DE102007042427A1 - Molded part producing method, involves foam coating core element with plastic material, removing core element afterwards from molded part, and shredding core element by applying compressive force - Google Patents

Molded part producing method, involves foam coating core element with plastic material, removing core element afterwards from molded part, and shredding core element by applying compressive force Download PDF

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Abstract

The method involves foam coating a core element (1) with a plastic material. The core element is removed afterwards from a molded part (5). The core element is shredded by applying a compressive force. The core element is made of polyurethane hard foam. The shredded core element is extracted. The core element is foam coated with polyurethane soft foam. The molded part and the core element are compression loaded after coating. The molded part is compression loaded, so that a defined damping behavior is obtained by bursting cavities included in the plastic material. An independent claim is also included for a core element for use in a method for producing a molded part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einen Hohlraum umfassenden Formteils, bei dem ein Kernelement mit einem Kunststoffwerkstoff umschäumt wird und das Kernelement anschließend aus dem Formteil entfernt wird.The The invention relates to a method for producing a cavity comprehensive molding in which a core element with a plastic material is foamed and the core element subsequently is removed from the molding.

Ein solches, gattungsgemäßes Verfahren ist aus der US-PS 6,071,591 bekannt. Darin ist ein Verfahren zur Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs, die mindestens einen integrierten Belüftungskanal aufweist, offenbart. Zur Herstellung der Instrumententafel mit integriertem Belüftungskanal ist vorgesehen, ein Kernelement mit einem Kunststoffwerkstoff zu umschäumen und nach dem Aushärten des Kunststoffwerkstoffs das Kernelement aus der Instrumententafel zu entfernen, so dass ein als Belüftungskanal dienender Hohlraum in der geschäumten Instrumententafel verbleibt. Um ein Entkernen der Instrumententafel auch bei komplex geformten Belüftungskanälen bzw. Kernelementen zu ermöglichen, ist bei der US-PS 6,071,591 vorgesehen, das Kernelement als aufblasbares Ballonbauteil oder als Kern vorzusehen, dessen Werkstoff unter Hitzeeinfluss schrumpft. In beiden Fällen führt eine Reduzierung der Dimensionen des Kerns dazu, dass dieser auf einfache Weise aus dem Hohlraum der Instrumententafel entfernt werden kann. Als weitere Alternative wird vorgeschlagen, den Kern aus einem sublimierbaren Werkstoff herzustellen, so dass durch ein Aufheizen des gesam ten Formteils auf eine Temperatur, bei der das Kernmaterial bereits verdampft, der Kunststoffwerkstoff des Formteils jedoch nicht beschädigt wird, der Kern aus der Instrumententafel entfernt werden kann.Such a generic method is known from U.S. Patent 6,071,591 known. Therein is disclosed a method for manufacturing an instrument panel of a motor vehicle having at least one integrated ventilation duct. To produce the instrument panel with integrated ventilation channel is provided to foam a core element with a plastic material and to remove after curing of the plastic material, the core element from the instrument panel, so that serving as a ventilation channel cavity remains in the foamed instrument panel. To allow coring of the instrument panel even with complex shaped ventilation channels or core elements, is in the U.S. Patent 6,071,591 intended to provide the core element as an inflatable balloon component or as a core whose material shrinks under the influence of heat. In both cases, reducing the dimensions of the core means that it can be easily removed from the cavity of the instrument panel. As a further alternative, it is proposed to produce the core of a sublimable material, so that by heating the TOTAL th molding to a temperature at which the core material already evaporates, the plastic material of the molding is not damaged, the core are removed from the instrument panel can.

Nachteilig an allen drei in der US-PS 6,071,501 offenbarten Alternativen zum Entfernen des Kernelements aus dem Formteil ist der zusätzlich erforderliche Arbeitsaufwand für das Entfernen des Kerns. Weiterhin kann bei dem durch Wärme schrumpfbaren Kernelement sowie bei dem Kernelement aus sublimierbaren Werkstoff eine negative Beeinflussung des Kunststoffwerkstoffs des Formteils durch die Wärmebehandlung nicht ausgeschlossen werden.A disadvantage of all three in the U.S. Patent 6,071,501 disclosed alternatives for removing the core member from the molding is the additional work required for the removal of the core. Furthermore, in the heat-shrinkable core member and the core member made of sublimable material, a negative influence of the plastic material of the molding by the heat treatment can not be excluded.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiterzuentwickeln, dass dieses wirtschaftlicher angewandt werden kann. Insbesondere soll das Entkernen ohne eine erforderliche Wärmebehandlung auskommen. Zudem soll der zusätzliche Arbeitsaufwand für das Entkernen möglichst gering gehalten werden.outgoing From this prior art, the invention is therefore the task based on developing a generic method so that this can be applied more economically. In particular, should the coring without a required heat treatment get along. In addition, the additional work for the coring should be kept as low as possible.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche.These Task is by the objects of the independent Claims solved. Advantageous embodiments are the subject of the respective dependent claims.

