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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaumsprühverfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils eines Fahrzeugs mit mehreren Schaumschichten.
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Innenverkleidungsteile sollen oft in einem Bewegungsbereich von Fahrzeuginsassen eine definierte Haptik besitzen. Dazu werden im Allgemeinen unter sichtbaren Oberflächen der Innenverkleidungsteile Weichstoffe wie Kunststoffschäume, Abstandsgewirke, Vliese (nonwoven) und dergleichen angeordnet. Bei besonderen Ansprüchen an eine Haptik oder einem begrenztem Bauraum für die Weichstoffe kann es notwendig werden, mehrere Materialien mit unterschiedlichen haptischen Eigenschaften (im weiteren Verlauf wird stellvertretend eine Härte oder ein Härtegrad genannt) in Schichten übereinander anzubringen. Man kann so unter anderem eine progressiv ansteigende Gegenkraft bei einem Eindrücken in die sichtbare Oberfläche gewinnen. Bei einer Berührung findet man so zunächst eine angenehm weiche Haptik vor, ein allzu rasches Durchdrücken auf einen Teileträger oder einen Untergrund wird aber dennoch vermieden.
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Neben üblichen Verfahren, bei denen verschiedene Materialien übereinandergelegt und gegebenenfalls untereinander und an angrenzenden Materialien befestigt werden, lassen sich Schaumsprühverfahren zur Darstellung einer gezielten Haptik verwenden. Beim Schaumsprühen werden dazu in der Regel in einem Sprühkopf die Komponenten des späteren Schaums inklusive Zusatzstoffen unter Hochdruck zu einem Reaktionsgemisch vermischt und zum Beispiel als Schicht in ein Formwerkzeug gesprüht, in dem die Komponenten miteinander reagieren. Dabei schäumt die eingetragene Schicht auf.
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Derartige Verfahren sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt, beispielsweise beschreibt die Druckschrift
DE 102 08 360 A1 das Herstellen von Schaumstoffkaschierungen durch Sprühen eines Schaums auf einen in einem Formwerkzeug platzierten Träger.
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Aus der Druckschrift
GB 2 233 926 A ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Formwerkzeug geschlossen wird, im Inneren des Formwerkzeugs befindliche Schaumschichten jedoch auch bei geschlossenem Schaumwerkzeug weiter expandieren. Die Druckschrift
EP 0 068 820 B1 zeigt ein Schaumsprühverfahren, bei dem das Formwerkzeug geschlossen wird, allerdings keine Volumenreduktion der darin eingeschlossenen Schaumschichten stattfindet. Die Druckschrift
DE 44 01 556 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils, bei dem zwei Kunststoffschichten mit unterschiedlichem Verformungswiderstand verwendet werden. Schließlich ist aus der Druckschrift
US 4,190,697 A ein Innenverkleidungsteil bekannt, bei dem mehrere Schaumschichten mit unterschiedlichen Härtegraden verwendet werden.
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Nachteilig am aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass zur Herstellung eines Teils mit einer Mehrzahl von Schichten die Herstellung zusätzliche, nacheinander geschaltete Produktionsprozesse erfordert. Speziell bei Schaumschichten unterschiedlicher Härtegrade tritt das Problem auf, dass es bei tangentialer Belastung zu Verschiebungen der einzelnen Schichten untereinander und damit zu Welligkeiten und Faltenbildung kommen kann. Um dies zu vermeiden, werden die Schaumschichten beispielsweise mit der Umgebung verklebt, vernäht oder durch Trennschichten aus anderem Material separiert. Zur Verarbeitung eines Innenverkleidungsteils ist demzufolge eine Mehrzahl von Arbeitsprozessen durchzuführen, was die Produktionszeit und – kosten erhöht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die genannten Nachteile vermeidet, mit dem also ein Innenverkleidungsteil mit mehreren Schaumschichten, die unterschiedliche haptische Eigenschaften aufweisen, in einem Produktionsprozess herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaumsprühverfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils nach Anspruch 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Systems werden in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Schaumsprühverfahren sieht zur Lösung der Aufgabe ein Schaumsprühen eines ersten Schaums in ein Formwerkzeug auf eine Oberfläche des Formwerkzeugs vor. Durch ein Anreagieren, d. h. Aufschäumen, des ersten Schaums über einen bestimmten ersten Zeitraum bildet sich somit eine erste Schaumschicht, die nach dem Ausreagieren einen ersten Härtegrad aufweist. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt eine Weiterverarbeitung in dem Formwerkzeug, indem eine weitere Schaumschicht mit einem im Vergleich zur ersten Schaumschicht unterschiedlichen Härtegrad auf eine dem Formwerkzeug abgewandte Oberfläche der ersten Schaumschicht gesprüht wird.
