-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils,
insbesondere eines Innenverkleidungsteils eines Fahrzeugs, mit zwei
nebeneinander liegenden Folien und einer rückseitig der Folien liegenden
Schaumschicht, ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens, sowie
ein Bauteil.
-
Es
sind Innerverkleidungen von Fahrzeugen bekannt, welche zwei die
sichtseitige Oberfläche
der Verkleidung bildende zueinander benachbarte Folien, einen Träger und
eine zwischen dem Träger
und den Folien liegende Schaumschicht aufweisen. Die Folien können dabei
beispielsweise jeweils eine andere Farbe oder eine andere Oberflächenstruktur aufweisen,
oder sich sogar in ihren Materialien und/oder Aufbau unterscheiden,
wodurch das Verkleidungsteil eine bereichsweise optisch und/oder haptisch
unterschiedliche O- berfläche besitzt.
-
Allerdings
sind bekannte Verfahren zur Herstellung derartiger Verkleidungen
sehr aufwendig, da zum einen darauf geachtet werden muss, dass während des
Schäumvorganges
kein Schaum im Grenzbereich der beiden Folien zur Sichtseite hin
austritt, zum anderen ein reproduzierbarer Verlauf der Trennlinie
der beiden Folien erzeugt werden muss.
-
Die
DE 100 44 627 A1 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung einer Instrumententafel eines Fahrzeugs,
bei der zunächst
zwei Folien mit einem Teil ihres Endbereiches in eine Klemmleiste
eingeführt
werden. Die Klemmleiste ist mechanisch vorgespannt, so dass die
Endbereiche der Folien mechanisch fest gegeneinander gedrückt werden.
Diese Anordnung Klemmleiste-Folien wird in ein Schäumwerkzeug
eingebracht und dort hinterschäumt.
-
Nachteil
dieses Verfahrens ist, dass die Klemmleiste im Bauteil verbleibt,
dass ein zusätzlicher
Schritt zum Einfügen
der Folien in die Klemmleiste notwendig ist, und dass eine reproduzierbare Positionierung
der Anordnung Klemmleiste-Folien im Schäumwerkzeug besonderer Vorkehrungen
bedarf.
-
Die
US-Patentschrift US 6 093
272 A sowie die
US-Patentschrift
US 4 323 406 A eigen ein Innenverkleidungsteil mit zwei
nebeneinander liegenden Folien und einer rückseitig der Folien liegenden Schaumschicht,
wobei die Endbereiche der Folien U-förmig abgewinkelt sind und die Öffnungen
der U-förmig
abgewinkelten Endbereiche in Richtung der durch die Folien gebildete
Oberfläche
des Bauteils orientiert sind.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches zum einen
eine genügende Schaumdichtigkeit
im Grenzbereich der beiden Folien, zum anderen eine gute Reproduzierbarkeit
gewährleistet,
und mit einer kurzen Verfahrensdauer durchführbar ist. Des Weiteren ist
Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
sowie ein durch das Verfahren und mit dem Werkzeug herstellbares
Bauteil, insbesondere ein Innenverkleidungsteil, zu schaffen.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgaben durch ein Verfahren, ein Werkzeug und ein Bauteil
nach den unabhängigen
Ansprüchen.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eine Bauteils, insbesondere eines Innenverkleidungsteils
eines Fahrzeugs, mit zwei nebeneinander liegenden Folien und einer
rückseitig
der Folien liegenden Schaumschicht, enthält die Schritte: a) Anordnen
einer ersten Folie und einer zweiten Folie mit U-förmig abgewinkelten
Endbereichen auf einer Formoberfläche einer Werkzeugform eines
Schäumwerkzeuges
derart, dass die Öffnungen
der U-förmig abgewinkelten
Endbereiche in Richtung Formoberfläche orientiert sind, und dass
die U-förmig
abgewinkelten Endbereiche der ersten und der zweiten Folie nebeneinander
liegen; b) Nach dem Anordnen der Folien schaumdichtes Zusammenpressen
der beiden nebeneinander liegenden äußeren Flanken der U-förmig abgewinkelten
Endbereiche; c) Hinterschäumen
der Folien.
