DE10233888A1

DE10233888A1 - Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaumformteils mit integriertem Insert und Aufschäumform dafür

Info

Publication number: DE10233888A1
Application number: DE10233888A
Authority: DE
Inventors: Shinji Miyakawa; Juro Ueda
Original assignee: Tokai Chemical Industries Ltd; Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Tokai Chemical Industries Ltd; Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: JP3821673B2; US20030020196A1; DE10233888B4; US7029610B2; JP2003033925A

Abstract

Die Patentanmeldung befasst sich mit einem Verfahren und einer Aufschäumform zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert. In dem Verfahren wird ein Formkörper hergestellt, der ein Substrat und einen mit dem Substrat eine Einheit bildenden Polyurethanschaum-Formkörper umfasst, wobei das Substrat (1) als Insert in einer Aufschäumform (3) angeordnet wird und in einem Ende des Substrats und/oder in einer Formfläche der Aufschäumform (3), die das Substrat (1) berührt, eine Polyurethanschaum-Entlastungsrille (30) und ein Polyurethanschaum-Regulierer (31) ausgebildet werden. Die Entlastungsrille (30) steht mit einem Hohlraum (32) der Form in Verbindung, während der Regulierer (31) mit der Entlastungsrille (30) in Verbindung steht und ein größeres Volumen als die Entlastungsrille aufweist. Die Entlastungsrille (30) und der Regulierer (31) können den auf den Hohlraum (32) aufgebrachten Druck steuern. Polyurethanschaum, der durch die Entlastungsrille (30) und den Regulierer (31) ausgebildet wird, haftet an dem Formteil an. Dabei lässt sich der Entgratungsvorgang vermeiden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert und eine Aufschäumform dafür. Bei diesem Herstellungsverfahren wird in der Aufschäumform als Insert ein Substrat angeordnet, das ein Kernelement und/oder eine Haut ergibt, und das Polyurethanschaum- Formteil so ausgebildet, dass es mit dem Substrat eine Einheit bildet.

Kraftfahrzeuge enthalten viele schwingende Komponenten, von denen die Motoren eine solche Hauptkomponente sind. Zu den Aufgaben von Kraftfahrzeugtechnikern gehört es, die durch diese Schwingungen erzeugten Geräusche zu reduzieren. Aus diesem Grund kommen schalldichte Abdeckungen zum Einsatz, die die Geräuschquellen bedecken. So ist zum Beispiel aus der Japanischen Patentoffenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 10-205352 eine schalldichte Abdeckung bekannt, die sich aus einer harten Schallisolationsschicht und einer Schallabsorptionsschicht zusammensetzt. Die harte Schallisolationsschicht besteht aus Harz oder aus einem Stahlblech. Die Schallabsorptionsschicht ist auf der der Geräuschquelle zugewandten Gegenfläche der Schallisolationsschicht aufgebracht und besteht aus einer aufgeschäumten Polymersubstanz. In dieser schalldichten Abdeckung isoliert die Schallisolationsschicht den von der Geräuschquelle kommenden Schall, während die Schallabsorptionsschicht den von der Geräuschquelle kommenden Schall absorbiert.

Und zwar werden die von der Schallquelle erzeugten Schallwellen, während sie durch die Schallabsorptionsschicht laufen, um ein gewisses Maß von der Schallabsorptionsschicht absorbiert. Die restlichen, nicht absorbierten Schallwellen erreichen die Schallisolationsschicht. Da es für die Schallwellen schwierig ist, durch die harte Schallisolationsschicht zu dringen, werden die Schallwellen an der Schallisolationsschicht reflektiert und laufen erneut durch die Schallabsorptionsschicht hindurch. Die Schallwellen werden daher wiederholt zwischen der Geräuschquelle und der Schallisolationsschicht reflektiert, wobei sie jedes Mal, wenn sie durch die Schallabsorptionsschicht laufen, absorbiert werden. Auf diese Weise kommt es zu einer wirksamen Schallabdichtung.

Aus der Japanischen Patentoffenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 9-134179 ist eine weitere schalldichte Abdeckung bekannt. Bei dieser schalldichten Abdeckung ist die Schallabsorptionsschicht so ausgebildet, dass sie mit der Oberflächengestaltung der Geräuschquelle übereinstimmt. Genauer gesagt ist die Schallabsorptionsschicht so angeordnet, dass sie an der Geräuschquelle anhaftet, sodass es zwischen der schalldichten Abdeckung und der Geräuschquelle keinen Zwischenraum gibt. Da der Zwischenraum fehlt, können durch diesen auch keine ungewollten Geräusche austreten.

Bei der Herstellung solcher schalldichter Abdeckungen können die Schallisolationsschicht und die Schallabsorptionsschicht jeweils unabhängig voneinander ausgebildet und danach miteinander verbunden werden. Allerdings ist es wesentlich günstiger, die schalldichte Abdeckung wie folgt herzustellen. Zuerst wird ein Insert (Einlegeteil), das die Schallisolationsschicht ergibt, in einer Aufschäumform angeordnet, und dann wird die Schallabsorptionsschicht durch Aufschäumen von Polyurethan mit der Schallisolationsschicht zu einer Einheit geformt.