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Das Aufsprühen der weiteren Schaumschicht erfolgt auf eine dem Formwerkzeug abgewandte Oberfläche der ersten Schaumschicht, nachdem die erste Schaumschicht einen bestimmen Reaktionsgrad erreicht hat. Dieser ist so gewählt, dass die erste Schaumschicht einerseits noch nicht vollständig ausreagiert ist und damit noch klebrig und bleibend verformbar ist, aber andererseits eine ausreichende Stabilität erreicht hat, um übersprüht werden zu können, ohne dabei zu kollabieren. Damit ist sichergestellt, dass nachfolgend aufgebrachte Schaumschichten sicher miteinander verklebt sind. Diese Schaumschicht schäumt über einen weiteren Zeitraum auf.
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Nach dem Schaumsprühen wird das Formwerkzeug innerhalb eines Zeitraums geschlossen, sodass die erste Schaumschicht und die weitere Schaumschicht derart zusammengedrückt werden, dass ein Volumen der ersten Schaumschicht und ein Volumen der weiteren Schaumschicht in Bezug auf das ursprüngliche Volumen der ersten Schaumschicht bzw. das Volumen der weiteren Schaumschicht jeweils verkleinert wird. Die erste Schaumschicht und die weitere Schaumschicht behalten nach dem Zusammendrücken dieses verkleinerte Volumen bei.
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Weiter können auf die hiermit hergestellten Schaumschichten weitere Schichten analog zu dem beschriebenen Vorgehen aufgebracht werden. Sobald die jeweils zuletzt aufgebrachte Schicht den bereits beschriebenen Zustand erreicht hat, kann eine weitere Schicht aufgesprüht werden, welche vorzugsweise einen von den bisherigen Schichten verschiedenen Härtegrad aufweist. Generell kann der Härtegrad einer der weiteren Schaumschichten niedriger oder höher als der Härtegrad einer der zuvor bereits hergestellten Schaumschichten sein.
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Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass in einem einzigen Produktionsprozess mehrere Schaumschichten mit unterschiedlichen Härtegraden übereinander aufgebracht werden können. Somit entfällt ein zeit- und kostenaufwändiges Herstellen, Positionieren und Befestigen einzelner Materialschichten in einem mehrstufigen Prozess. Das Verfahren erlaubt daher eine kostengünstigere Herstellung eines Innenverkleidungsteils eines Fahrzeugs mit progressiver Haptik durch Verwendung gleichartiger Materialien in nur einem Produktionsprozess.
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Schaumschichten unterschiedlicher Härtegrade werden zur Herstellung des Innenverkleidungsteils verwendet, um eine Anpassung haptischer Eigenschaften zu erreichen. In der Regel ist eine weiche Schicht an der Oberfläche erwünscht, um ein komfortables Auflagegefühl zu erreichen, und ein ansteigender Härtegrad, um ein Durchdrücken bis auf einen harten Untergrund zu vermeiden und um sicheren Halt zu bieten. Die Verwendung von Schaumschichten unterschiedlicher Härtegrade erlaubt gerade die Anpassung der haptischen Eigenschaften in der beschriebenen Art und Weise.
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Es ist daher vorteilhaft, wenn die erste herzustellende Schaumschicht den höchsten Härtegrad aufweist und nachfolgende Schaumschichten einen entsprechend niedrigeren. Als oberste Schicht kann zum Schluss eine Dekorhaut als Abschluss aufgebracht werden. Es ist allerdings auch möglich, dass der Härtegrad mit der Reihenfolge der herzustellenden Schaumschichten ansteigt.
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Die zum Schaumsprühen verwendeten Schäume können dabei in vorteilhafter Weise Polyurethanschäume sein, insbesondere Hartschäume oder Halbhartschäume, die aus einer Reaktion einer A-Komponente und einer B-Komponente entstehen. Die A-Komponente umfasst vorteilhaft Polyole, vorzugsweise Polyetherpolyole, sowie Additive, vorzugsweise Vernetzer, Treibmittel und Aktivatoren. Die B-Komponente umfasst vorteilhaft Polyisocyanate. Dem Schaum können weitere Zusätze beigemischt werden, die z. B. das Aufschäumen bzw. ein leichteres Entnehmen aus dem Formwerkzeug unterstützen.
