DE2656965B2

DE2656965B2 - Verfahren zum Hinterschäumen von vorgeformten thermoplastischen Halbhartfolien, insbesondere zur Herstellung von Armaturenbrettern für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2656965B2
Application number: DE19762656965
Authority: DE
Inventors: Bodo 5620 Velbert Mentzel; Manfred 4322 Sprockhoevel Nauss; Joachim 5620 Velbert Solcher
Original assignee: Gebrueder Happich GmbH
Current assignee: Johnson Controls Interiors GmbH and Co KG
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2656965A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hinterschäumen von vorgeformten thermoplastischen Halbhartfolien, insbesondere zur Herstellung von Armaturenbrettern für Fahrzeuge, wobei zunächst die Halbhartfolie geformt, dann etwa formschlüssig in eine ihren Konturen angepaßte Schäumformhälfte eingelegt, die Schäumform geschlossen, die vorgeformte Halbhartfolie in der Schäumform hinterschäumt und dann das fertige Formteil aus der Schäumform genommen wird.

Es ist bekannt, vorgeformte Kunststoff-Folien mit Kunststoffschaum zu hinterschäumen, um auf diese Weise tragfähige Schaumkörper für vielfältige Anwendungsgebiete, sei es für Verkleidungen, Schall-, Kälte-, Wärmeschutz od. dgl., zu erzielen. Besonders häufig werden solche Schaumkörper in Kraftfahrzeugen als Wand- und Deckenverkleidungen und insbesondere auch als Armaturentafeln verwendet.

Zur Herstellung solcher Schaumkörper wird zunächst eine Halbhartfolie, die im allgemeinen eine ABS-Folie (Acryl-Butadien-Styrol-Folie) ist, bleibend vorgeformt, was in der Regel im Tiefziehverfahren erfolgt. Der so gewonnene Formkörper wird dann in eine Schäumform eingelegt und entweder drucklos oder in der Regel mit Schäumdruck hinterschäumt, wobei im letzteren Fall eine aus Unter- und Oberform bestehende Schäumform verwendet wird. Da sich beim Schäumprozeß Hitze entwickelt, dehnt sich die vorgeformte Halbhartfolie aus. Daher muß die einzugebende Vorspannung, die durch die Erwärmung und den Schäumdruck wieder ausgeglichen wird, vor dem Hinterschäumen ermittelt und berücksichtigt werden. Zu berücksichtigen ist auch, daß die Folie beim Abkühlen unterschiedlich schrumpft, was ebenfalls ausgeglichen werden muß. Nun besteht aber ein negatives Kriterium darin, daß sich der Schäumdruck in der Schäumform nicht gleichmäßig aufbaut. Dies kann dazu führen, daß sich die vorgeformte Folie innerhalb der Schäumform verschiebt und sich in Falten legt. Solche Schaumkörper stellen dann praktisch Ausschußware dar, oder sie müssen in sehr arbeitsaufwendiger Weise örtlich erwärmt und von Hand nachbearbeitet werden, wodurch die Herstellungskosten jedoch beträchtlich erhöht werden. Somit liegen fertigungstechnische Schwierigkeiten schon dann vor, wenn lediglich im

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Positiv-Bereich vorgeformte Halbhartfolien zu hinterschäumen sind. Diese Schwierigkeiten nehmen jedoch beträchtlich zu, wenn Halbhartfolien nicht nur einseitig gezogen, sondern auch im Negativ-Bereich verformt worden sind. Wird nämlich eine solchermaßen vorgeformte Folie in eine Schäumform eingelegt und diese mit Kunststoffschaum hinterschäumt, so hat sich der Schäumdruck schon aufgebaut, bevor die Folie infolge der sich durch den Schäumprozeß entwickelnden Hitze ihre richtige Lage innerhalb der Schäumform einnehmen konnte. Dieser Umstand führt dazu, daß sich im Negativ-Bereich zwangsläufig Falten bilden. Dabei wird die Faltenbildung mit zunehmender Tiefe des Negativ-Bereiches und damit die Ausschußquote größer. So ist es z.B. bis heute noch nicht gelungen, eine aus einer hinterschäumten Halbhartfolie bestehende Armaturentafel für Kraftfahrzeuge einstückig mit einem genügend tiefen Handschuhfach auszubilden. Vielmehr konnte bisher nur ein kurzer Stutzen in den Negativ-Bereich hineinragend ausgebildet werden. Daran wird dann ein separat gefertigter Kunststoffkasten in zeit- und arbeitsaufwendiger Weise, im allgemeinen mittels Blechträger und Schrauben, befestigt