-
Unter „Folien" sollen hier insbesondere
derartige flächige,
flexible Elemente verstanden werden, die für Innenverkleidungen von Fahrzeugen üblicherweise
als sichtseitige Dekorschichten verwendet werden, beispielsweise
kalandrierte und/oder laminierte mehrschichtige Folien, beispielsweise
mit einer sichtseitigen Textilschicht, Tiefziehfolien, Gießhäute, Slushhäute, oder
auch Leder.
-
Durch
die zur Formoberfläche
orientierten Öffnung
der U-förmigen
Endbereiche ist es möglich, von
der den Folien benachbarten Formoberfläche aus in diese Öffnungen
einzugreifen und dann die Endbereiche schaumdicht zusammenzupressen. Dies
kann insbesondere mit einer im Werkzeug integrierten Vorrichtung
umgesetzt werden, wodurch gleichermaßen auch eine reproduzierbare
Positionierung der Trennlinie der beiden Folien möglich ist.
Des Weiteren muss auf diese Weise für das schaumdichte Zusammenpressen
kein zusätzliches
Haltemittel eingesetzt werden, welches im Bauteil verbleibt.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die für das Zusammenpressen
der beiden nebeneinander liegenden äußeren Flanken der U-förmig abgewinkelten
Endbereiche benötigten Kräfte direkt
auf diese Flanken ausgeübt
werden.
-
Vorzugsweise
werden die zum schaumdichten Zusammenpressen benötigten Kräfte direkt auf die beiden benachbarten
Flanken der U-förmigen Endbereiche
der beiden Haute ausgeübt,
insbesondere also nicht über
ein Zusammenpressen der beiden ganz außen liegenden Flanken der U-förmigen Endbereiche,
worüber
die beiden aneinandergrenzenden zwei innen liegenden Flanken mittelbar
zusammengepresst werden würden.
Ein Zusammenpressen der Flanken durch innere Spannung in den Folien
und/oder aufgrund des Druckes der Schaummasse beim Hinterschäumen soll
allerdings nicht unter „mittelbaren" Zusammenpressen
fallen, d.h., diese Effekte können
ergänzend
zum schaumdichten Zusammenpressen beitragen.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die nebeneinander
liegenden Flanken der U-förmig abgewinkelten
Endbereiche flächig
und ohne Un terbrechung entlang des vorgesehenen abzudichtenden Bereiches
zusammengepresst werden.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die nebeneinander
liegenden äußeren Flanken
der beiden Folien in einen sich an der Formoberfläche befindenden,
genügend
geöffneten,
in seiner Breite veränderbaren
Spalt eines spaltbildenden Elementes eingeführt werden, und zum schaumdichten
Zusammenpressen dieser Flanken der Spalt geschlossen wird.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das spaltbildende
Element derart angeordnet wird, dass der durch das spaltbildende
Element gebildete Spalt über
die Höhe
der Formoberfläche
hinaus in die durch die Formoberfläche gebildete Kavität des Werkzeuges
zumindest während
des Zusammenpressens der Flanken der Endbereiche hineinragt.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die nebeneinander
liegenden äußeren Flanken
der beiden Folien derart im Spalt des spaltbildenden Elementes angeordnet
werden, dass deren Enden sich innerhalb der Kavität befinden.
-
Auf
diese Weise ist es möglich,
die Endbereiche der beiden Folien in einer Fuge zu versenken, so dass
diese an der von den Folien gebildete Oberfläche des fertigen Bauteils nicht
auftragen.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das spaltbildende
Element während des
Aushärtens
einer beim Hinterschäumen
eingebrachten Schaummasse zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in
der Werkzeugform versenkt wird.
-
Durch
geeignete Wahl des Zeitpunktes und der Geschwindigkeit des Zurückfahrens
des spaltbildenden Elementes kann erreicht werden, dass der vom
spaltbildenden Element freigegebene Raum durch den Restdruck der
Schaummasse zumindest teilweise geschlossen wird, wodurch eine Sichtfuge mit
nur kleineren oder sogar vernachlässigbaren Abmaßen beim
fertigen Bauteil zurückbleibt.