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Für eine Einstellung des Härtegrads der herzustellenden Schaumschicht existieren mehrere Möglichkeiten. Am einfachsten geschieht diese Einstellung durch ein gezieltes Kollabieren der übersprühten Schaumschicht. Ein Sprühstrahl zerstört dabei einen gewissen Anteil gerade entstehender Schaumblasen während des Aufschäumvorgangs, was einen Härteanstieg bei der ausreagierten Schaumschicht zur Folge hat.
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Komplexer als die zuvor dargestellte Methode ist eine Einstellung des Härtegrads der Schaumschicht durch Veränderung des Mischungsverhältnisses von A-Komponente und B-Komponente. Da das Mischungsverhältnis in einem bestimmten Bereich einstellbar ist, wobei der Härtegrad des entstehenden Schaums im Allgemeinen ansteigt mit einem ansteigenden Anteil der B-Komponente, und die Zusammensetzung der A-Komponente ebenfalls verändert werden kann, bieten sich hiermit vielfältige Kombinationsmöglichkeiten.
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Eine nochmals komplexere Möglichkeit zur Einstellung des Härtegrads ergibt sich aus der Verwendung und Mischung unterschiedlicher A-Komponenten und/oder unterschiedlicher B-Komponenten für die verschiedenen Schaumschichten. Die Mischung kann dabei die Mischung eines Polyols mit mehreren Polyisocyanaten, die Mischung eines Polyisocyanats mit mehreren Polyolen oder die Verwendung mehrerer Polyole und mehrerer Polyisocyanate umfassen. Für verschiedene Schaumschichten können auch unterschiedliche Polyole und bzw. oder unterschiedliche Polyisocyanate verwendet werden. Hierdurch eröffnet sich eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Anpassung des Härtegrads und eine individuelle Einstellung auf die gewünschten Werte wird erreicht.
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Eine weitere Möglichkeit der Einstellung des Härtegrads ergibt sich dadurch, dass der Anteil des Vernetzers an der A-Komponente variiert wird. Durch eine Erhöhung des Anteils wird der Härtegrad erhöht, da die Bestandteile der Schaumschicht in diesem Fall stärker miteinander verbunden werden und somit erst mit höherem Kraftaufwand zusammengepresst werden können.
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Als Polyol werden vorzugsweise Polyole mit einem hohen Molekulargewicht, beispielsweise ein dreiwertiges Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 6000 verwendet.
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Als Polyisocyanat können vorzugsweise Diphenylmethandiisocyanat, Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) oder Toluoldiisocyanat (TDI) zum Einsatz kommen.
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Als Vernetzer werden vorzugsweise Diethylenglykol oder Glyzerin verwendet.
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Das Schaumsprühen, also ein Aufbringen eines der Schäume auf die Oberfläche des Formwerkzeugs oder auf einen Träger, jeweils einer der Schaumschichten erfolgt in vorteilhafter Weise über einen Zeitraum von zwischen 5 s und 30 s, vorzugsweise zwischen 10 s und 20 s. Zwischen einzelnen Schaumsprühvorgängen kann eine Pause vorgesehen sein, in der die aufgebrachte Schaumschicht weiter aufschäumt, es kann aber auch sofort, d. h. ohne die Pause, mit dem Schaumsprühen der nächsten Schaumschicht begonnen werden. Eine Länge der Pause kann zwischen 0,1 s und 30 s, vorzugsweise 15 s, betragen. Die Sprühzeiten hängen im Wesentlichen von einer Bauteilgröße und einer Komplexität einer Bauteilgeometrie sowie einer jeweiligen Reaktivität der verwendeten Schäume ab. Da sich zur erforderlichen Anpassung die Polyurethanschäume in einem sehr weiten zeitlichen Rahmen in ihrem reaktiven Verhalten beeinflussen lassen, ist eine Aussage über allgemein brauchbare Prozesszeiten nur fallbezogen möglich. Bei großen Bauteilen wie einer Türverkleidung können beispielsweise gar keine Pausenzeiten mehr vorgesehen sein, da nach dem Sprühen einer der Schaumschichten sofort mit der nächsten Schicht begonnen werden muss.