Der Kern der Erfindung sieht vor, bei einem Verfahren zur Herstellung eines einen Hohlraum umfassenden Formteils, wobei ein Kernelement mit einem Kunststoffwerkstoff umschäumt wird und das Kernelement anschließend aus dem Formteil entfernt wird, das Kernelement durch Aufbringen einer Druckkraft zu zerkleinern. Demnach sieht die Erfindung vor, das Kernelement aus einem Werkstoff zu fertigen, der deutlich spröder als der Kunststoffschaum des Formteils ist, so dass durch Aufbringen einer Druckkraft das Kernelement zerkleinert wird, während der Kunststoffschaum des Formteils im wesentlichen lediglich elastisch deformiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein einfaches und schnelles Entkernen des Formteils, ohne dass eine Wärmebehandlung oder eine sonstige, den Kunststoffwerkstoff des Formteils potentiell schädigende Nachbehandlung erforderlich wäre.Of the Core of the invention provides, in a process for the preparation a molding comprising a cavity, wherein a core member is foamed with a plastic material and the core element subsequently removed from the molding, the core element crush by applying a compressive force. Accordingly, see the invention to manufacture the core element of a material, the significantly more brittle than the plastic foam of the molding is, so that crushed by applying a compressive force, the core element is, while the plastic foam of the molding substantially only elastically deformed. The invention Method allows easy and quick coring of the molding, without any heat treatment or a other, the plastic material of the molding potentially harmful after-treatment would be required.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Kernelement zumindest teilweise aus Polyurethan-Hartschaum (PUR-Hartschaum). Dieser Werkstoff weist die Vorteile auf, dass er gut und insbesondere kostengünstig verfügbar ist und zudem nahezu beliebig in seinen Materialkennwerten eingestellt werden kann. Folglich besteht die Möglichkeit, ein Polyurethan-Hartschaum-Kernelement herzustellen, das bereits bei relativ geringen Druckkräften pulverförmig zerfällt.In a preferred embodiment of the present invention the core element consists at least partially of rigid polyurethane foam (rigid polyurethane foam). This material has the advantages of being good and in particular cost is available and also almost arbitrary can be set in its material parameters. Consequently, there is the possibility of a rigid polyurethane foam core element produce that already at relatively low compressive forces powdery decomposes.

Insbesondere bei einem solchen Kernelement besteht daher die Möglichkeit, das erfindungsgemäß zerkleinerte Kernelement auf einfache Weise durch Absaugen oder durch Ausblasen zu entfernen.Especially with such a core element, therefore, it is possible to the core element shredded according to the invention easy to remove by suction or by blowing.

Vorzugsweise wird das Kernelement mit einem Polyurethan-Weichschaum umschäumt. Dieser Werkstoff weist ebenfalls den Vorteil auf, dass er gut und kostengünstig verfügbar ist. In Verbindung mit einem Kernelement aus einem Polyurethan-Hartschaum ist weiterhin von Vorteil, dass der Kunststoffwerkstoff des Formteils sowie des Kernelements werkstoffgleich sind. Auf diese Weise können mögliche negative Reaktionen zwischen verschiedenen Werkstoffkomponenten vermieden werden.Preferably the core element is foamed with a flexible polyurethane foam. This material also has the advantage that it is good and is available at low cost. Combined with a core element made of a rigid polyurethane foam is still advantageous that the plastic material of the molding and the Core element are the same material. That way you can possible negative reactions between different material components be avoided.