Wenn die Schallisolationsschicht als Insert in der Aufschäumform angeordnet wird, um anschließend mit der Schallabsorptionsschicht zu einer Einheit geformt zu werden, ist es jedoch nicht zu vermeiden, dass der Polyurethanschaum zwischen dem Insert und der Formoberfläche eindringt, sodass Grate entstehen. Dieses Problem hängt mit der Abdichtgenauigkeit der Aufschäumform zusammen. Wenn allerdings die Abdichtgenauigkeit gesteigert wird, können die Aufschäumgase nicht vollständig entweichen, sodass dadurch wiederum Poren auftreten, die auch als Luftkammern bezeichnet werden.

Darüber hinaus führt das Auslaufen des aufgeschäumten Harzes durch den Zwischenraum zwischen dem Insert und der Formfläche häufig zu filmförmigen Graten, die sich an der Formfläche anlagern. In diesen Fällen wird ein zusätzlicher Schritt benötigt, um die Grate von der Aufschäumform zu entfernen, weswegen der Formzyklus an diesem Schritt unterbrochen werden sollte, sodass sich eine geringere Produktivität ergibt.

In der Japanischen Patentoffenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 6-339935 wird daher vorgeschlagen, in der Aufschäumform Gasauslassrillen auszubilden, die den Hohlraum mit der Außenseite der Aufschäumform verbinden. Dieser Schrift ist zu entnehmen, dass der Polyurethanschaum bei einer solchen Anordnung in die Gasauslassrillen eindringt und dass sich dadurch der Aufschäumdruck verringert, wodurch das Auftreten von Graten unterdrückt werden kann. Darüber hinaus ist dargestellt, dass sich die Viskosität des Polyurethanschaums erhöht, wenn der Polyurethanschaum durch die Gasauslassrillen hindurchgeht, und dass deswegen kein Polyurethanschaum ausläuft.

Allerdings ist es auch dann, wenn die Gasauslassrillen auf die oben beschriebene Weise vorgesehen werden, äußerst schwierig, ausreichend genau ein Gleichgewicht einzustellen, mit dem sich sowohl das Auftreten der Grate unterdrücken als auch das Auslaufen des Polyurethanschaums aus der Aufschäumform verhindern lässt.

Wenn der durch die Gasauslassrillen fließende Polyurethanschaum einen großen Fluidwiderstand zeigt, tritt nämlich der Fall auf, dass der Aufschäumdruck im Formhohlraum zunimmt und dass es dadurch an den anderen Formflächen, in denen keine Gasauslassrille ausgebildet ist, zu Graten kommt. Wenn der Polyurethanschaum dagegen einen geringen Fluidwiderstand zeigt, tritt der Fall auf, dass der Aufschäumdruck abnimmt und dass dadurch an dem Formteil Unterfüllungen (Stoffmangel) oder Einfallstellen auftreten, oder es tritt der Fall auf, dass der Polyurethanschaum aus der Aufschäumform ausläuft. Abgesehen davon ist der Aufschäumdruck stark von der Genauigkeit der Aufschäumform, den Klemmkräften, dem Inhalt des Polyurethanschaums, den Temperaturen und dergleichen abhängig, was Auswirkungen auf das Formverhalten hat. Durch Ausbilden der Gasauslassrillen allein lässt sich daher nicht nur das Auftreten von Graten schwer unterdrücken, sondern lässt sich auch kaum ausreichend genau das Auslaufen von Polyurethanschaum aus der Aufschäumform unterdrücken.

Angesichts dessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, sowohl die Gratbildung als auch das Auslaufen des Polyurethanschaums aus der Aufschäumform sicher zu unterdrücken, während gleichzeitig Unterfüllungen oder Einfallstellen verhindert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Aufschäumform zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 8 gelöst.

Bei dem Verfahren zur Herstellung des Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert wird ein Formkörper hergestellt, der ein Substrat und einen mit dem Substrat eine Einheit bildenden Polyurethanschaum-Formkörper umfasst, wobei das Substrat als Insert in einer Aufschäumform angeordnet wird. Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte: Ausbilden einer feinen nutförmigen Polyurethanschaum-Entlastungsrille und eines Polyurethanschaum-Regulierers in einem Ende des Substrats und/oder in einer Formfläche der Aufschäumform, die das Substrat berührt, wobei die Polyurethanschaum- Entlastungsrille mit einem Hohlraum der Aufschäumform in Verbindung steht und der Polyurethanschaum-Regulierer mit der Polyurethanschaum-Entlastungsrille in Verbindung steht und ein größeres Volumen als die Polyurethanschaum- Entlastungsrille hat; und Regulieren des Auslaufs an in dem Hohlraum aufgeschäumten Polyurethanschaum mit dem Polyurethanschaum-Regulierer sowie Entfernen des durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer ausgebildeten Polyurethanschaums aus der Aufschäumform in einem Zustand, in dem er mit dem Formteil eine Einheit bildet.