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Der Zeitraum zwischen einem Ende des Sprühens der letzten Schicht und einem Ende des Schließvorgangs des Formwerkzeugs beträgt in Abhängigkeit von der Reaktivität des Schaums in vorteilhafter Weise zwischen 20 s und 70 s, vorzugsweise zwischen 30 s und 60 s, besonders vorzugsweise 50 s. Das Formwerkzeug sollte dann geschlossen sein, wenn die zuletzt gesprühte Schaumschicht einen Zustand erreicht hat, in dem eine Abdeckung, beispielsweise eine Dekorschicht, darauf aufgebracht werden könnte. Wird das Formwerkzeug früher geschlossen, kann die Aufschäumreaktion dieser Schicht nicht mehr wie erwünscht stattfinden.
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Eine Dichte der Schaumschichten, die frei geschäumt sind, liegt vorteilhaft zwischen 0,17 g/cm3 bis 0,23 g/cm3, vorzugsweise 0,2 g/cm3, da in diesem Bereich einerseits eine ausreichende Festigkeit bei nicht zu hohem Bauteilgewicht erreicht wird. Unter einer frei geschäumten Schaumschicht soll hierbei eine Schaumschicht verstanden werden, die in einen offenen Becher eingebracht wird und dort ohne weitere Volumenbegrenzung aufschäumt. Die Dichte der Schaumschichten in einem Werkzeug liegt gewöhnlich oberhalb der Dichte frei geschäumter Schaumschichten.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass in einem Verfahrensschritt das Anformen einer Dekorschicht und bzw. oder des Trägers vorgesehen ist. Die Schäume können entweder direkt auf die im Formwerkzeug gehaltene Dekorschicht oder den Träger aufgebracht werden oder nach Beendigung des Schaumsprühens die Dekorschicht oder der Träger an die Schaumschichten angeformt werden. Sofern auf den Träger gesprüht wird, wird dieser Prozessschritt vorzugsweise wegen möglicher Werkzeugverschmutzung außerhalb des Formwerkzeugs durchgeführt. Die Dekorschicht kann vorzugsweise aus gewobenen oder nicht gewobenen textilen Materialien, Folien mit und ohne Schaumrücken, wobei die Folien typischerweise Polyvinylchlorid (PVC) oder thermoplastische Olefinen (TPO) umfassen, Kunstleder oder Echtleder bestehen oder die genannten Materialien umfassen und eine Dicke von 0,1 mm bis 1,5 mm aufweisen. Sofern die Dekorschicht einen Schaumrücken aufweist, kann sie auch eine Dicke von bis zu 3 mm haben. Der Träger, auf dem ein Innenverkleidungsteil aufgebaut sein kann, kann aus verstärkten oder unverstärkten Kunststoffen wie Polypropylen, Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol (PCABS), Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer (SMA), Faserwerkstoffe wie Holzfaserkompositen (wood fiber composite, wfc), Naturfaserkompositen (natural fiber composite, NFC) und/oder Verbundwerkstoffe bestehen oder die genannten Materialien umfassen und eine Dicke von zwischen 1 mm und 5 mm aufweisen. Sofern Faserwerkstoffe verwendet werden, beträgt die Dicke vorzugsweise zwischen 1 mm und 3 mm. Durch den Träger kann eine weitere Stabilisierung des Innenverkleidungsteils erreicht werden, die Dekorhaut dient der besseren optischen Anpassung. Statt eines Trägers kann auch eine Trennfolie aus Kunststoff verwendet werden. Die Trennfolie kann nach dem Ausreagieren auch abgezogen werden.
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Das Verhältnis zwischen den Härtegraden unterschiedlicher Schichten beträgt in vorteilhafter Weise maximal 5:1 bzw. 1:5, falls zuerst die weichere Schicht betrachtet wird. Bei einem höheren Verhältnis stellt sich die gewünschte Haptik nicht mehr ein. Ein bevorzugtes Verhältnis der Härtegrade beträgt 2:1.