Ebenso möglich
ist es, das spaltbildende Element in seiner Position unverändert zu
belassen, um gewollt eine Fuge zu schaffen.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Endbereiche
der Folien entsprechend der Position und der Abmaße des Spaltes
vorgeformt sind.
-
Durch
die Vorformung der Folien lassen sich die Folien einfach an die
vorgesehene Position im Werkzeug mit den äußeren Flanken im Spalt anordnen.
Des Weiteren wird verhindert, dass sich an ungewünschten Stellen eine innere
mechanische Spannung in den Folien aufbaut, die möglicherweise
zu einem Verrutschen der Folien, insbesondere der Endbereiche, führen könnte.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Folien
derart in der Werkzeugform angeordnet werden, dass deren nebeneinander
liegenden Endbereiche vorgespannt sind.
-
Durch
die Vorspannung üben
die Endbereiche einen gegeneinander gerichteten Druck aus. Dies
ist insbesondere vorteilhaft, wenn sich die Enden der Endbereiche
innerhalb der Kavität
befinden und das spaltbildende Elemement während des Aushärtens der
Schaummasse in der Werkzeugform versenkt wird, da durch die Vorspannung
das Schließen der
durch den versenkten Spalt erzeugten Fuge im Bauteil unterstützt wird.
-
Des
weiteren schafft die Erfindung ein Schäumwerkzeug, das geeignet für die Durchführung des
oben beschriebenen Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
9 ist, enthaltend eine Werkzeugform und ein sich an der Formoberfläche der Werkzeugform
befindendes spaltbildendes Element, mittels dem ein über die
Formoberfläche
hinaus in die durch die Werkzeugform gebildete Kavität hineinragender
und in seiner Breite veränderbar
Spalt bildbar ist zum Einführen
und schaumdichten Zusammenpressen U-förmig abgewinkelter Endbereiche
zweier in die Werkzeugform eingelegter Folien.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das spaltbildende
Element derart ausgebildet ist, dass es zumindest teilweise, vorzugsweise
vollständig,
in der Werkzeugform versenkbar ist.
-
Hierfür können beispielsweise
Schieber oder dergleichen eingesetzt werden.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das spaltbildende
Element zur Bildung eines geöffneten
Spaltes mechanisch vorgespannt ist.
-
Auf
diese Weise kann auf zusätzliche
Mittel zum Öffnen
des Spaltes verzichtet werden.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das spaltbildende
Element als Klammer, insbesondere Federklammer, Zange oder Pinzette
ausgebildet ist.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Werkzeug
Druckmittel aufweist, durch die auf das spaltbildende Element zum
zumindest teilweisen Schließen
des Spaltes Druck ausgeübt
werden kann.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Druckmittel
als einseitig, vorzugsweise beidseitig des spaltbildenden Elements
innerhalb der Werkzeugform angeordneter aufblasbarer Schlauch, Schieber
oder Druckzylinder ausgebildet ist.
-
Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen, welche durch
mehrere Figuren dargestellt sind, näher erläutert.
-
Dabei
zeigt:
-
1 ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Werkzeugs
und ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
im Zustand nach dem Anordnen der Folien auf der Formoberfläche,
-
2 das
Verfahren im Zustand des Hinterschäumens, und
-
3 das
beendete Verfahren, und ein mit dem Verfahren hergestelltes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Bauteils.
-
Gemäß eines
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Bauteils, hier ein Innenverkleidungsteil 1 eines Fahrzeugs,
werden zunächst
eine erste Folie 2 und eine zweite Folie 3 auf
die Formoberfläche 6 einer unteren
Hälfte
einer zweiteiligen Werkzeugform 7 eines Schäumwerkzeugs 13 angeordnet
(siehe hierzu schon 1).
-
Die
Folien 2 und 3 weisen U-förmig abgewinkelte Endbereiche 4 bzw. 5 auf
und werden so auf der Formoberfläche 6 angeordnet,
dass zum einen die Öffnungen
der U-förmigen
Endbereiche in Richtung Formoberfläche 6 orientiert sind,
und zum anderen die Endbereiche 4, 5 der beiden
Folien direkt nebeneinander liegen, so dass sich die beiden äußeren Flanken 8, 9 der
U-förmig abgewinkelten
Endbereiche fast einander berühren.
