-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Versteifungsbauteils,
insbesondere einer Fahrzeugdachversteifung, das aus einer Schaumstoffschicht und
zwei mit dieser verbundenen äußeren Deckschichten gebildet und zur Anordnung an der
Innenseite einer zu versteifenden Umhüllung, insbesondere einer Dachhaut, bestimmt
ist.
-
Die DE 196 32 055 C1 hat ein Verfahren zur Herstellung einer Dachversteifung für
Fahrzeuge zum Gegenstand, bei dem ein planes mehrschichtiges Halbzeug aus einer
Hartschaumschicht und zwei äußeren Kraftlinern hergestellt, danach das Halbzeug mittig
gespalten und mit Übermaß auf die Abmessungen der Dachhaut zugeschnitten wird und
die beiden gebildeten Teile jeweils für sich auf der Hartschaumschicht zusammen mit
einer Klebeschicht mit einem Kraftliner versehen wird. Danach werden das auf diese
Weise erzeugte mehrschichtige plane Material auf einem der Dachhautform angepaßten
Formwerkzeug umgeformt und an diese angepaßt und der Klebstoff im Formwerkzeug
ausgehärtet. Das Verfahren ist somit zweistufig, indem in einer ersten Verfahrensstufe
die Schichten aufeinander angeordnet und diese anschließend in einer zweiten
Verfahrensstufe gemeinsam umgeformt und gleichzeitig miteinander verbunden werden.
Im übrigen weist das jeweilige separierte Teil beim Umformen nur einen mit dem
Hartschaum fest verbundenen Kraftliner auf, da der mit dem Kleber in das
Formwerkzeug eingebrachte zweite Kraftliner beim Umformprozeß zunächst noch nicht
mit dem Hartschaum verbunden ist. Das kann sich als nachteilig hinsichtlich der
Formbeständigkeit erweisen.
-
In der DE 198 47 795 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Dachversteifung unter
Verwendung eines sehr leichten und biegsamen Schaums, insbesondere eines PUR-
Schaum-Bandmaterials oder einer PUR-Schaum-Platte, beschrieben, bei dem dieser
beidseits mit einem Härte- und Klebemittel benetzt oder getränkt und anschließend
beidseits mit einer Deckschicht, beispielsweise einem beidseitig beschichteten Kraftliner,
versehen und der so gebildete Verbund in einem beheizten Formwerkzeug verpreßt und
dabei an die Dachkontur angepaßt und ausgehärtet und dadurch versteift wird. Das
Verfahren ist somit ebenfalls zweistufig. Das Schaummaterial kann sich jedoch bei
diesem symmetrisch aufgebauten Versteifungsmaterial entlang einer neutralen
Mittelfläche verformen und hat dadurch eine bessere Formbeständigkeit. Das Härte- und
Klebemittel dient sowohl der Verbindung der Deckschichten mit der Schaumstoffschicht
als auch der Versteifung derselben.
-
Ferner ist aus der DE 199 55 167 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeug-
Karosserieteils in Sandwichbauweise bekannt, das aus einer Außenschale, insbesondere
aus Blech oder Kunststoff, einer Innenschale, insbesondere aus einem Dekormaterial,
und zwischen den beiden Schalen angeordneten Schaumstoff besteht. Dabei werden
zunächst ein Außenschalen-Flachmaterial in eine erste Formhälfte eines
Formwerkzeuges eingelegt, in diesem geformt, insbesondere unter Verwendung eines
Kernes, und anschließend ausgeformt, die Innenschale als Fertigbauteil in eine zweite
Formhälfte eingelegt und Schaummaterial in die ausgeformte Außenhaut eingebracht.
Danach werden die beiden Formhälften unter Belassung einer Kavität unter reduziertem
Hub geschlossen und das Schaummaterial bei erhöhter Temperatur aushärten gelassen,
wobei sich dieses ausdehnt und mit den beiden Schalen verbindet. Bei diesem
mehrstufigen Verfahren werden somit zunächst die Deckschichten geformt und in einem,
vorzugsweise dem gleichen, Formwerkzeug angeordnet, und danach wird in einer
weiteren Verfahrensstufe das Schaummaterial zwischen diese gebracht und ausgehärtet.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines
Versteifungsbauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit dem ein
solches vereinfacht herstellbar ist.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch
dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
-
Die Erfindung besteht danach darin, daß bei einem Verfahren zur Herstellung eines
sandwichartig aufgebauten Versteifungsbauteils, gebildet aus zwei geformten
Deckschichten und einer zwischen diesen eingebrachten Schaumschicht, bei dem die
Deckschichten in einem Formwerkzeug, das im geschlossenen Zustand eine der Dicke
des Versteifungsbauteils entsprechende und an die äußeren Abmessungen desselben
angepaßte Kavität aufweist, im Abstand zueinander angeordnet werden und
Schaummaterial in den Zwischenraum eingebracht und unter erhöhter Temperatur
ausgehärtet wird, die Formgebung der Deckschichten und die Schäumung des
Schaummaterials in einem Arbeitsschritt erfolgen, indem bei der und durch die
Schäumung des Schaummaterials unter Bildung einer steifen und die
Formwerkzeugkavität ausfüllenden Schaumstoffschicht zugleich die Deckschichten
gegen das Formwerkzeug gedrückt werden und dadurch die Formgebung derselben
vollzogen wird, wobei sich das Schaummaterial auch mit den Deckschichten verbindet.