Bei der Herstellung von Bauteilen, die eine dämpfende Wirkung aufweisen, wie beispielsweise Sitzkörper aus einem Kunststoffschaum für Kraftfahrzeugsitze, ist regelmäßig vorgesehen, die Formteile nach dem Schaumprozess einer Druckbehandlung zuzuführen. Diese dient dazu, die in dem Kunststoffschaum eingeschlossenen Hohlräume aufplatzen zu lassen, so dass der Kunststoffschaum ein dämpfendes Materialverhalten erhält, wobei das dämpfende Verhalten durch das Ein- bzw. Ausströmen der Luft in die nun stellenweise aufgeplatzten Hohlräume beim Zusammendrücken bzw. Expandieren des Formteils zurückzuführen ist. Werden diese geschlossenen Hohlräume in dem Kunststoffschaum nicht zerstört, weist dieser ein eher federndes Materialverhalten auf. Wenn eine solche Bearbeitung des Kunststoffschaums ohnehin vorgesehen ist, kann auf diese Weise gleichzeitig das Kernelement zerstört werden. Ist zudem vorgesehen, die Druckbehandlung des Kunststoffschaums durch Aufbringen eines Unterdrucks durchzuführen, so kann in einem einzigen Bearbeitungsschritt sowohl ein Aufplatzen der eingeschlossenen Hohlräume in dem Kunststoffschaum, ein Zerstören des Kernelements als auch ein Absaugen des zerstörten Kernelements erfolgen. Folglich ist – sofern eine Druckbehandlung des Formteils im Rahmen einer Nachbearbeitung vorgesehen ist – das Entfernen des erfindungsgemäßen Kernelements ohne wesentlichen zusätzlichen Arbeitsaufwand möglich.In the production of components which have a damping effect, such as seat body made of a plastic foam for motor vehicle seats, is regularly provided to supply the molded parts after the foaming process of a pressure treatment. This serves to burst open the trapped in the plastic foam cavities, so that the plastic foam receives a damping material behavior, the damping behavior by the inflow or outflow of air into the now partially burst cavities during compression or expansion of the molding is due. If these closed cavities are not destroyed in the plastic foam, this has a rather resilient material behavior. If such a processing of the plastic foam is provided anyway, the core element can be destroyed in this way at the same time. If it is additionally intended to carry out the pressure treatment of the plastic foam by applying a negative pressure, the bursting of the enclosed cavities in the plastic foam, destruction of the core element as well as suction of the destroyed core element can take place in a single processing step. Consequently, if a pressure treatment of the molded part is provided as part of a post-processing - the removal of the core element according to the invention without substantial additional effort is possible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention is described below with reference to an illustrated in the drawings Embodiment explained in more detail.

In den Zeichnungen zeigen dieIn the drawings show the

1a bis 1e: in einer stark vereinfachten Darstellung die Herstellung eines einen Hohlraum umfassenden Formteils gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren und die 1a to 1e in a highly simplified representation of the production of a cavity-comprising molding according to a method of the invention and the

2a und 2b: einen Horizontal- bzw. einen Querschnitt durch ein mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Sitzkissen eines Kraftfahrzeugsitzes. 2a and 2 B a horizontal or a cross section through a seat cushion produced by a method according to the invention of a motor vehicle seat.

In den 1a bis e ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines einen Hohlraum umfassenden Formteils aus einem Kunststoffschaum dargestellt. Hierzu ist ein Polyurethan-Hartschaum-Kernelement 1 vorgesehen, das über eine Haltevorrichtung 2 in einer definierten Position in einem aus einem Werkzeugunter- 3 und einem Werkzeugoberteil 4 bestehenden Schaumwerkzeug gehalten wird. Das Werkzeugunter- 3 bzw. -oberteil 4 sind zueinander in vertikaler Richtung verfahrbar, um ein Einbringen des Kernelements 1 in die Kavität des Schaumwerkzeugs sowie nach Abschluss des Schaumprozesses ein Entformen des ausgebildeten Formteils 5 zu ermöglichen.In the 1a to e, an inventive method for producing a cavity comprising a molded part made of a plastic foam is shown. For this purpose, a rigid polyurethane foam core element 1 provided that via a holding device 2 in a defined position in one of a tool sub- 3 and a tool shell 4 existing foam tool is held. The tool 3 or upper part 4 are mutually movable in the vertical direction to an introduction of the core element 1 in the cavity of the foam mold and after completion of the foam process, a demolding of the formed molding 5 to enable.

In das geschlossene Schaumwerkzeug wird über eine Kunststoffzuführung 6 ein Polyurethanwerkstoff eingespritzt, der in einer exothermen Reaktion zu einem elastischen Schaumwerkstoff aufschäumt und hierbei das Kernelement 2 umschäumt.Into the closed foam tool is via a plastic feed 6 injected a polyurethane material which foams in an exothermic reaction to an elastic foam material and in this case the core element 2 foamed.