Ferner sind in der DE-OS 21 14 886 und in der Druckschrift »Gummi-Asbest-Kunststoffe«, Heft 10, 1972, Seiten 923 bis 926 jeweils Verfahren angegeben, wonach eine weiche, elastisch dehnbare Folie unter Einfluß von Vakuum auf die Wandung einer Schäumformhälfte gesaugt wird, wodurch die Folie eine der Kontur der Schäumform entsprechende zeitlich begrenzte Verformung erhält. Nach dem Hinterschäumen der Folie erhält diese durch den Kunststoffschaumstoff eine bleibende Verformung, zumal sie mit dem Kunststoffschaumstoff einen innigen Verbund eingeht. Die bei vorgeformten Halbhartfolien gegebene Gefahr der Faltenbildung liegt bei weichen, elastisch dehnbaren Folien nicht vor.

Ein in der DE-OS 20 17 442 beschriebenes Verfahren zum Herstellen eines mindestens ein Zierprofil tragenden Teiles aus Kunststoff in einer Form insbesondere zum Herstellen einer aus Integralschaum bestehenden Armlehne für die Innenausstattung von Kraftfahrzeugen sieht vor, daß zunächst das Zierprofil, dessen Oberfläche derart gestaltet wird, daß ihre Haftfähigkeit an dem Kunststoff größer ist als die an der Form, mit seiner Vorderseite gegen die Forminnenwand gedrückt und dort gehalten wird und daß anschließend das Kunststoffteil in der Form gefertigt und dabei gleichzeitig mit dem Zierprofil verbunden wird. Auf diese Weise soll das nachträgliche Aufbringen eines Zierprofiles mittels Klebers auf ein Kunststoffteil entfallen.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, welches ein Hinterschäumen von sowohl im Positiv- als auch in Negativbereich vorgeformten Halbhartfolien ohne Faltenbildung der Folie ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die vorgeformte Halbhartfolie vor dem Hinterschäumen an der Wandung der ihr benachbarten und ihren Konturen angepaßten Schäumformhälfte zumindest bereichsweise verschiebefest festgelegt wird.

Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die Halbhartfolie sich nicht durch die beim Schäumprozeß entstehende Hitze, insbesondere im Negativbereich, in Falten legen kann, so daß sich hochqualitative Schaumkörper herstellen lassen.

Zweckmäßigerweise wird der Formkörper zur zumindest bereichsweisen verschiebefesten Festlegung

an die Innenwandung der Schäumform angesaugt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Schäumform zur Durchführung des Verfahrens mit einem in die Schäumform eingelegten Formkörper,

F i g. 2 einen Schnitt, folgend der Linie H-II in F i g. 1,

Fig.3 im Schnitt den oberen Endbereich einer unteren Schäumformhälfte in einer gegenüber Fig.i abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 4 ein als Armaturenbrett ausgebildetes Schaumkörperteil und

F i g. 5 einen Schnitt, folgend der Linie V-V in F i g. 4.

Die Vorrichtung ist ate Schäumform ausgebildet, die aus einer unteren Schäumformhälfte 1 und einer oberen Schäumformhälfte 2 besteht Die untere Schäumformhälfte 1 weist Konturenausnehmungen auf, die der Form eines aus ABS-Halbhartfolie vorgeformten Formkörpers 3 angepaßt ist Dabei ist zwischen der Konturenausnehmung 4 und dem Formkörper 3 ein Freiraum 5 vorgesehen, der einen Dehnungsausgleich des Formkörpers 3 bei Erwärmung ermöglicht

Der Formkörper 3 nach F i g. 1 ist sowohl in den Positiv- als auch in den Negativ-Bereich (mit 6 bezeichnet) vorgeformt An den oberen Randbereichen besitzt der Formkörper 3 angeformte Flansche 7, die dazu dienen, den Formkörper 3 gegenüber der unteren Schäumformhälfte abzudichten.

Die untere Schäumformhälfte 1 weist düsenartige Durchgangsöffnungen 8 auf, die sich vornehmlich — wie dargestellt — an den tiefsten Stellen der Konturenaus nehmung 4 befinden und, wie zeichnungslinksseitig gezeigt, vertikal oder, wie zeichnungsrechtsseitig gezeigt, schräg verlaufen können. An die Durchgangsöffnungen 9 sind über nicht dargestellte Anschlußarmaturen Vakuum führende Leitungen 9 anschließbar.