-
Das
Schäumwerkzeug 13 enthält neben
der Werkzeugform 7 ein sich and der Formoberfläche 6 der
Werkzeugform 7 befindendes spaltbildendes Element 12.
-
In
diesem Falle ist das spaltbildende Element 12 als Federklammer 12 mit
zwei spiegelsymmetrisch gegenüberliegenden
Klammerarmen ausgebildet, die zu einem Ende hin zusammenlaufen.
Die spaltbildenden, nicht miteinander verbundenen Enden der Arme
sind leicht nach innen gekröpft.
Des Weiteren sind die Klammerarme mechanisch vorgespannt, d.h.,
ohne äußere Krafteinwirkung
bilden Sie von sich aus einen genügend großen Spalt 11. Zum Schließen des
Spaltes muss eine Kraft auf die Arme ausgewirkt werden.
-
Die
Klammer 12 wird in einer von der Werkzeugform 7 gebildeten,
zur Kavität
hin offenen Nut geführt.
Durch die Breite der Nut ist festgelegt, wie weit sich der Spalt 11 öffnen kann.
-
Des
Weiteren ragt die Klammer 12 in ihrer Ausgangsstellung
mit ihren gekröpften
Enden über die
Formoberfläche 6 hinaus
in die Kavität
der Werkzeugform hinein. Hierdurch wird der Spalt 11 innerhalb
der Kavität
gebildet.
-
Die äußeren Flanken 8, 9 der
Endbereiche 4, 5 der Folien 2, 3 werden
in den geöffnete
Spalt 11 der sich in ihrer Ausgangsstellung befindenden
Klammer 12 eingeführt.
Die Endbereiche 4, 5 werden dabei derart im geöffneten
Spalt 11 angeordnet, dass die Enden der äußeren Flanken 8, 9 innerhalb
der Kavität
liegen. Des Weiteren sind die Endbereiche 4, 5 entsprechend
der Position und der Abmaße
des spaltbildenden Elementes 12 und des Spaltes 11 vorgeformt,
so dass das Einlegen ohne wesentliche Verformung der Endbereiche 4, 5 der
Folien erfolgt.
-
Auf
der Formoberfläche
der anderen Hälfte der
geöffneten
Werkzeugform 7 wird ein Träger 15 angeordnet.
-
1 zeigt
diesen Zustand des Verfahrens.
-
Im
nächsten
Schritt werden die beiden nebeneinander liegenden äußeren Flanken 8, 9 der U-förmig abgewinkelten
Endbereiche 4, 5 flächig und ohne Unterbrechung
entlang des vorgesehenen abzudichtenden Bereiches schaumdicht zusammengepresst.
-
Hierzu
werden die Arme der Klammer 12 zusammengedrückt, welche
die Kräfte
direkt auf die äußeren Flanken 8, 9 übertragen.
Die Kröpfung
der Enden der Arme der Klammer 12 unterstützt dabei
die Abdichtung der aneinander gepressten Flanken 8, 9. Die
Arme der Klammer 12, insbesondere deren gekröpften Enden,
sind entlang des vorgesehenen abzudichtenden Bereiches ohne Lücken ausgebildet, um
einen gleichmäßigen Anpressdruck
zu gewährleisten.
-
Zum
Zusammendrücken
der Klammer 12 weist das Schäumwerkzeug 13 aufblasbare
Dichtschläuche 14 auf.
Je weils ein Schlauch 14 ist in einer von zwei sich symmetrisch
gegenüberliegenden
und zu der Nut hin, in der die Klammer 12 geführt wird,
offenen Aussparungen der Werkzeugform 7 angeordnet.
-
Durch
das Aufblasen der Dichtschläuche wird
durch die beidseitig der Klammer liegenden Dichtschläuche 14 ein
Druck auf die Arme der Klammer 12 ausgeübt, über die der Spalt 11 schließbar ist. Der
Druck wird dabei genügend
hoch gewählt,
so dass gewährleistet
ist, dass die äußeren Flanken 8, 9 der
Endbereiche 4, 5 der Folien 2, 3 schaumdicht
zusammengepresst sind.
