DE102015218869B4

DE102015218869B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Zuschnitts einer Sprühhaut

Info

Publication number: DE102015218869B4
Application number: DE102015218869.8A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Tomforde
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2035-10-01
Also published as: DE102015218869A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zuschnitts (1) einer Sprühhaut (2) bestehend aus einem Schaumstoff (3) und einer Gewebelage (4), mit folgenden Schritten: • Bereitstellen (101) eines Werkzeugs (5) mit einer konturgebenden Schneidkante (6) und einer von der Schneidkante (6) umgebenen Sprühfläche (7), • Besprühen (102) der Sprühfläche (7) mit dem Schaumstoff (3), • Aufbringen (104) der Gewebelage (4) auf den Schaumstoff (3), • Schneiden (105) des Zuschnitts (1) der Sprühhaut (2) durch die Schneidkante (6).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Zuschnitts einer Sprühhaut mit einer im Wesentlichen zweidimensionalen, konturierten Struktur, insbesondere für Interieurbauteile von Fahrzeugen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aus EP 0 379 2436 A2 und DE 697 04 626 T2 ist bekannt, dass Sprühhäute aus Polyurethan (PU) mittels eines Spritzformverfahrens hergestellt werden können, indem ein Schaum in eine vorgewärmte Form gesprüht wird.
Bei der Herstellung eines genähten Dekors aus Kunstleder (Planware) wird aus der PU oder Polyvinylchlorid (PVC) Sprühhaut Rollenware hergestellt. Aus der Rollenware werden anschließend Zuschnitte gestanzt oder geschnitten. Je nach Größe und Form des Zuschnittes fallen im Durchschnitt 40% des Materialeinsatzes als Verschnitt (Abfall) an. Dieser Abfall wird dann entsorgt. Aus den Zuschnitten wird dann ein Nähkleid erstellt, das auf Trägerteile für Interieurbauteile von Fahrzeugen kaschiert wird.
Die DE 42 37 274 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit aufgebrachten Textil- oder Folienmaterial, das teilweise von einer Nut begrenzt ist und innerhalb der Nut zugeschnitten wird.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die die Herstellung eines zweidimensionalen Zuschnitts einer Sprühhaut mit weniger Abfall ermöglichen.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7 und einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen aufgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt einen Zuschnitt einer Sprühhaut aus einem Schaumstoff und einer Gewebelage mit den folgenden Schritten:

• ein Werkzeug wird einer Sprühstation zugeführt, wobei das Werkzeug eine konturgebende Schneidkante und eine von der Schneidkante zumindest teilweise umgebene Sprühfläche umfasst,
• die Sprühfläche wird mit dem Schaumstoff besprüht, so dass eine Sprühhaut entsteht,
• die Gewebelage wird auf den Schaumstoff aufgebracht, und
• der zweidimensionale Zuschnitt wird aus der Sprühhaut mit Gewebelage durch die konturgebende Schneidkante herausgeschnitten bzw. gestanzt.

Der Zuschnitt wird also nicht aus einer Fläche mit Schaumstoff und Gewebelage geschnitten, sondern bezüglich des Schaumstoffs durch das konturierte Werkzeug direkt in seiner endgültigen Geometrie hergestellt. Die Gewebelage ist wegen der "Nähbarkeit" des Zuschnitts nötig und wird daher auf die Rückseite der Sprühhaut angebracht. Beim Schneiden des Zuschnitts fällt weiterhin Abfall der Gewebelage an, jedoch wird die eingesetzte Menge an Rohmaterial für den Schaumstoff reduziert.
Bei dem bisherigen Prozess werden ca. 40% des Schaumstoff-Rohmaterials nicht verwendet, sondern fallen als Abfall an. Wenn man von einem leichten Overspray (Material das beim Sprühen außerhalb der Schneidkante des Werkzeugs angelagert wird) beim Schaumstoff ausgeht, können ca. 35% des Schaumstoff-Rohmaterials eingespart werden. Auch der Betriebsmittel- und Personaleinsatz wird reduziert, da der Zuschnitt an einer einzigen Anlage komplett hergestellt werden kann.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Aufbringen der Gewebelage durch ein Aufwalzen eines Gewebes als Rollenware. Die Rollenware wird über ein oder mehrere Werkzeuge mit enthaltenem Schaumstoff ausgerollt und auf den Schaumstoff ausgewalzt. Ist der Schaumstoff nach dem Besprühen noch nicht erstarrt, so verbindet er sich leicht mit der Gewebelage. Durch das Aufwalzen kann ein aufwendiges Positionieren von Gewebezuschnitten auf dem Schaumstoff entfallen und ein quasi-kontinuierlicher Prozess aufgebaut werden. Als Schaumstoff eignet sich besonders Polyurethan (PU), wenn eine weiche, haptisch anmutige Oberfläche für den Fahrzeuginterieurbau benötigt wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das warme Werkzeug während oder nach dem Besprühen vibriert, um eine gleichmäßige Verteilung des Schaumstoffs auf der Sprühfläche zu gewährleisten. Damit erhält man eine gleichmäßig dicke Sprühhaut, auch wenn das Besprühen selbst geringe Unregelmäßigkeiten aufweist.