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Das mit dem Verfahren hergestellte Innenverkleidungsteil eines Fahrzeugs weist bedingt durch die Mehrzahl von stoffschlüssig miteinander verbundenen Schaumschichten unterschiedlicher Härte eine Mehrstufenhaptik auf, d. h. bei einem extern ausgeübten Druck auf eine berührbare Außenseite, also eine Vorderseite, der aufgebrachten Schaumschichten steigt die vom Innenverkleidungsteil bewirkte Gegenkraft zu diesem Druck progressiv an. Eine Mehrstufenhaptik, die durch den im Vergleich zum Härtegrad der ersten Schaumschicht niedrigeren oder höheren Härtegrad der zweiten Schaumschicht bewirkt wird, sorgt für erhöhten Komfort an den berührbaren Fahrzeuginnenflächen, da einerseits eine weiche Auflagefläche geschaffen wird, die andererseits durch die ansteigende Härte stabilen Halt bietet und eine Sicherheit gegen Durchdrücken erhöht.
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Die Dicke einer einzelnen der ausreagierten Schaumschichten kann in dem Innenverkleidungsteil nach dem Formprozess zwischen 0,5 mm und 8 mm, vorzugsweise 5 mm, betragen. Eine Summe der Dicken sämtlicher der Schaumschichten im Fertigmaß, also eine Dicke des gesamten Innenverkleidungsteils, liegt typischerweise zwischen 1 mm und 25 mm, vorzugsweise zwischen 8 mm bis 12 mm, da einerseits für einen Einsatz in einem Innenverkleidungsteil die Dicke aus Gründen der Platzersparnis, des Gewichts und der Kosten nicht zu groß sein darf, andererseits aber auch nicht zu klein, um eine entsprechende Haptik gewährleisten zu können.
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Die Schaumschichten sind in einem erfindungsgemäß hergestellten Innenverkleidungsteil durch das Schaumsprühverfahren bereits stoffschlüssig miteinander verbunden, benötigen also keine in einem weiteren Prozessschritt eingebrachte Klebe- oder Nähverbindung.
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Das Innenverkleidungsteil ist bevorzugt eine Armauflage, Türbrüstung, Instrumententafel oder Mittelkonsole, da bei diesen Teilen ein erhöhter Berührkomfort, der durch eine mehrstufige Haptik erreicht wird, besonders erwünscht ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der 1 bis 5 erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines hergestellten Innenverkleidungsteils mit zwei Schaumschichten sowie eine Sprühvorrichtung,
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2 ein Diagramm eines Eindrückverhaltens des in 1 dargestellten Innenverkleidungsteils,
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3 eine schematische Darstellung eines hergestellten Innenverkleidungsteils mit drei Schaumschichten sowie Dekorhaut,
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4 ein Diagramm eines Aufschäumprozesses,
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5 ein in seiner Darstellung 2 entsprechendes Diagramm des Eindrückverhaltens des in 3 dargestellten Innenverkleidungsteils.
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In 1 ist eine schematische Ansicht eines herzustellenden Innenverkleidungsteils, hier einer Armauflage, sowie einer zur Herstellung verwendeten Sprühvorrichtung gezeigt. In ein Formwerkzeug 1, das aus Metall oder Harz besteht, wird eine erste Schaumschicht 2 gesprüht, die dort aushärtet. Das Sprühen geschieht über einen Sprühkopf 3, in dem die A- und B-Komponente des Schaums, die hauptsächlich aus Polyol (A-Komponente) bzw. Polyisocyanat (B-Komponente) bestehen, gemischt werden. Die A-Komponente enthält als weitere Bestandteile Vernetzer, Treibmittel und Aktivatoren. Als Polyol wird ein dreiwertiges Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von ungefähr 6000 benutzt, als Polyisocyanat kommt Diphenylmethandiisocyanat zum Einsatz. Sobald die erste Schaumschicht 2 über einen ersten Zeitraum anreagiert ist und einen definierten Zustand erreicht hat, wird eine zweite Schaumschicht 4 mit niedrigerem Härtegrad aufgesprüht und stoffschlüssig mit der ersten Schaumschicht 2 verbunden. Der niedrigere Härtegrad resultiert hierbei aus einer Veränderung des Mischungsverhältnisses der beiden Komponenten. Nachdem die erste Schaumschicht 2 und die zweite Schaumschicht 4 komplett aufgeschäumt sind, wird das Formwerkzeug 1 geschlossen. Üblicherweise ist die erste Schaumschicht 2 ohne nachfolgendes Aufbringen einer weiteren Schaumschicht nach 70 s bis 150 s vollständig aufgeschäumt. Durch das Schließen wird ein Volumen der ersten Schaumschicht 2 verkleinert, wobei die erste Schaumschicht 2 dieses Volumen nachfolgend beibehält. Ebenso wird ein Volumen der zweiten Schaumschicht 4 ebenfalls verkleinert und nachfolgend beibehalten. Nach dem Ausreagieren weisen die Schaumschichten 2 und 4 eine jeweils identische Dicke von 7,5 mm (erste Schaumschicht 2) und 7,5 mm (zweite Schaumschicht 4) auf. Die Schichtdicken der ersten Schaumschicht 2 und der zweiten Schaumschicht 4 können allerdings auch unterschiedlich groß sein. Mit einem für die jeweilige Schaumschicht verwendeten Mischungsverhältnis ändert sich im Allgemeinen auch eine Dichte der jeweiligen Schaumschicht.