-
Danach
wird eine Schaummasse in das Werkzeug eingebracht und das Werkzeug
geschlossen.
-
2 zeigt
das Verfahren in diesem Zustand.
-
Die
Schaumasse breitet sich aus, umschließt die Endbereiche 4, 5,
und härtet
aus.
-
Während des
Aushärtens
der Schaummasse wird der von der Klammer 12 ausgeübte Druck
auf die äußeren Flanken 8, 9 durch
Reduzierung des Drucks auf die Klammer 12 durch die Dichtschläuche 14 vermindert
und die Klammer 12 langsam in der Werkzeugform 7 vollständig versenkt.
-
Das
Versenken der Klammer 12 erfolgt in diesem Falle durch
das Absenken eines im Schäumwerkzeug 13 vorgesehenen
Schiebers 16, der fest mit dem Ende der Klammer 12 verbunden
ist, an dem die Arme der Klammer 12 zusammenlaufen.
-
Durch
den Druck der Schaummasse werden die Endbereiche 4, 5 der
beiden Folien 2, 3 zusammengepresst. Der durch
die sich zurückziehende Klammer 12 freigegebene
Raum wird teilweise durch die nachrückenden Folien geschlossen.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Folien 2, 3 derart eingelegt, dass diese
unter einer inneren mechanischen Spannung stehen, die die Endbereiche 4, 5 gegeneinander
presst. Durch diese Vorspannung wird der Prozess des Schließens der
Fuge unterstützt.
-
Alternativ
kann die Klammer 12 nur teilweise oder braucht überhaupt
nicht versenkt zu werden. Damit kann bewusst eine Sichtfuge erzeugt
werden.
-
3 zeigt
den Zustand des Verfahrens nach dem Aushärten der Schaummasse.
-
Das
mit dem Verfahren hergestellt Innenverkleidungsteil 1 weist
zwei nebeneinander liegende Folien 2, 3 und einer
rückseitig
der Folien 2, 3 liegende Schaumschicht 10 auf,
wobei die Endbereiche 4, 5 der Folien 2, 3 U-förmig abgewinkelt
sind, und die Öffnung
der U-förmig
abgewinkelten Endbereiche 4, 5 in Richtung der
durch die Folien 2, 3 gebildete Oberfläche des
Bauteils 1 orientiert sind. Die U-förmig abgewinkelten Endbereiche 4, 5 der
ersten 2 und der zweiten 3 Folie liegen unmittelbar
nebeneinander, die äußeren Flanken 8, 9 der
Endbereiche 4, 5 sind entlang der Dichtlinie flächig miteinander
in direktem Kontakt.
-
Des
Weiteren liegen die Enden der U-förmig abgewinkelten Endbereiche 4, 5 der
Folien 2, 3 innerhalb des Bauteils 1,
insbesondere innerhalb der Schaumschicht 10, und werden
durch die nach dem Versenken der Klammer 12 nachgerückten Folienbereiche
sichtseitig abgedeckt. Die zwischen den beiden Folien 2, 3 gebildete, an
der sichtseitigen Oberfläche
des Innenverkleidungsteils 1 verbleibende Fuge ist kaum
sichtbar.
-
Die
erste Folie 2 ist in diesem Falle eine Tiefziehfolie mit
einer Stärke
von 0,8 mm. Die zweite Folie 3 ist in diesem Falle eine
Slush-Haut mit einer Stärke
von 1,0 mm. Der Träger 15 ist
aus Polypropylen mit einem Anteil an Langglasfasern. Die Schaumschicht 10 ist
ein Polyurethan-Schaum.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann insbesondere auch auf Verfahren angewendet werden, bei denen
bei geschlossenem Werkzeug der Schaumeintrag erfolgt. Des Weiteren
ist es grundsätzlich möglich, anstatt
die Folien zu hinterschäumen
diese zu hinterspritzen.