Das Schneiden des Zuschnitts der Sprühhaut erfolgt vorteilhafterweise durch ein Pressen einer Stanzplatte auf das Werkzeug. Die Schneidkante des Werkzeugs wirkt mit der Stanzplatte zusammen und trennt die überstehenden Materialanteile von Overspray und Gewebelagen ab, die dann entfernt werden können.
Für einen kontinuierlichen Betrieb des Verfahrens ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen den Schritten des Besprühens, Aufbringens und Schneidens eine Fördereinrichtung das Werkzeug zu der jeweiligen Arbeitsstation bewegt. Damit dient das Werkzeug dem Transport der Sprühhaut von Sprühstation bis zur Entnahme nach dem Zuschneiden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Sprühhaut, die aus einem Schaumstoff und einer Gewebelage besteht, umfasst ein Werkzeug mit einer konturgebenden Schneidkante, wobei die Kontur im Wesentlichen die Form des Zuschnitts definiert, und einer von der Schneidkante umgebenen Sprühfläche. Das Werkzeug wird, wie nachfolgend beschrieben, zu unterschiedlichen Stationen bewegt.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Sprühstation zum Besprühen der Sprühfläche mit dem Schaumstoff, eine Walzstation zum Aufbringen der Gewebelage auf den Schaumstoff und eine Schneidstation zum Schneiden eines Zuschnitts der Sprühhaut durch die konturgebende Schneidkante.
Bei einer getakteten Arbeitsweise können in nur drei Stationen fertige Zuschnitte hergestellt werden, mit minimalem Abfall an Schaumstoff und ohne Positionierungsanstrengungen zur Ausrichtung des Gewebes auf der Sprühhaut.
Wenn das Werkzeug eine Oberflächenstruktur aufweist, können auf einfache Art und Weise kundenspezifische Narbungen separat für jeden Zuschnitt hergestellt werden, d.h. das Verfahren bleibt unverändert und nur im Werkzeug selbst sind Unterschiede durch die individualisierte Oberflächenstruktur der Sprühfläche begründet. Es können Applikationen wie Airbagschriftzug, Beschriftungen, Verzierungen usw. in die Oberfläche des Zuschnitts integriert werden. Dadurch können auch die Lagerbestände an Rohmaterial gesenkt werden.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Fördereinrichtung zum Transport des Werkzeugs zwischen Sprühstation, Walzstation und Schneidstation, so dass eine Zwischenlagerung während des Herstellprozesses entfallen kann. Dabei kann die Fördereinrichtung eine Umsetzeinrichtung zur Rückführung der Werkzeuge zur Sprühstation umfassen, wodurch im Sinne eines geschlossenen Kreislaufs die Werkzeuge aus denen ein fertiger Zuschnitt entnommen wurde, dem Prozessschritt des Besprühens wieder bereitgestellt werden.
Für eine Herstellung einer ebenmäßigen Sprühhaut hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Hubtisch mit Schwingeinheit eingeführt wird, der innerhalb der Sprühstation oder danach das Werkzeug zum Vibrieren bringt und die noch formbare Schaummasse gleichmäßig auf der Sprühfläche verteilt.
Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt zwei Werkzeuge mit Schaumstoff und Gewebelage vor dem Zuschneiden.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des Zuschnitts.
3 zeigt schematisch die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
1 zeigt eine Unterlage 14 für mehrere Werkzeuge 5, die gemeinsam bewegt werden können. Die Unterlage 14 ist Teil einer Fördereinrichtung, die später anhand von 2 erläutert wird. Die Werkzeuge 5 umfassen jeweils eine Sprühfläche 7, die von einer Schneidkante 6 umgeben ist. Die Schneidkante 6 folgt dabei einer Kontur des späteren Zuschnitts und ermöglicht ein vollständiges Abtrennen des Zuschnitts vom überstehenden Material.
