DE1221433B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Schichtmaterials - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B29c

Deutsche Kl.: 39 a2-19/02

Nummer: 1221433

Aktenzeichen: G34507X/39a2

Anmeldetag: 17. März 1962

Auslegetag: 21. Juli 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichmaterials, insbesondere als Innenauskleidung für Kraftfahrzeuge, mit einer oberen Schicht aus thermoplastischem synthetischem Harz, einer versteifenden Grundschicht und gegebenenfalls einer Polsterungszwischenschicht, bei dem die Schichten in einer HF-Heizpresse zwischen zwei Elektroden unter gleichzeitiger Einprägung eines Musters verbunden werden und bei dem außerdem ein Blechzierstück an der Innenauskleidung angebracht wird.

Es ist bereits ein Verfahren zur Hochfrequenzschweißung mehrerer Schichten bekannt, von denen einige schlecht HF-schweißbar sind. Bei diesem Verfahren wird zwischen den schlecht schweißbaren Schichten, z. B. Kunststoff schaum, der mit Hartpappe, Karton od. dgl. verbunden werden soll, ein Schweißmittel aus einem mit PVC-Lösung getränkten oder beschichteten Papier angeordnet, wobei das Schweißmittel zweckmäßigerweise mit der einen zu verschweißenden Schicht durch Kleben verbunden wird. Bei der anschließenden Verschweißung verbindet die PVC-Lösung die beiden Schichten, so daß eine Schweißung an dieser Stelle erzielt wird. Durch bandförmige Anordnung des Schweißmittels zwischen zwei derartigen Schichten kann, wenn die eine Schicht ein Kunststoffschaum ist, ein Zier- oder Prägemuster in diesem Schaumstoff erzeugt werden.

Es ist weiterhin bereits bekannt, bei Täschner- und Sattlerwaren aus thermoplastischen Kunststoffen Prägungen und Verzierungen durch Verschweißung verschiedener Schichten von Kunststoffolien, die gefärbt sein können, herzustellen, wobei scharfe Kanten vermieden werden, um eine Verletzungsgefahr herabzusetzen und die Lebensdauer derartiger Gegenstände zu erhöhen.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren werden Kunststoffolien mit einer zur Versteifung dienenden Einlage, z. B. bei Buch- und Mappendeckeln, verschweißt, indem vor dem Schweißvorgang die Einlage, welche beispielsweise aus Pappe, Karton, Holz od. dgl. bestehen kann, mit einer Metallschicht versehen, welche mit einer Papier- oder Lackschicht überzogen werden kann. Die zwischen der Einlage und der darauf angebrachten Folie liegende Metallschicht wirkt bei der Schweißung als Kondensator, wodurch eine Durchwännung der Einlage vermieden und die Schweißzeit auch bei dicken Einlagen normal gehalten werden kann.

Falls bei den durch die vorher erwähnten Verfahren hergestellten Schichtmaterialien auf der Außenseite Metallzier- oder Formstücke angebracht werden sollen, erfolgte dies bisher durch Klips oder son-Verf ahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Schichtmaterials

Anmelder:

General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Bruce Eugene Kevelin, Warren, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 20. März 1961 (96 998) - -

stige an den Knöpfen oder anderen Zierstücken angebrachte Blechlaschen od. dgl. Eine derartige Befestigung der Metallzierstücke an den Schichtmaterialien erforderte nicht nur einen gesonderten Arbeitsgang nach dem Zusammenschweißen der verschiedenen Schichten, sondern es beseteht auch die Gefahr, daß die Laschen oder andere Befestigungsmittel sich verbiegen oder gar abreißen, so daß keine sichere Anbringung dieser Metallzierstücke gewährleistet ist.

Außerdem ist das Anbringen von Blechlaschen und anderen Befestigungsmitteln an den Zierstücken nicht immer in einfacher Weise durchzuführen, so daß erhebliche Unkosten bei diesen Verfahren entstehen können.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die vorher erwähnten Nachteile vermieden werden und durch das Metallform- oder Zierstücke an derartigen Schichtmaterialien in sicherer und einfacher Weise fest angebracht werden können, ohne daß gesonderte Arbeitsgänge für die Anbringung dieser Metallzierstücke an dem Schichtmaterial erforderlich sind.

Hierzu sieht die Erfindung vor, daß das in an sich bekannter Weise einen Überzug aus synthetischem thermoplastischem Harz aufweisende Blechzierstück vor dem Zusammenpressen der Schichten in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung der einen Elektrode der Heizpresse eingelegt wird und im gleichen Arbeitsgang wie die Schichten untereinander mit der oberen Schicht verschweißt wird.