Damit entfällt der Arbeitsschritt der Formung der Deckschichten vor der Schäumung des
Schaummaterials, wodurch das Verfahren vereinfacht und der Herstellungsaufwand für
ein Versteifungsbauteil erheblich reduziert werden. Ein zusätzlicher Kleber bzw. eine
zusätzliche Klebeschicht zur Verbindung der Deckschichten mit der Schaumschicht wird
nicht benötigt, und ein mit dem Auftragen der Kleberschicht befaßter Arbeitsschritt
erübrigt sich ebenfalls. Die die Formgebung der Deckschichten verursachende
Schäumung führt zu einem homogenen Schaum, der auch eine ausgezeichnete Haftung
gegenüber den Deckschichten aufweist und der dem Versteifungsbauteil gute akustische
und thermische Dämpfungseigenschaften verleiht.
-
Vorzugsweise wird das Schaummaterial vor dem Einbringen der Deckschichten in das
Formwerkzeug, also außerhalb desselben, wenigstens auf eine Deckschicht aufgesprüht.
Das ist insbesondere bei größerflächigen Versteifungsbauteilen von Vorteil. Alternativ
dazu kann das Schaummaterial auch anderweitig aufgetragen oder auch nach dem
Einbringen der Deckschichten in das Formwerkzeug in den zwischen diesen gegebenen
Zwischenraum eingesprüht oder eingedrückt werden. Bei größeren
Versteifungsbauteilen, bei denen das Verhältnis zwischen der lichten Weite der im
Formwerkzeug angeordneten Deckschichten und deren Ausdehnung sehr klein ist,
besteht jedoch die Gefahr, daß das Schaummaterial nicht jeden Bereich des
Zwischenraumes erreicht.
-
Zur Erzeugung des Zwischenraumes zwischen den Deckschichten im Formwerkzeug
werden diese am jeweiligen Formwerkzeugteil fixiert. Dazu können die Formteile mit
Öffnungen versehen sein, die mit einer Vakuumeinrichtung verbunden sind, durch die ein
Unterdruck erzeugt und die jeweilige Deckschicht an das Formwerkzeugteil gezogen
wird. Bei größerflächigen Deckschichten und übereinander angeordneten
Formwerkzeugteilen mit einer sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Kavität
genügt es auch, wenn nur das obere Formwerkzeugteil mit einer Unterdruckeinrichtung
versehen ist. Die untere Deckschicht ist dann allein durch ihre Schwerkraft auf diesem
fixiert.
-
Für die Versteifungsbauteile eignen sich insbesondere auch Kraftliner, die
wasserundurchlässig sind. Durch diese wird eine Wasseraufnahme durch das jeweilige
Versteifungsbauteil vermieden, da die aus imprägnierten Papierbahnen bestehenden
Kraftliner eine solche verhindern. Ist das Versteifungsbauteil eine Dachversteifung für ein
Fahrzeugdach, wird somit die Aufnahme von unter diesem gebildeten Kondenswasser
verhindert. Als Schaummaterial wird vorzugsweise Polyurethan eingesetzt, das sich in
der Praxis als Versteifungsmaterial bewährt hat und modifizierbar ist.
-
Das Verfahren kann auf einfache Weise so durchgeführt werden, daß die Deckschichten
kontinuierlich als Bandmaterial von Vorratsrollen abgezogen und einem dem
Formwerkzeug zugeordneten Zwischenspeicher zugeführt werden. Dabei wird das
Schaummaterial auf eine der Deckschichten aufgesprüht. Aus dem Zwischenspeicher
werden diese dann diskontinuierlich zur Herstellung eines Versteifungsbauteils in das
geöffnete Formwerkzeug verbracht und am jeweiligen Formwerkzeugteil fixiert.