Der durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer ausgebildete Polyurethanschaum sollte möglichst in einem Zustand aus der Aufschäumform entfernt werden, in dem er an dem Substrat hängt.

Darüber hinaus kann das Ende des Substrats und/oder die Formfläche der Aufschäumform mit einer zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrille versehen werden, die den Polyurethanschaum-Regulierer mit der Außenseite der Aufschäumform verbindet. Dabei sollte der auslaufende Polyurethanschaum nach dem Durchfließen der Polyurethanschaum-Entlastungsrille mit einer gewissen Zeitverzögerung durch die zweite Polyurethanschaum- Entlastungsrille fließen.

Durch das Verfahren und die Aufschäumform zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert lassen sich sowohl die Gratbildung als auch das Auslaufen des Polyurethanschaums aus der Aufschäumform unterdrücken, während Unterfüllungen oder Einfallstellen verhindert werden. Dadurch lässt sich nicht nur der Mannstundenaufwand verringern, sondern lässt sich auch die Produktivität deutlich verbessern.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen folgt nun eine genauere Beschreibung der Erfindung, ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele und ihrer Vorteile. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß hergestelltes Polyurethanschaum-Formteil mit Insert;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch Fig. 1;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Aufschäumform gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, die bei der Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Polyurethanschaum-Formteils verwendet wurde;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Formfläche einer Aufschäumform gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Formfläche einer Aufschäumform gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Nachdem die Erfindung zuvor allgemein beschrieben wurde, wird sie nun anhand bestimmter Ausführungsbeispiele erläutert, die allein der Veranschaulichung dienen, nicht aber den Schutzumfang beschränken sollen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert werden in einem Ende eines Substrats und/oder in einer Formfläche einer Aufschäumform, die das Substrat berührt, eine feine nutförmige Polyurethanschaum-Entlastungsrille und ein Polyurethanschaum-Regulierer ausgebildet. Die Polyurethanschaum-Entlastungsrille steht mit einem Hohlraum der Aufschäumform in Verbindung. Der Polyurethanschaum-Regulierer steht mit der Polyurethanschaum- Entlastungsrille in Verbindung und hat ein größeres Volumen als die Polyurethanschaum-Entlastungsrille. Der sich ausdehnende und den Hohlraum füllende Polyurethanschaum geht daher zunächst durch die Polyurethanschaum- Entlastungsrille hindurch. Da die Polyurethanschaum- Entlastungsrille eine feine Nutform hat, zeigt sie einen großen Fluidwiderstand. Daher nimmt der Druck in dem Hohlraum nicht plötzlich ab, sodass Unterfüllungen oder Einfallstellen unterdrückt werden. Der durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille getretene Polyurethanschaum gelangt dann in den Polyurethanschaum-Regulierer, der ein großes Volumen hat. Dadurch können die überschüssigen Gase aus dem Hohlraum entweichen, sodass das Auftreten von Poren unterdrückt wird.
Wenn der Polyurethanschaum den Polyurethanschaum- Regulierer mit dem großen Volumen erreicht, nimmt außerdem der Druck in dem Hohlraum zweckentsprechend ab. Dadurch wird der Polyurethanschaum daran gehindert, zwischen dem Insert und der Formfläche einzudringen, sodass das Auftreten von filmförmigen, an der Formfläche anhaftenden Graten unterdrückt wird. Daher entfällt der Schritt zum Entfernen der Grate, sodass sich die Produktivität verbessert, ohne dass es zu einem Nachteil wie einer Unterbrechung des Formzyklus kommt.
Bei diesem Herstellungsverfahren wird der durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer ausgebildete Polyurethanschaum in einem Zustand aus der Aufschäumform entfernt, in dem er mit dem Formteil eine Einheit bildet. Wenn der Polyurethanschaum an diesem Abschnitt nicht benötigt wird, kann er daher nach der Entnahme des Formteils aus der Aufschäumform ohne Weiteres durch Entgraten oder manuelles Abreißen entfernt werden. Der Fertigungstakt kann daher kaum nachteilig beeinflusst werden. Abgesehen davon kann das Formteil, so wie es ist, ein Fertigteil ergeben, wenn der Polyurethanschaum an dem Formprodukt gelassen wird und dies zu keinen Funktionsproblemen führt. Dadurch lässt sich der Mannstundenaufwand verringern.
Des Weiteren wird die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und der Polyurethanschaum-Regulierer in dem Ende des Substrats und/oder in der der Formfläche der Aufschäumform ausgebildet, die das Substrat berührt. Dem in die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer eindringenden Polyurethanschaum bieten sich daher viele Möglichkeiten, mit dem Substrat in Berührung zu kommen. Da der Polyurethanschaum in vielen Fällen eine starke Haftung mit dem Substrat zeigt, sollte der durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer ausgebildete Polyurethanschaum an dem Substrat anhaften. Wenn der Polyurethanschaum in einen Zustand versetzt wird, in dem er eine Einheit mit dem Substrat bildet, ist er daran gehindert, sich von dem Substrat zu lösen, sodass es seltener zu Funktionsproblemen kommt.