Nach dem Öffnen des zweiteiligen Schaumwerkzeugs und dem Entformen des Formteils 5 wird dieses einschließlich des sich darin befindlichen Kernelements durch den Walzspalt einer Walzvorrichtung 7 geführt. Hierbei wird das Formteil 5 sowie das Kernelement 1 erheblich gestaucht, wobei die Stauchung aufgrund der hochelastischen Eigenschaften des Polyurethanweichschaums im wesentlichen elastisch ist, wohingegen der extrem spröde Polyurethan-Hartschaum des Kernelements 1 aufgrund der Druckbelastung in dem Walzspalt pulverisiert.After opening the two-part foam mold and removing the molding 5 this is including the core element therein through the nip of a rolling device 7 guided. Here is the molding 5 as well as the core element 1 considerably compressed, wherein the compression due to the highly elastic properties of the flexible polyurethane foam is substantially elastic, whereas the extremely brittle rigid polyurethane foam of the core element 1 pulverized due to the pressure load in the nip.

Der pulverisierte Werkstoff des Kernelements 1 kann abschließend in einem weiteren Prozessschritt mittels einer Absaugvorrichtung 8, die einen Unterdruck Δp erzeugt, aus dem Formteil 5 entfernt werden.The pulverized material of the core element 1 can finally in a further process step by means of a suction device 8th , which generates a negative pressure Δp, from the molded part 5 be removed.

Die 2a und 2b zeigen in Schnittdarstellungen ein Sitzkissen 9 eines Kraftfahrzeugsitzes, wobei das Sitzkissen 9 von einer Vielzahl von Belüftungskanälen 10 durchsetzt ist, die der Zufuhr von gegebenenfalls gekühlter oder erwärmter Luft zur Klimatisierung der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes dienen. Das Sitzkissen 9 wurde durch das in den 1a bis 1e dargestellte Verfahren hergestellt. Durch dieses Verfahren wird ermöglicht, auch komplex geformte Hohlräume direkt bei der Herstellung eines Formteils aus Weichschaum in dieses zu integrieren.The 2a and 2 B show in sectional views a seat cushion 9 a motor vehicle seat, wherein the seat cushion 9 from a variety of ventilation channels 10 is interspersed, which serve the supply of optionally cooled or heated air for air conditioning of the seat of the vehicle seat. The seat cushion 9 was through that in the 1a to 1e illustrated method produced. This method makes it possible to integrate even complex shaped cavities directly in the production of a molded part made of soft foam in this.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - US 6071501 [0003] - US 6071501 [0003]

Claims (7)

Verfahren zur Herstellung eines einen Hohlraum umfassenden Formteils (5), wobei ein Kernelement (1) mit einem Kunststoffwerkstoff umschäumt wird und das Kernelement (1) anschließend aus dem Formteil (5) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (1) durch Aufbringen einer Druckkraft zerkleinert wird.Method for producing a cavity comprising a cavity ( 5 ), where a core element ( 1 ) is foamed with a plastic material and the core element ( 1 ) then from the molded part ( 5 ), characterized in that the core element ( 1 ) is crushed by applying a compressive force. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (1) zumindest teilweise aus Polyurethan-Hartschaum besteht.Method according to claim 1, characterized in that the core element ( 1 ) consists at least partially of rigid polyurethane foam. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zerkleinerte Kernelement (1) abgesaugt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the comminuted core element ( 1 ) is sucked off. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (1) mit einem Polyurethan-Weichschaum umschäumt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the core element ( 1 ) is foamed with a flexible polyurethane foam. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das das Formteil (5) einschließlich des Kernelements (1) nach dem Umschäumen druckbelastet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the molded part ( 5 ) including the core element ( 1 ) is pressurized after foaming. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (5) so weit druckbelastet wird, dass durch Aufplatzen von in dem Kunststoffwerkstoff eingeschlossenen Hohlräumen ein definiertes Dämpfungsverhalten erhalten wird.Method according to claim 5, characterized in that the molded part ( 5 ) is pressure loaded so far that a defined damping behavior is obtained by bursting of trapped in the plastic material cavities. Kernelement (1) zur Verwendung in einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (1) zumindest teilweise aus Polyurethan-Hartschaum besteht, der durch Aufbringen einer Druckkraft zerkleinerbar ist.Core element ( 1 ) for use in a method according to any one of the preceding claims, characterized in that the core element ( 1 ) consists at least partially of rigid polyurethane foam, which is crushed by applying a compressive force.
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