Die Werkzeuge 5 nach 1 sind bereits mit Schaumstoff 3 gefüllt, wobei ein leichter Overspray 13 des Schaumstoffs 3 auch außerhalb der Schneidkante 6 angelagert ist. Im rechten der zwei Werkzeuge 5 weist die Sprühfläche 7 eine Oberflächenstruktur 8 auf, die sich im Schaumstoff abzeichnet und dann auf einer Sichtseite der Sprühhaut und des späteren Zuschnitts eine Narbung oder andere Strukturen, wie grafische Symbole, darstellt.
Weiterhin ist auf die Sprühhäute 2 in den Werkzeugen 5 eine Gewebelage 4 aus einem dünnen Textil auf der Seite, die der späteren Sichtseite gegenüberliegt, aufgebracht, die vor dem Zuschneiden über die Schneidkante 6 übersteht und beispielhaft, wie in 1 ersichtlich, auch mehrere Werkzeuge 5 überspannen kann. Die Gewebelage 4 ist mit dem Schaumstoff 3 der Sprühhaut 2 fest verbunden, da die Gewebelage 4 kurz nach der Herstellung der Sprühhaut 2 aufgebracht wurde und der Schaumstoff 3 noch weich war und den Stoffschluss mit dem Gewebe 4 erleichterte.
2 zeigt nun die Vorrichtung zur Herstellung eines Zuschnitts 1, der der Vorrichtung in einer Entnahmestation 26 entnommen wird. Unterschiedliche Stationen 21, 22, 23, 24, 25 sind mittels einer Fördereinrichtung 10 verbunden, die eine Mehrzahl von Werkzeugen 5 von Station zu Station bewegt. Umsetzeinrichtungen 25 an beiden Enden der Vorrichtung befördern die Werkzeuge 5 zwischen zwei verschiedenen Lagen und Bewegungsrichtungen hin und her, so dass ein kontinuierlicher Herstellungsprozess entsteht.
Nachdem ein Werkzeug 5, in 2 am rechten Rand, bereitgestellt wurde, wird dieses Werkzeug 5 durch die Fördereinrichtung 10 zur Sprühstation 21 befördert. Ein Hubtisch 22 mit Schwingeinheit bewegt das Werkzeug einem Sprühkopf 11 entgegen. Der Sprühkopf 11 ist zumindest zweidimensional über dem Werkzeug 5 bewegbar, so dass er innerhalb des Werkzeugs 5 die Sprühfläche 7 (siehe 1) mit Schaumstoff 3 besprühen kann. Der Schaumstoff 3 reagiert und härtet innerhalb der durch die Sprühfläche und die Schneidkanten des temperierten Werkzeugs 5 vorgegebenen Form aus. Die gleichzeitige Bewegung des Hubtisches 22 versetzt das Werkzeug 3 und den darin befindlichen Schaumstoff 3 in Vibrationen, so dass sich das Material gleichmäßiger im Werkzeug 5 verteilt und eine einheitliche Schichtdicke erzielt wird.
Anschließend senkt sich der Hubtisch 22 wieder und die Fördereinrichtung 10 bewegt das Werkzeug 5 zur nächsten Station, der Walzstation 23. Von einer Geweberolle 12 wird eine Gewebelage 4 abgerollt und über eine Walze 28 auf den Schaumstoff 3 im Werkzeug 5 aufgedrückt. Der Schaumstoff 3 ist noch weich, so dass sich Schaumstoff 3 und Gewebelage 4 miteinander ohne zusätzliche Klebstoffe verbinden.
Das Werkzeug 5 wird nunmehr zur nächsten Station, der Schneidstation 23 befördert. Die Schneidstation 23 besteht aus zwei Teilen, die über eine Lineareinheit 27 zum Rücktransport einer Stanzplatte 9 miteinander verbunden sind. Im nach 2 rechten Teil wird die Stanzplatte 9 auf das Werkzeug 5 aufgesetzt und dann mittels der Fördereinrichtung 10 zum linken Teil transportiert. Dabei passieren Werkzeug 5 und Stanzplatte 9 zwei Walzen, die beide derart aufeinanderpressen, dass Materialanteile von Schaumstoff 3 und Gewebelage 4 außerhalb der Schneidkanten des Werkzeugs 5 abgetrennt werden. Im linken Teil der Schneidstation 23 wird die Stanzplatte 9 wieder vom Werkzeug 5 abgehoben und sodann durch die Lineareinheit 27 wieder in die Ausgangslage zurückgeführt.
Das Werkzeug 5 wird durch die Fördereinrichtung 10 zur abschließenden Entnahmestation 26 befördert, in der der Zuschnitt 1 dem Werkzeug entnommen wird. Weiterhin werden die Materialreste an Schaumstoff 3 und Gewebelage 4 aus der Vorrichtung entfernt und entsorgt.