609 590/369

Dabei kann vorgesehen sein, daß der dünne Überzug aus thermoplastischem Material in an sich bekannter Weise durch Eintauchen hergestellt wird und daß nicht nur die Befestigungsstelle des Metallknopfes, sondern auch der Rest der Oberfläche desselben mit einer thermoplastischen Schicht überzogen wird. Weiterhin kann der thermoplastische Überzug in Streifenform aufgebracht werden.

Eine HF-Heizpresse zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, daß die eine Elektrode den erwünschten Rillen entsprechende Prägeschneiden und Ausnehmungen zur Aufnahme der Metallknöpfe bzw. Metalleisten aufweist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter Weise die Möglichkeit gegeben, gleichzeitig eine Zusammenschweißung der Schichten, eine Aufbringung von Zierprägungen und eine sichere Anbringung von Metallzierstücken an den Schichten durchzuführen. Dieses geschieht alles in einem Arbeitsgang, wodurch eine erhebliche Kosteneinsparung erzielt wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines aus Schichten bestehenden Auskleidungsmaterials,

F i g. 2 βϊησ teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines metallischen Ornamentes, das auf dem Schichtmaterial befestigt ist,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer HF-Heizpresse und ihre Lage zu den das Material bildenden Schichten,

F i g. 4 einen Schnitt durch die HF-Heizpresse und die Schichten,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines laminierten Auskleidungsmaterials,

F i g. 6 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines anderen metallischen Ornamentes, das an dem Meterial befestigt ist,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Zierleiste, die an dem Material befestigt ist, und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, in der die Zierleiste und das laminierte Material vor der Fertigstellung dargestellt sind.

F i g. 1 zeigt einen Teil einer geschichteten Türauskleidung 10, zu der eine schwere Pappe 12, eine Schicht nachgiebiger Baumwollwatte 14, die mit Vinylharz oder einem anderen geeigneten thermoplastischen Material getränkt ist, und die Deckschicht 16 aus Vinylfolie gehört. Ein paar sich schneidende Rillen 18, die durch dielektrisches Prägen erzeugt sind, dienen dazu, sowohl eine Zierwirkung hervorzurufen als auch die drei Schichten des Materials miteinander zu verbinden. Ein metallischer Knopf 20 im Schnittpunkt der Rillen 18 ist durch dielektrisches Prägen mit der Vinylfolie 16 verbunden.

Die Ausbildung des Knopfes 20, wie er in F i g. 2 dargestellt ist, zeigt eine äußere Schale 22 aus nichtrostendem Stahl mit einem konkaven Kopfteil 24 und kegelstumpfförmigen Seiten 26, die an ihrer unteren Kante in einen einwärts gebogenen Flansch 28 enden. Eine innere Metallschale 30 ist an ihrer Unterseite mit Vinyl 32 überzogen und mit einer aufwärts gebogenen Lippe 33 versehen, die an den konischen Seiten 26 der äußeren Schale 22 anliegt, so daß sie nach unten gegen den einwärts gebogenen Flansch 28 der äußeren Schale 22 angedrückt wird. Dadurch wird die mit Vinyl überzogene innere Schale 30 zwischen dem Flansch 28 und den Seiten 26 der äußeren Schale 22 eingebettet, und die Lippe 33 der inneren Schale 30 hat einen guten elektrischen Kontakt mit den Seiten 26 der äußeren Schale 22. Der Knopf 20 kann auch in anderer Weise hergestellt sein, solange eine seiner Seiten ein thermoplastisches Material neben einem elektrisch leitenden Stützglied aufweist.

Im vorliegenden Fall wird der Vinylüberzug 32 auf die innere Schale 30 in der Weise aufgebracht, daß zunächst die innere Schale 30 in die dargestellte untertassenähnliche Form gebracht wird, dann die Schale 30 in eine Vinyllösung getaucht und anschließend der Vinylüberzug 32 durch Ofentrocknung verfestigt wird. Dann wird die überzogene innere Schale 30 mit der äußeren Schale 22 vereinigt, indem der Flansch 28 gegen die innere Schale 22 umgebogen wird. Dieses Umbiegen verleiht dem Vynilüberzug 32 zusätzliche Befestigung an dem Metallteil des Knopfes 20.