Wenn der durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer ausgebildete Polyurethanschaum an dem Substrat auf der gleichen Oberfläche anhaftet, an der das in dem Hohlraum ausgebildete Polyurethanschaum-Formteil vorkommt, führt die Tatsache, dass der Polyurethanschaum so gelassen wird, wie er ist, im Übrigen zu keinen Problemen, da sich diese Oberfläche im Allgemeinen bezogen auf die dekorative Oberfläche des Polyurethanschaum-Formteils auf der Rückseite befindet. Dadurch lässt sich der Entgratungsschritt vermeiden, sodass sich der Mannstundenaufwand stark verbessert. Auch dann, wenn es an dem Polyurethanschaum-Regulierer zu einer Unterfüllung käme, würde die Tatsache, dass die Unterfüllung so gelassen wird, wie sie ist, zu keinem Problem führen, da sich der Polyurethanschaum-Regulierer auf der Rückseite der dekorativen Oberfläche befindet.
Die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und der Polyurethanschaum-Regulierer können entweder in dem Ende des Substrats oder in der Formfläche der Aufschäumform, die das Substrat berührt, ausgebildet werden, oder sie können an beiden dieser Stellen ausgebildet werden. Die Rillen, die an beiden Stellen ausgebildet wurden, können wahlweise auch zu der Polyurethanschaum-Entlastungsrille und dem Polyurethanschaum-Regulierer kombiniert werden. Dabei ist zu beachten, dass die Polyurethanschaum- Entlastungsrille und der Polyurethanschaum-Regulierer möglichst in dem Substrat ausgebildet werden sollten, wenn das Substrat eine ausreichende Dicke hat. Da der in die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer eindringende Polyurethanschaum bei einer solchen Anordnung entlang einer großen Kontaktfläche mit dem Substrat in Berührung kommt, haftet er auf der Seite des Substrats an. Dadurch lässt sich ein Anhaften und Verbleiben des Polyurethanschaums auf der Formfläche sicher verhindern. Wenn das Substrat dagegen eine geringe Dicke hat, können die Polyurethanschaum- Entlastungsrille und der Polyurethanschaum-Regulierer auch in der Formfläche ausgebildet werden.
Die Polyurethanschaum-Entlastungsrille kann so gestaltet werden, dass sie mit Abschnitten des Hohlraums in Verbindung steht, in denen die Gase besonders leicht zurückbleiben. Wahlweise können am gesamten Umfang des Hohlraums auch mehrere Polyurethanschaum-Entlastungsrillen in vorbestimmten Abständen ausgebildet werden.
Darüber hinaus wird der Polyurethanschaum-Regulierer so gestaltet, dass er mit der Polyurethanschaum-Entlastungsrille in Verbindung steht und ein größeres Volumen als die Polyurethanschaum-Entlastungsrille hat. So kann er beispielsweise auch in Form von mehreren Höhlungen vorliegen, die mit der Polyurethanschaum-Entlastungsrille in Verbindung stehen. Wahlweise kann auch eine Rille, die über eine lange Strecke mit einem im Wesentlichen gleichen Querschnitt wie die Polyurethanschaum- Entlastungsrille verläuft, den Polyurethanschaum- Regulierer bilden.
Wenn es aufgrund von räumlichen Beschränkungen usw. nicht möglich ist, das Volumen des Polyurethanschaum- Regulierers zu vergrößern, ist es vorzuziehen, eine zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille auszubilden, die den Polyurethanschaum-Regulierer mit der Außenseite der Aufschäumform verbindet. Bei einer solchen Anordnung können die in dem Hohlraum gehaltenen Gase leicht entweichen und ist es daher möglich, sowohl das Auftreten der Grate als auch der Poren mit größerer Sicherheit zu unterdrücken. Wenn die zweite Polyurethanschaum- Entlastungsrille verstopft, bevor der Polyurethanschaum- Regulierer vollständig gefüllt ist, kann allerdings der Fall auftreten, dass in dem Hohlraum Poren bildende Gase zurückbleiben oder dass an der Außenseite der Aufschäumform oder der Farmfläche Grate auftreten. Es sollte daher dafür Vorsorge getroffen werden, dass der auslaufende Polyurethanschaum erst mit einer gewissen Zeitverzögerung nach dem Durchfließen der Polyurethanschaum-Entlastungsrille in die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille fließt. Mit einer solchen Anordnung lässt sich das Auftreten der Gräte wie auch der Poren mit größerer Sicherheit unterdrücken.
Damit der auslaufende Polyurethanschaum erst mit einer gewissen Zeitverzögerung nach dem Durchfließen der Polyurethanschaum-Entlastungsrille in die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille fließt, lassen sich beispielsweise folgende Maßnahmen ergreifen. So können zum Beispiel die erste Polyurethanschaum-Entlastungsrille, die mit dem Hohlraum in Verbindung steht, und die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille so gestaltet werden, dass sie zueinander nicht-linear angeordnet sind, damit der auf die Polyurethanschaum-Entlastungsrille wirkende Druck nicht direkt auf die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille aufgebracht wird. Wenn die Querschnittsfläche der zweiten Polyurethanschaum- Entlastungsrille kleiner als die der ersten Polyurethanschaum-Entlastungsrille ist, lässt sich zudem der Fluidwiderstand vergrößern, was die Wirkung haben kann, dass das Auftreten von Graten an der Außenseite der Aufschäumform unterdrückt wird.
Das Substrat kann ein Kernelement sein, etwa ein hartes Substrat oder dergleichen. Wahlweise kann aber auch eine Haut, die eine dekorative Oberfläche bildet, das Substrat bilden. Abgesehen davon kann das Substrat durch sowohl das Kernelement als auch die Haut gebildet werden. In diesem Fall kann der durch die Polyurethanschaum- Entlastungsrille und den Polyurethanschaum-Regulierer gebildete Polyurethanschaum an dem Kernelement und der Haut anhaften, oder er kann an entweder dem Kern oder der Haut anhaften. Wenn das Substrat groß ist und eine starke Dicke hat, sollten die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und der Polyurethanschaum-Regulierer wie gesagt in dem Substrat ausgebildet werden. Wenn das Substrat dagegen eine geringe Dicke hat oder wenn die Haut das Substrat bildet, sollten die Polyurethanschaum-Entlastungsrille und der Polyurethanschaum-Regulierer in der Formfläche der Aufschäumform ausgebildet werden, die die Rückseite des Substrats berührt.