Die gezeigte Vorrichtung enthält auch optionale Merkmale, wie z.B. Hubtisch mit Schwingeinheit, Lineareinheit 27. Das erfindungsgemäße Verfahren wird noch einmal vereinfacht anhand 3 verdeutlicht.
Das Verfahren beginnt mit dem Bereitstellen 101 des Werkzeugs mit anschließendem Besprühen 102 der Sprühfläche des Werkzeugs mit einem Schaumstoff, vorzugsweise PU, wobei hierbei die an sich bekannte Ausschäumung des Werkzeugs innerhalb der Konturen der Schneidkanten erfolgt, so dass eine Sprühhaut vorliegt.
Das noch nicht erstarrte Material wird optional einer Vibration 103 ausgesetzt und gleichmäßig innerhalb des Werkzeugs verteilt, bevor in einem folgenden Schritt das Aufbringen 104 der Gewebelage erfolgt.
Die nunmehr verbundene Sprühhaut und Gewebelage werden folgend zu einem Zuschnitt weiterverarbeitet, indem entlang der Schneidkante des Werkzeugs ein Schneiden 105 der Sprühhaut erfolgt. Letztlich muss in einem abschließenden Schritt 106 der Zuschnitt nur noch dem Werkzeug entnommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Zuschnitt
2: Sprühhaut
3: Schaumstoff
4: Gewebelage
5: Werkzeug
6: Schneidkante
7: Sprühfläche
8: Oberflächenstruktur
9: Stanzplatte
10: Fördereinrichtung
11: Sprühkopf
12: Geweberolle
13: Overspray
14: Unterlage
21: Sprühstation
22: Hubtisch mit Schwingeinheit
23: Walzstation
24: Schneidstation
25: Umsetzeinrichtung
26: Entnahmestation
27: Lineareinheit zum Rücktransport der Stanzplatte
101: Bereitstellen eines Werkzeugs
102: Besprühen der Sprühfläche
103: Vibrierens des Werkzeugs
104: Aufbringen der Gewebelage
105: Schneiden des Zuschnitts der Sprühhaut
106: Entnehmen des Zuschnitts

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Zuschnitts (1) einer Sprühhaut (2) bestehend aus einem Schaumstoff (3) und einer Gewebelage (4), mit folgenden Schritten: • Bereitstellen (101) eines Werkzeugs (5) mit einer konturgebenden Schneidkante (6) und einer von der Schneidkante (6) umgebenen Sprühfläche (7), • Besprühen (102) der Sprühfläche (7) mit dem Schaumstoff (3), • Aufbringen (104) der Gewebelage (4) auf den Schaumstoff (3), • Schneiden (105) des Zuschnitts (1) der Sprühhaut (2) durch die Schneidkante (6).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufbringen (104) der Gewebelage (4) durch ein Aufwalzen eines Gewebes als Rollenware erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Schaumstoff (3) Polyurethan ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, mit dem zusätzlichen Schritt des Vibrierens (103) des Werkzeugs (5) während und/oder nach dem Besprühen (102).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Schneiden (105) des Zuschnitts (1) der Sprühhaut (2) durch ein Pressen einer Stanzplatte (9) auf das Werkzeug (5) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zwischen den Schritten des Besprühens (102), Aufbringens (104) und Schneidens (105) eine Fördereinrichtung (10) das Werkzeug (5) zu einer jeweiligen Arbeitsstation (21, 23, 24) bewegt.
Vorrichtung zur Herstellung eines Zuschnitts (1) einer Sprühhaut (2) bestehend aus einem Schaumstoff (3) und einer Gewebelage (4), mit: • einem Werkzeug (5) mit einer konturgebenden Schneidkante (6) und einer von der Schneidkante (6) umgebenen Sprühfläche (7), • einer Sprühstation (21) zum Besprühen (102) der Sprühfläche (7) mit dem Schaumstoff (3), • Walzstation (23) zum Aufbringen (104) der Gewebelage (4) auf den Schaumstoff (3), • Schneidstation (24) zum Schneiden eines Zuschnitts (1) der Sprühhaut (2) durch die konturgebende Schneidkante (6).
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Sprühfläche (7) des Werkzeugs (5) eine Oberflächenstruktur (8) zur Darstellung einer Narbung oder von grafischen Symbolen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, mit einer Fördereinrichtung (10) zum Transport des Werkzeugs (5) zwischen Sprühstation (21), Walzstation (23) und Schneidstation (24).
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Fördereinrichtung (10) eine Umsetzeinrichtung (25) zur Rückführung des Werkzeugs (5) zur Sprühstation (21) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, mit einem Hubtisch (22) mit Schwingeinheit zum Vibrieren des Werkzeugs (5) in der Sprühstation (21).