Die obere Schäumformhälfte 2 weist in die Konturenausnehmung 4 der unteren Schäumformhälfte eindringende Erhebungen 10 auf. Der Freiraum 11 zwischen Konturenausnehmung 4 bzw. Formkörper 3 und Erhebungen 10 dient als Schäumraum, in welchen der Kunststoffschaum eingeleitet wird. Mit einem oberen, umlaufenden Randbereich ist die obere Schäumformhälfte 2 bis zu einer dichtenden Anlage auf den Flansch 7 des Formkörpers 3 zu bewegbar. Um dabei eine zuverlässige Abdichtung zu erzielen, weist die obere Schäumformhälfte 2 in Höhe des umlaufenden Flansches 7 eine umlaufende Nut 12 mit einer darin eingesetzten, vorzugsweise elastisch ausgebildeten Dichtung 13 auf. Die Dichtung 13 besitzt wie die Schnittdarstellung nach F i g. 2 zeigt Durchbrüche 14, die zur Entgasung dienen. Zusätzlich oder ansteile der

-. Durchbrüche 13 kann in der oberen Schäumformhälfte 2 auch ein Steiger 15 oder deren mehrere angeordnet sein.

Nach F i g. 3 besitzt die untere Schäumformhälfte 1 in ihrer vertikalen Wandung eine horizontal umlaufende

ίο hinterschnittene Nut 16, in die der Formkörper 3 mit einer der Nut 16 angepaßten Wulst 17 eingreift Nut 16 und Wulst 17 bilden eine Dichtung, um zwischen Konturenausnehmung 4 und Formkörper 3 ein Vakuum aufbauen zu können. Andererseits sind Nut 16 und

π Wulst 17 so ausgebildet, daß sie ein Entfernen des hinterschäumten Formkörpers 3 nicht wesentlich behindern.

Soll nun ein Formkörper 3 hinterschäumt werden, so wird dieser zunächst, etwa formschlüssig in die untere Schäumformhälfte 1 eingelegt Auf den Formkörper wird dann eine aus Blech oder Drahtgitter gebildete Armierung gelegt die jedoch durch Abstandhalter vom Formkörper 3 in Abstand gehalten wird. Bei kleineren Schäumkörpern kann auch eine Armierung entfallen. Im

Anschluß hieran wird die obere Schäumformhälfte 2 in die untere eingesetzt und der Flansch 7 des Formkörpers 3 durch die Dichtung 13 abgedichtet In dem Freiraum 5 wird ein Vakuum aufgebaut, so daß der Formkörper gegen die Konturenausnehmung 4 gezogen wird. Alsdann wird der Schäumraum 11 in üblicher Weise ausgeschäumt Der Formkörper 3 wird durch Vakuum, Erwärmung und Schäumdruck präzise in seine Sollform gebracht so daß sich keine ungewünschten Falten bilden können. Nach dem Entformen wird der

J5 Dichtungsflansch 7 vom Formkörper 3 abgetrennt, wonach ein Schaumkörper gewünschter Formgebung in hochwertiger Ausführung vorliegt

In den F i g. 4 und 5 ist ein solcher Schaumkörper in Form einer Armaturentafel 18 für Kraftfahrzeuge dargestellt. Diese Armaturentafel 18 ist einstückig mit einem relativ tiefen Handschuhfach 19 ausgebildet Die Tiefe der Verformung in den Negativ-Bereich ist insbesondere aus der Schnittansicht nach Fig.5 zu erkennen, wobei der Schnitt, wie ersichtlich, durch das Handschuhfach 19 gelegt ist. F i g. 5 zeigt auch eine vom Schaum 20 umgebene Armierung 21, deren Enden 22 aus dem Schaumkörper heraustreten und zu seiner Halterung in einem Kraftfahrzeug dienen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Hinterschäumen von vorgeformten thermoplastischen Halbhartfolien, insbesondere zur Herstellung von Armaturenbrettern für ϊ Fahrzeuge, wobei zunächst die Halbhartfolie geformt, dann etwa formschlüssig in eine ihren Konturen angepaßte Schäumformhälfte eingelegt, die Schäumform geschlossen, die vorgeformte Halbhartfolie in der Schäumform hinterschäumt und m dann das fertige Formteil aus der Schäumform genommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformte Halbhartfolie vor dem Hinterschäumen an der Wandung der ihr benachbarten und ihren Konturen angepaßten Schäum- '"· formhälfte zumindest bereichsweise verschiebefest festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper an die Innenwandung der Schäumform angesaugt wird. ?< >