Die Erfindung wird nun anhand von konkreten Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht und Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Formteils. Das Formteil umfasst ein Substrat 1 und Polyurethanschaum 2. Das Substrat 1 besteht aus Metall und hat eine Viereckform. Das Polyurethanschaum 2 ist auf der Rückseite des Substrats 1 ausgebildet und hat eine im Wesentlichen viereckige Form. In dem Polyurethanschaum 2 sind an den jeweiligen Seiten in im Großen und Ganzen gleichen Abständen jeweils vier stegförmige Abschnitte 20 ausgebildet. Die stegförmigen Abschnitte 20 wurden durch Polyurethanschaum-Entlastungsrillen. 30 ausgebildet, die später beschrieben werden. An den vorderen Enden der stegförmigen Abschnitte 20 sind strangförmige Abschnitte 21 ausgebildet. Die strangförmigen Abschnitte 21, die jeweils vier der stegförmigen Abschnitte 20 verbinden, wurden durch Polyurethanschaum-Regulierer 31 ausgebildet, die später beschrieben werden, und weisen eine größere Dicke als die stegförmigen Abschnitte 20 auf. Dabei ist zu beachten, dass die stegförmigen Abschnitte 20 und die strangförmigen Abschnitte 21 jeweils an der Rückseite des Substrats 1 hängen und mit diesem eine Einheit bilden.
Um dieses als eine Einheit vorliegende Formteil herzustellen, wurde zunächst durch Pressen ein Substrat 1 gebildet und wurde dieses dann wie in Fig. 3 dargestellt in einer Aufschäumform 3 angeordnet. An der Formfläche der die Rückseite der Enden der Substrats 1 berührenden Aufschäumform 3 waren Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30 und Polyurethanschaum-Regulierer 31 ausgebildet. Die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30 wiesen jeweils eine Querschnittsfläche von 2 mm² auf. Die Polyurethanschaum-Regulierer 31 hatten jeweils ein Volumen von 1 cm³. Abgesehen davon wies die Aufschäumform 3 einen Hohlraum mit einem Volumen von 400 cm³ auf. An den jeweiligen Seiten des Hohlraums 32 waren jeweils vier Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30 ausgebildet. Die Polyurethanschaum-Regulierer 31 verbanden jeweils vier der Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30.
Dann wurden die Ausgangsmaterialien für den Polyurethanschaum 2 (d. h. eine Diisocyanatverbindung und ein polymeres Polyol auf Polyether-Basis, Amin oder Wasser) in den Hohlraum 32 eingefüllt. Mit Beginn des Aufschäumens floss der sich ergebende, den Hohlraum 32 füllende und sich dort ausdehnende Polyurethanschaum in die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30. Da die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30 in feiner Nutform ausgebildet waren, zeigten sie einen hohen Fluidwiderstand. Daher blieb der Druck innerhalb des Hohlraums 32 hoch genug, um Unterfüllungen oder Einfallstellen zu unterdrücken.
Als der Druck in dem Hohlraum 32 zu hoch wurde, drang der Polyurethanschaum über die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30 in die Polyurethanschaum-Regulierer 31 ein. Da die Polyurethanschaum-Regulierer 31 ein ausreichend großes Volumen hatten, blieben die Gase in den Polyurethanschaum-Regulierern 31 zurück. Folglich konnten die Gase aus dem Hohlraum 32 entweichen, wodurch das Auftreten von Poren unterdrückt wurde. Da der Polyurethanschaum, der ansonsten zu den Graten geführt hätte, aus dem Hohlraum 32 in die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30 und die Polyurethanschaum-Regulierer 31 entkam, entstand außerdem kein Grat.
Als der Polyurethanschaum 2 nach Beendigung des Aufschäumens aus der Aufschäumform entfernt wurde, wurden die stegförmigen Abschnitte 20 und die strangförmigen Abschnitte 21 aus der Aufschäumform 3 in einem Zustand entfernt, in dem sie an dem Substrat 1 hangen. Daher blieb nichts an der Aufschäumform 3 zurück. Da außerdem keine Grate auftraten, ließ sich der Entgratungsschritt vermeiden. Folglich konnte nicht nur die Produktivität verbessert werden, sondern kam es auch zu einer deutlichen Verringerung des Mannstundenaufwands. Selbst wenn in den stegförmigen Abschnitten 21 Unterfüllungen oder Einfallstellen aufgetreten wären, hätte sich die Oberfläche des Substrats 1, an der der Polyurethanschaum 2 ausgebildet wurde, auf der entgegengesetzten Seite der dekorativen Oberfläche des Formteils befunden. Daher wären auch in diesem Fall im Hinblick auf das Dekor keine Probleme aufgetreten.
In Beispiel 1 verbanden die Polyurethanschaum-Regulierer 31 auf den jeweiligen Seiten des Hohlraums 32 jeweils vier der Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30. Allerdings wäre es auch möglich gewesen, die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 30 mit jeweils einem Polyurethanschaum-Regulierer 31 zu versehen. Darüber hinaus hatten die Polyurethanschaum-Regulierer 31 in Beispiel 1 ein großes Volumen. Allerdings könnten ähnliche Vorteile auch dann erzielt werden, wenn der Polyurethanschaum- Regulierer durch einen langen Kanal gebildet würde, sofern sein Volumen ungefähr dem des Polyurethanschaum- Regulierers 31 entspricht.
Darüber hinaus könnten die jeweiligen Seiten der Polyurethanschaum-Regulierer 31 miteinander verbunden werden. Im Gegensatz dazu könnte der Polyurethanschaum-Regulierer 31 auch in Bezug auf eine einzelne Polyurethanschaum- Entlastungsrille 30 unabhängig angeordnet werden.