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2 stellt in einem Diagramm ein Eindrückverhalten des in 1 dargestellten Innenverkleidungsteils dar, wobei in dem Diagramm eine Flächenpressung in kPa über einer Eindringtiefe in mm aufgetragen ist. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser wie auch in den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Hierbei ist das Innenverkleidungsteil um maximal 15 mm eindrückbar, wobei mit zunehmendem extern ausgeübtem Druck eine dem Druck entgegenwirkende Kraft stärker wird. Das Innenverkleidungsteil weist eine progressive Haptik auf, d. h. dass mit zunehmender Eindringtiefe die Gegenkraft progressiv steigt, wobei das Eindrückverhalten durch die unterschiedlichen Härtegrade der Schaumschichten 2 und 4 bestimmt ist. Da die Schaumschicht 4 relativ weich ist, kann sie mit geringem Kraftaufwand über mehrere Millimeter eingedrückt werden. Die Schaumschicht 2 weist demgegenüber eine höhere Härte auf, was im Diagramm durch eine veränderte Steigung ab einer Eindringtiefe von ca. 11 mm dargestellt ist. Ab hier muss eine deutlich größere Kraft aufgewendet werden, um ein weiteres Eindrücken zu ermöglichen. Bei einer Eindringtiefe von 15 mm ist eine federnde Schaumdicke auf null reduziert. Die Schaumschichten 2 und 4 sind dann völlig durchgedrückt und ein weiteres Eindringen daher nicht mehr möglich.
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Das in 2 gezeigte Innenverkleidungsteil weist zwei Schaumschichten auf, die jeweils 7,5 mm dick sind. Das Härteverhältnis zwischen den Schaumschichten beträgt 1:2 und stellt ein optimales Härteverhältnis dar. Eine 40%-Stauchhärte der ersten verwendeten Schaumschicht, wie sie in DIN ISO 3386-2 definiert ist, beträgt 64 kPa, die 40%-Stauchhärte der zweiten verwendeten Schaumschicht entsprechend 128 kPa. Die in den 2 und 5 dargestellten Diagramme des Eindrückverhaltens wurden mittels eines einfachen physikalischen Modells berechnet.
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3 stellt ein weiteres Innenverkleidungsteil dar. Auch hier wird durch einen Sprühkopf 3 Schaum in das Formwerkzeug 1 gesprüht. Allerdings liegt auf dem Formwerkzeug 1 bereits ein Träger 5 aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) auf, auf den die erste Schaumschicht 2 aufgebracht wird. Weiter ist eine zweite Schaumschicht 4 enthalten, die einen niedrigeren Härtegrad als die erste Schaumschicht 2 aufweist. Außerdem wird eine dritte Schaumschicht 6 aufgebracht, deren Härtegrad wiederum niedriger als der der Schaumschichten 2 und 4 ist. Somit ergibt sich auch hier ausgehend von dem Träger ein progressiver Abfall der Härte mit den Schaumschichten. Die Anpassung der Härtegrade erfolgt hier durch Verwendung unterschiedlicher A- und B-Komponenten für die zweite Schaumschicht 4 und die dritte Schaumschicht 6, der Härtegrad der ersten Schaumschicht 2 wird durch ein gezieltes Kollabieren der Schaumblasen einer Schaumschicht durch Einsprühen eines weiteren Schaums in die gerade aufschäumende Schaumschicht, eingestellt. Alternativ hierzu kann der Härtegrad der ersten Schaumschicht 2 durch einen im Vergleich zur zweiten Schaumschicht 4 erhöhten Anteil des Vernetzers, beispielsweise Glyzerin, verändert werden. Die Härtegrade wurden dabei so gewählt, dass das Verhältnis der Härte von der dritten Schaumschicht 6 zur zweiten Schaumschicht 4 1:2,5 beträgt, während das Verhältnis der Härte der zweiten Schaumschicht 4 zur ersten Schaumschicht 2 1:1,6 beträgt. Nach dem Sprühen der dritten Schaumschicht 6 kann zusätzlich eine Dekorschicht bestehend aus einer 1 mm dicken Folie oder eine Trennfolie aus Kunststoff auf die dritte Schaumschicht 6 angeformt werden.