Anschließend wird das Formwerkzeug geschlossen, wobei zwischen den beiden
Formwerkzeugteilen und damit auch zwischen den beiden an diesen fixierten
Deckschichten ein vorbestimmter Zwischenraum gegeben ist. Danach wird das
Werkzeug erwärmt, was zu einer Aktivierung des Schäumens führt. Das expandierende
Schaummaterial füllt den Zwischenraum aus, drückt die Deckschichten gegen die
jeweilige Formwerkzeughälfte und verbindet sich mit den Deckschichten.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den
zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch:
-
Fig. 1 eine Anlage zur Herstellung einer Dachversteifung und
-
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Dachversteifung.
-
Die in Fig. 1 gezeigte Anlage weist zwei Vorratsrollen 1 und 2 für jeweils eine mit
Imprägniermittel behandelte Papierbahn 3 und 4 als Kraftliner, eine Sprühvorrichtung 5
für Polyurethan-Schaummaterial S, zwei Vorschubwalzen 6 und 7, Umlenkrollen 8 und 9,
eine zwischen den Umlenkrollen angeordnete Tänzerrolle 10, ein beheizbares
Formwerkzeug 11, eine Schneideinrichtung 12 sowie eine nicht dargestellte
Vorschubeinrichtung auf, die die in das Formwerkzeug 11 eingezogenen
Kraftlinerbahnen 3 und 4 auf der den Vorratsrollen 1 und 2 abgewandten Seite des
Formwerkzeuges 11 greift und diese sowie die gefertigten Dachversteifungen
diskontinuierlich aus diesem zieht. Das Formwerkzeug 11 ist aus zwei
Formwerkzeugteilen 11.1 und 11.2 gebildet, von denen das obere (11.2) mit einer
Vakuumeinrichtung V verbunden und mit mehreren Saugkanälen 13 versehen ist.
-
Zur Herstellung einer Dachversteifung werden die imprägnierten Papierbahnen 3 und 4
durch die Vorschubwalzen 6 und 7 kontinuierlich von den Vorratsrollen 1 und 2
abgezogen. Im Bereich zwischen der Vorratsrolle 1 und der Vorschubwalze 6 wird die
untere Kraftlinerbahn 3 über deren gesamte Breite mit Polyurethan-Schaummaterial S
besprüht. Dieses gelangt, ab den Vorschubwalzen 6 und 7 zwischen den
Kraftlinerbahnen 3 und 4 angeordnet, über die einen Speicher für eine diskontinuierliche
Entnahme bildende Tänzerrolle 10 durch die nicht dargestellte Vorschubeinrichtung
diskontinuierlich in das geöffnete Formwerkzeug 11. Dort wird die Kraftlinerbahn 4 durch
einen vermittels der Vakuumeinrichtung V am Formwerkzeugteil 11.2 erzeugten
Unterdruck an diesem (11.2) fixiert. Die untere Kraftlinerbahn (Papierbahn 3) legt sich
durch deren Schwerkraft über die untere Formwerkzeughälfte 11.1. Danach wird das
Formwerkzeug 11 geschlossen. Im geschlossenen Zustand bilden die
Formwerkzeugteile 11.1 und 11.2 eine Kavität, die der Dicke der herzustellenden
Dachversteifung entspricht und an deren weitere Abmessungen angepaßt ist, wobei
auch zwischen den Papierbahnen 3 und 4 ein Zwischenraum 14 gebildet wird. Infolge
von Wärmeenergiezuführung durch das Formwerkzeug 11 schäumt das nun an beiden
Papierbahnen 3 und 4 haftende Polyurethan-Schaummaterial S auf, dehnt sich dadurch
aus und drückt diese (3, 4) gegen die jeweilige Formwerkzeughälfte 11.1 bzw. 11.2,
verbindet sich mit den Papierbahnen 3 und 4 und härtet unter Bildung einer steifen
Schaumstoffschicht 15 aus. Anschließend wird der Verbund aus dem geöffneten
Formwerkzeug 11 gezogen, wodurch eine weiterer Papierbahnenabschnitt aus dem
Speicher in dieses (11) nachgezogen wird, an der Schneideinrichtung 12 abgetrennt und
schließlich randverschnitten. Das erzeugte Dachversteifungsteil ist in Fig. 2 dargestellt.
Mittels aufgebrachter Kleberaupen wird dieses an der Innenseite eines vorbestimmten
Fahrzeugdaches befestigt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Vorratsrolle
2 Vorratsrolle
3 Kraftliner/Papierbahn
4 Kraftliner/Papierbahn
5 Sprühvorrichtung
6 Vorschubwalze
7 Vorschubwalze
8 Umlenkrolle
9 Umlenkrolle
10 Tänzerrolle
11 Formwerkzeug
12 Schneideinrichtung
13 Saugkanal
14 Zwischenraum
15 Schaumstoffschicht
S Schaummaterial
V Vakuumeinrichtung