Beispiel 2

In Fig. 4 ist die Formfläche einer Aufschäumform 4 gezeigt, die ein weiteres Beispiel der Erfindung darstellt. Diese Aufschäumform 4 weist einen Hohlraum 40, mehrere Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 und mehrere Polyurethanschaum-Regulierer 42 auf. Der Hohlraum 40 ist im Wesentlichen viereckförmig. Die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 gehen von den jeweiligen Seiten des Hohlraums 40 in im Großen und Ganzen gleichen Abständen aus. Die Polyurethanschaum-Regulierer 42 verbinden jeweils vier der Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41. Insoweit entspricht diese Anordnung also der der Aufschäumform 3 in Beispiel 1. Allerdings sind bei Beispiel 2 mehrere zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 43 vorgesehen. Die zweiten Polyurethanschaum- Entlastungsrillen 43 verbinden die Polyurethanschaum- Regulierer 42 mit der Außenseite der Aufschäumform 4. Die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 weisen jeweils eine Querschnittsfläche von 2 mm² auf. Die Polyurethanschaum-Regulierer 42 haben jeweils ein Volumen von 1 cm³. Die zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 43 weisen eine Querschnittsfläche von jeweils 1 mm² auf. Darüber hinaus sind die Polyurethanschaum-Regulierer 42 mit jeweils vier der Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 verbunden, die jeweils zu viert an den jeweiligen Seiten des Hohlraums 40 angeordnet sind. Die zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 43 sind jeweils zu fünft zwischen den Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 und an den entgegensetzten Seiten der Polyurethanschaum- Regulierer 42 angeordnet.
In den Hohlraum 40 wurden die Ausgangsmaterialien zum Ausbilden des Polyurethanschaums (d. h. eine Diisocyanatverbindung und ein polymeres Polyol auf Polyether-Basis, Amin oder Wasser) eingefüllt. Mit Beginn des Aufschäumens floss der sich ergebende, den Hohlraum 42 füllende und sich dort ausdehnende Polyurethanschaum durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 hindurch. Da die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 in feiner Nutform ausgebildet waren, zeigten sie einen hohen Fluidwiderstand. Dadurch blieb der Druck innerhalb des Hohlraums hoch genug, um Unterfüllungen oder Einfallstellen zu unterdrücken.
Als der Druck in dem Hohlraum 40 zu hoch wurde, drang der Polyurethanschaum über die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 in die Polyurethanschaum-Regulierer 42 ein. Da die Polyurethanschaum-Regulierer 42 ein ausreichendes Volumen hatten, blieben die Gase in den Polyurethanschaum-Regulierern 42 zurück. Dadurch konnten die Gase aus dem Hohlraum 40 entweichen, wodurch das Auftreten von Poren unterdrückt wurde. Da der Polyurethanschaum, der ansonsten die Grate gebildet hätte, aus dem Hohlraum 40 in die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 und die Polyurethanschaum-Regulierer 42 entwich, trat außerdem kein Grat auf.
Als der Druck innerhalb des Hohlraums 40 äußerst hoch war, floss der Polyurethanschaum dann in die zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 43 hinein und entwichen die Gase über die zweiten Polyurethanschaum- Entlastungsrillen 43 aus der Aufschäumform 4. Dadurch wurde das Auftreten von Poren in dem Hohlraum 40 unterdrückt. Da die zweiten Polyurethanschaum- Entlastungsrillen 43 von den Polyurethanschaum- Entlastungsrillen 41 entfernt ausgebildet waren, floss der Polyurethanschaum nach dem Durchfließen der Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 zunächst in die Polyurethanschaum-Regulierer 42 und von dort aus erst mit einer gewissen Zeitverzögerung nach dem Durchfließen der Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 41 in die zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 43. Der Polyurethanschaum härtete daher bis dahin größtenteils aus. Dementsprechend lief über die zweiten Polyurethanschaum- Entlastungsrillen 43 kaum Polyurethanschaum aus der Aufschäumform 4 aus.