Um den Knopf 20 an der Verkleidung zu befestigen, wird vorzugsweise ein Werkzeug 34, wie es in F i g. 3 veranschaulicht ist, verwendet. Zu dem Werkzeug 34 gehört eine Grundplatte 36, eine Anzahl flossenartiger Prägeschneiden 38, die an ihr in der Weise befestigt sind, daß sie mit den Rillen 18 in F i g. 1 oder mit einem anderen Muster, das man in die geschichtete Verkleidung 10 prägen will, übereinstimmt. Im Schnittpunkt dieser Prägeschneiden 38 ist ein zylindrischer Stempelteil 40 auf der Grundplatte 36 befestigt, der an seinem oberen Ende eine napfartige Vertiefung 42 hat, die geeignet ist, einen der metallischen Knöpfe 20 aufzunehmen und festzulegen. Eine Anzahl rückziehbarer Diffusorschneiden 44 umgeben den zylindrischen Stempelteil 40 und werden durch mehrere an der Grundplatte 36 des Werkzeuges befestigte, flache Federn 46 federnd nach oben gedrückt. Diese Diffusorschneiden 44 helfen dabei, während der Prägeoperation den Knopf 20 in seiner richtigen Lage zu halten, haben aber zusätzlich die Aufgabe, das elektrische Feld zu modifizieren, um Funkenbildung und Verbrennen des Vinylmaterials zu verhindern. Vorzugsweise wird der Stempel 34 in der dargestellten Stellung verwendet, so daß er als Prägewerkzeugunterteil dient, und die zu prägende Einheit 10 wird oben auf das Werkzeug aufgesetzt. Falls es jedoch erwünscht ist, den Stempel als Werkzeugoberteil in einer Prägepresse zu verwenden, können die rückziehbaren Diffusorschneiden 44 so ausgebildet werden, daß sie den Knopf 20 durch Reibung halten, so daß er vor der Prägeoperation nicht aus dem Stempel 40 herausfallen kann.

Wie in den F i g. 3 und 4 veranschaulicht, wird zur Herstellung der oberf beschriebenen Einheit 10 einer der Zierknöpfe 20 mit dem Vinylüberzug 32 nach oben in den napfartigen Teil 42 des Stempels eingelegt Dann werden die Schichten aus Vinylfolie 16, Faserstoffen 14 und Pappe 12 zusammen mit einem nachgiebigen Puffer aus Silikongummi 48 über den Stempel 34 gelegt und der im wesentlichen flache Werkzeugoberteil 50 fest gegen die Einheit heruntergebracht, um einen Druck von 7 bis 35 kg/cm² (100 bis 500 psi) auf die unteren Stempelflächen auszuüben. Durch einen Wechselstromgenerator wird dann eine Spannung von 1200 bis 4000 Volt mit einer Frequenz von 1 bis 100 Megahertz an die Stempel gelegt. In den Gegenden, in denen die Stempel 34 und 50 genügend dicht zusammen sind, um einen entsprechenden Spannungsabfall zu erzeugen, werden

die thermoplastischen Materialien erhitzt, bis sie zusammengeschweißt sind. Der Stempel 34 dient dazu, die heißen Gegenden der Materialien durch Ableitung der Wärme abzuschrecken und dadurch die Thermoplaste zu kühlen, um sie zu erhärten. Da die innere Schale 30 des metallischen Knopfes 20 elektrisch leitend mit der äußeren Schale 22 verbunden ist und die äußere Schale 22 ihrerseits in Berührung mit dem napfartigen Teil 42 des Stempels steht, wird die innere Schale 30 die Spannung des Stempels 34 annehmen und wirksam zu einer Elektrode werden und dadurch als Teil des Stempels wirken. Dies macht das Zusammenschmelzen des Überzuges 32 auf dem Knopf 20 mit dem Material 16 der Verkleidung 10 möglich, da sich die innere Schale 30 genügend nahe am Werkzeugoberteil 50 befindet, um den erforderlichen Spannungsabfall zu erzeugen.

Die Ausführungsform der Erfindung, die zur Herstellung des in F i g. 5 dargestellten Artikels zur Anwendung kommt, verwendet einen Zierknopf 60, der Ähnlichkeit mit dem in F i g. 2 hat, ausgenommen, daß er einen Überzug 62 aus Vinyl oder einem anderen dekorativen Material hat. Der Überzug 62 kann an dem Knopf 62 mechanisch befestigt sein, indem er zwischen die innere Schale 22' und die äußere Schale 30' eingeklemmt ist, oder er kann mit ihm durch das oben beschriebene Verfahren verbunden werden, durch das das Vinyl 32 mit der inneren Schale 30 verbunden wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, thermoplastische Farbe zu verwenden.

F i g. 6 zeigt einen Knopf 60, der eine äußere Schale 22' mit einem zylindrischen Seitenteil 26' und einen flachen Oberteil 24' hat. Ein thermoplastischer Überzug 62 erstreckt sich über die Außenseite der äußeren Schale 22' und die Innenseite des Seitenteiles 26'. Eine mit Vinyl überzogene innere Schale 30', wie die in F i g. 2 dargestellte, ist in die äußere Schale 22' eingedrückt und dient dazu, den Überzug 62 in seiner Lage festzuklemmen.