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Das Sprühen der ersten Schaumschicht 2 erfolgt über einen Zeitraum von 16 s, worauf eine Pause von ebenfalls 16 s folgt. Das Sprühen der zweiten Schaumschicht 4 erfolgt über einen Zeitraum von 9 s. Nach einer Pause von wiederum 16 s wird die dritte Schaumschicht 6 über einen Zeitraum von 6 s gesprüht.
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In 4 ist ein Diagramm der Aufschäumreaktion dargestellt. Zum Zeitpunkt t0 = 0 s wird mit dem Sprühen der ersten Schaumschicht 2 begonnen, was die eingezeichnete Aufschäumreaktion der ersten Schaumschicht 2 in Gang setzt. Die Sprühdauer ist schematisch durch den Pfeil mit der Benennung „Sprühen 1. Schicht (2)” dargestellt und beträgt 18 s plus einer nachfolgenden Pause von 15 s, in der die erste Schaumschicht 2 anreagiert. Nach Ende des Sprühvorgangs der ersten Schaumschicht 2 und dem Anreagieren dieser Schicht wird eine zweite Schaumschicht 4 aufgesprüht, die Sprühdauer ist wiederum schematisch durch den Pfeil mit der Benennung „Sprühen 2. Schicht (4)” dargestellt und beträgt 10 s plus einer nachfolgenden Pause von 15 s. Weitere, hier nicht dargestellte Schaumschichten folgen, wobei das Schaumsprühen vorzugsweise 10 s dauert und jeweils von einer Pause von vorzugsweise 15 s gefolgt wird, bevor ein erneutes Schaumsprühen erfolgt. Zum Zeitpunkt t1 = 93 s wird das Schaumsprühen der letzten Schaumschicht beendet. Zum Zeitpunkt t2 = 155 s ist das Formwerkzug vollständig geschlossen, dieser Zeitpunkt fällt im dargestellten Fall mit dem Zeitpunkt zusammen, an dem die zuletzt aufgebrachte Schicht soweit aufgeschäumt ist, dass ein Beschichten möglich wäre. Die eingezeichneten Bereiche der Aufschäumreaktion, in denen die Schaumschicht noch nicht beschichtet werden kann, in dem sie noch beschichtet werden kann und in dem sie nicht mehr beschichtet werden kann, beziehen sich auf das Aufbringen beispielsweise einer Dekorschicht als Beschichtung. Wenn die Schaumschicht noch nicht mit einer Dekorschicht versehen werden kann, ist die Reaktion noch nicht weit genug fortgeschritten, um eine tragfähige Schaumschicht auszubilden, weitere Schaumschichten können jedoch durchaus auch in diesem Stadium schon aufgesprüht werden. Keine Beschichtung ist mehr möglich, wenn der Schaum soweit ausreagiert ist, dass seine Oberfläche nicht mehr klebrig ist und eine Befestigung weiterer Schichten beispielsweise nur noch durch Nähen oder Kleben geschehen kann.
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5 zeigt ein Diagramm des Eindrückverhaltens des in 3 in Seitenansicht dargestellten Innenverkleidungsteils. Das Härteverhältnis zwischen der dritten Schaumschicht 6 und der zweiten Schaumschicht 4 beträgt 1:2,5, während das Härteverhältnis zwischen der zweiten Schaumschicht 4 und der ersten Schaumschicht 2 1:1,6 beträgt. Die einzelnen Schaumschichten 2, 4, 6 sind jeweils 5 mm dick, sodass das Innenverkleidungsteil eine Gesamtdicke von 15 mm aufweist. Die 40%-Stauchhärte der dritten Schaumschicht 6 beträgt 32 kPa, die 40%-Stauchhärte der zweiten Schaumschicht 4 beträgt 80 kPa und die 40%-Stauchhärte der ersten Schaumschicht 2 beträgt 128 kPa.
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Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