Als der auf diese Weise erzeugte Polyurethanschaum nach Beendigung des Aufschäumens aus der Aufschäumform 4 entfernt wurde, wurden die stegförmigen Abschnitte, die strangförmigen Abschnitte und die durch die zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 43 gebildeten stegförmigen Abschnitte aus der Aufschäumform 4 in einem Zustand entfernt, in dem sie an dem Substrat hangen. Daher blieb nichts auf der Aufschäumform 4 zurück. Da außerdem keine Grate auftraten, konnte der Entgratungsschritt vermieden werden. Daher ließ sich nicht nur die Produktivität verbessern, sondern konnte auch der Mannstundenaufwand deutlich gesenkt werden. Auch wenn die zweiten stegförmigen Abschnitte auf dem Weg zu den Endflächen des Substrats gebildet wurden, befand sich die Oberfläche des Substrats, auf der der Polyurethanschaum ausgebildet wurde, auf der zu der dekorativen Oberfläche des Formteils entgegengesetzten Seite. Daher trat im Hinblick auf das Dekor kein Problem auf.

Beispiel 3

In Fig. 5 ist die Formfläche einer Aufschäumform gezeigt, die ein weiteres Beispiel der Erfindung darstellt. In Beispiel 3 gehen von den jeweiligen Seiten eines Hohlraums 50 zwei Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 51 aus. Die Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 51 stehen jeweils mit einer wellenförmig gekrümmten Rille 52 in Verbindung. Die wellenförmigen Rillen 52 stehen jeweils mit einer zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrille 53 in Verbindung. Die Polyurethanschatun-Entlastungsrillen 51, die wellenförmigen Rillen 52 und die zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrillen 53 weisen jeweils identische Querschnittsflächen von 2 mm² auf, wobei sich die wellenförmigen Rillen 52 jedoch mehrmals zwischen den Endflächen und dem Hohlraum 50 der Aufschäumform 5 krümmen und ein Volumen von nahezu 1 cm³ aufweisen.
Da die wellenförmigen Rillen 52 in Beispiel 3 auf die gleiche Weise wie die Polyurethanschaum-Regulierer 42 in Beispiel 2 wirken, führen sie zu ähnlichen Vorteilen wie Beispiel 2. Wenn das Volumen der wellenförmigen Rillen 52 geringer als das Volumen der Polyurethanschaum-Regulierer 42 ist, kann diese Differenz dadurch ausgeglichen werden, dass die wellenförmigen Rillen 52 weiter gekrümmt werden, um so ihre Gesamtlänge zu vergrößern. Abgesehen davon verlaufen die wellenförmigen Rillen 52 in Beispiel 3 jeweils entlang einer der Seiten des Hohlraums 50. Falls jedoch der Abstand zwischen dem Hohlraum 50 und den Endflächen der Aufschäumform 5 ausreichend groß ist, wäre es auch möglich, die wellenförmigen Rillen 52 senkrecht zu einer der Seiten des Hohlraums 50 verlaufen zu lassen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert, bei dem ein Formkörper hergestellt wird, der ein Substrat (1) und einen mit dem Substrat eine Einheit bildenden Polyurethanschaum- Formkörper (2) umfasst, wobei das Substrat als Insert in einer Aufschäumform (3; 4; 5) angeordnet wird, und das folgende Schritte umfasst:
Ausbilden einer feinen nutförmigen Polyurethanschaum-Entlastungsrille (30; 41; 51) und eines Polyurethanschaum-Regulierers (31; 42; 52) in einem Ende des Substrats (1) und/oder in einer Formfläche der Aufschäumform (3; 4; 5), die das Substrat berührt, wobei die Polyurethanschaum-Entlastungsrille (30; 41; 51) mit einem Hohlraum (32; 40; 50) der Aufschäumform in Verbindung steht und der Polyurethanschaum-Regulierer (31; 42; 52) mit der Polyurethanschaum-Entlastungsrille (30; 41; 51) in Verbindung steht und ein größeres Volumen als die Polyurethanschaum-Entlastungsrille hat; und Regulieren des Auslaufs an in dem Hohlraum (32; 40; 50) aufgeschäumten Polyurethanschaum mit dem Polyurethanschaum-Regulierer (31; 42; 52) sowie Entfernen des durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille (30; 41; 51) und den Polyurethanschaum-Regulierer (31; 42; 52) ausgebildeten Polyurethanschaums (20, 21) aus der Aufschäumform (3; 4; 5) in einem Zustand, in dem er mit dem Formteil eine Einheit bildet.

2. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 1, bei dem der durch die Polyurethanschaum-Entlastungsrille (30; 41; 51) und den Polyurethanschaum-Regulierer (31; 42; 52) ausgebildete Polyurethanschaum (20, 21) in einem Zustand aus der Aufschäumform (3; 4; 5) entfernt wird, in dem er an dem Substrat (1) hängt.

3. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 1, bei dem das Ende des Substrats (1) und/oder die Formfläche der Aufschäumform (4; 5) mit einer zweiten Polyurethanschaum-Entlastungsrille (43; 53) versehen wird, die den Polyurethanschaum-Regulierer (42; 52) mit der Außenseite der Aufschäumform verbindet.

4. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 3, bei dem der auslaufende Polyurethanschaum erst mit einer gewissen Zeitverzögerung nach dem Durchfließen der Polyurethanschaum-Entlastungsrille (41; 51) durch die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille (43; 53) fließt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 4, bei dem die Polyurethanschaum-Entlastungsrille (41) und die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille (43) in einer nicht-linearen Weise angeordnet werden.

6. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 3, bei dem die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille (43) eine kleinere Querschnittsfläche als die Polyurethanschaum-Entlastungsrille (41) hat.

7. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaum- Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 1, bei dem um den Hohlraum (32; 40; 50) herum in vorbestimmten Abständen mehrere der Polyurethanschaum-Entlastungsrillen (31; 40; 50) angeordnet werden.

8. Aufschäumform (3; 4; 5) zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert durch Herstellen eines Formkörpers, der ein Substrat (1) und einen mit dem Substrat eine Einheit bildenden Polyurethanschaum-Formkörper (2) umfasst, unter Anordnen des Substrats in der Aufschäumform, mit:
einem Hohlraum (32; 40; 50), der eine einem Ende des Substrats (1) zugewandte Formfläche aufweist;
einer feinen nutförmigen Polyurethanschaum- Entlastungsrille (30; 41; 51), die in der Formfläche ausgebildet ist und mit dem Hohlraum (32; 40; 50) in Verbindung steht; und
einem Polyurethanschaum-Regulierer (31; 42; 52), der in der Formfläche ausgebildet ist, mit der Polyurethanschaum-Entlastungsrille (30; 41; 51) in Verbindung steht und ein größeres Volumen als die Polyurethanschaum- Entlastungsrille (30; 41; 51) hat.

9. Aufschäumform (4; 5) zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 8, mit einer zweiten Polyurethanschaum- Entlastungsrille (43; 53), die den Polyurethanschaum- Regulierer (42; 52) mit der Außenseite der Aufschäumform verbindet.

10. Aufschäumform (4) zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 9, bei der die Polyurethanschaum-Entlastungsrille (41) und die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille (43) auf eine nicht-lineare Weise angeordnet sind.

11. Aufschäumform (4) zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 9, bei dem die zweite Polyurethanschaum-Entlastungsrille (43) eine kleinere Querschnittsfläche als die Polyurethanschaum-Entlastungsrille (41) hat.

12. Aufschäumform (3; 4; 5) zur Herstellung eines Polyurethanschaum-Formteils mit integriertem Insert nach Anspruch 8, bei dem um den Hohlraum (32; 40; 50) herum in vorbestimmten Abständen mehrere der Polyurethanschaum- Entlastungsrillen (30; 41; 51) angeordnet sind.