Der Überzug 62 verhindert, daß der untere Prägewerkzeugteil 40 (Fig. 4) mit der metallischen Schale 22' in Berührung kommt, so daß ein Teil der Prägespannung über den Überzug 62 zwischen dem Stempel 40 und der äußeren Schale 24' und zwischen den Seitenteilen 26' der äußeren Schale 30' wirksam wird. Das bisher beschriebene Verfahren wird angewendet, außer daß Maßnahmen getroffen werden müssen, um sicherzustellen, daß die in dem Überzug 62 erzeugte Hitze abgeführt wird, so daß die Temperatur unterhalb seines Erweichungspunktes bleibt. Wenn — wie hier gezeigt — die Menge dielektrischen Materials in dem Überzug 62 im Verhältnis zu dem gesamten Grundmaterial 16, der Wattierung 14 und dem Vinylmaterial 32' gering ist, so ist der Spannungsabfall über den Überzug 62 und die darin erzeugte Hitze ebenfalls gering. Dann wird die in dem Material 62 neben dem Prägestempel 40 erzeugte Hitze durch Leitung in dem Stempel abgeleitet, vorausgesetzt, daß der Stempelteil 40, der mit dem Knopf in Berührung ist, guten Wärmeleitkontakt mit ihm hat und daß der Stempel 40 genügend Masse besitzt, um die Wärme zu absorbieren, ohne selbst nach einer Reihe von Prägeoperationen übermäßig heiß zu werden. Der Überzug 62 zwischen den inneren und äußeren Schalen 22' und 30' wird durch Leitung nach beiden Schalen gekühlt. Infolgedessen bietet der dünne Überzug 62 aus dielektrischem Material keine Schwierigkeiten, vorausgesetzt, daß das Prägeverfahren die Möglichkeit vorsieht, die Wärme aus dem Überzug 62 zu entfernen.

Der mit Vinyl überzogene Knopf kann als Teil des Prägestempels 40 angesehen werden, da die metallischen Schalen 22' und 30' mit dem Stempel 40 und miteinander kapazitiv gekoppelt sind und dadurch »sekundäre« Elektroden werden, die den Hauptteil der Prägespannung auf die Materialien 12,14 und 16 zwischen dem Knopf 60 und dem Werkzeugoberteil wirken lassen.

Das Zierstück, das an der Verkleidung befestigt werden soll, kann auch die Form einer Zierleiste 70 haben. Die in den F i g. 7 und 8 dargestellte Zierleiste hat einen kanalförmigen Querschnitt mit nach innen gebogenen konkaven Flanschen 71. Ein thermoplastischer Überzug 72 ist mit den Flanschen verbunden, und dann wird die Zierleiste mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens auf die Verkleidung aufgeprägt. In den Fällen, in denen es wünschenswert ist, eine große Masse von thermoplastischem Material 72 zu verwenden, wird ein herabhängendes Mantelstück oder Flansch 74 zu beiden Seiten der Zierleiste 70 angeformt, um zu verhindern, daß das geschmolzene Thermoplast 72 in den sichtbaren Teil der Verkleidung 10 ausläuft.

Auf diese Weise ist leicht ersichtlich, daß die Erfindung ermöglicht, durch dielektrisches Prägen metallische Zierstücke mit einem thermoplastischen Material zu verbinden und gleichzeitig an dem Teil andere Prägeoperationen durchzuführen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Schichtmaterials, insbesondere als Innenauskleidung für Kraftfahrzeuge, mit einer oberen Schicht aus thermoplastischem synthetischem Harz, einer versteifenden Grundschicht und gegebenenfalls einer Polsterungszwischenschicht, bei dem die Schichten in einer HF-Heizpresse zwischen zwei Elektroden unter gleichzeitiger Einprägung eines Musters verbunden werden und bei dem außerdem ein Blechzierstück an der Innenauskleidung angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise einen Überzug aus synthetischem thermoplastischem Harz aufweisende Blechzierstück (20, 60) vor dem Zusammenpressen der Schichten (12,14,16) in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung (42) der einen Elektrode der Heizpresse eingelegt wird und im gleichen Arbeitsgang wie die Schichten untereinander mit der oberen Schicht (16) verschweißt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Blechzierstück ein hohler Metallknopf ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Überzug (32) aus thermoplastischem Material in an sich bekannter Weise durch Eintauchen hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur die Befestigungsstelle des Metallknopfes, sondern auch der Rest der Oberfläche desselben mit einer thermoplastischen Schicht überzogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Blechzierstück eine Zierleiste ist, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Überzug (72) in Streifenform aufgebracht ist.

5. HF-Heizpresse zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Elektrode (36) den erwünschten Rillen (18) entsprechende Prägeschneiden (38) und Ausnehmungen (42) zur Aufnahme der Metallknöpfe (20, 60) bzw. Metallleisten (70) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 949 374, 1078 763; deutsche Patentanmeldung K 6238 X/39 a (bekanntgemacht am 6. 3. 1952);

Zeitschrift »Der Maschinenmarkt«, Nr. 22, 18. 3. 1958, S. 8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 590/369 7.66 © Bundesdruckerei Berlin