskragen oder in diese eingearbeitet sind, dass sie senkrecht zu diesen Flächenseiten ineinanderfügbar sind.
  7. Flächengebilde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (11) und Ausnehmungen (10) im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet sind.
  8. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6, 6') aus reaktiv aushärtbarem Kunststoffmaterial (5, 5') bestehen.
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