DE2925500C2

DE2925500C2 -

Info

Publication number: DE2925500C2
Application number: DE2925500A
Authority: DE
Inventors: Franco Pineroto Turin It Cesano
Original assignee: Gor Applicazioni Speciali SpA Turin/torino It
Current assignee: Gor Applicazioni Speciali SpA Turin/torino It
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1979-06-23
Publication date: 1988-12-15
Also published as: US4328067A; SE7905318L; DE7918147U1; ES482382A1; BR7904130A; US4243456A; JPS6241858B2; FR2429667A1; GB2029763B; GB2029763A; JPS555900A; FR2429667B3; DE2925500A1; CA1130185A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von flächigen profilierten Formteilen, insbesondere von Ver kleidungselementen, die eine praktisch starre, aus einer Thermoplastmasse bestehende Trägerschicht und eine an der Trägerschicht anliegende, mit dieser verbundene Kaschier schicht besitzen, nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 bzw. 2.

Ein solches Verfahren ist aus US 27 97 179 bekannt, aber für die rationelle Fertigung von vergleichsweise großen ka schierten Teilen, wie Türinnenverkleidungen von Automobilen, aus mehreren Gründen nicht zweckmäßig: das Verfahren ist kein Eingang-Verfahren und die verschiedenen Verfahrensschrit te benötigen viel Zeit; ferner ist eine nachträgliche Kaschie rung der Formteilränder praktisch unmöglich, ganz abgesehen von der Problematik der Verwendung von Duroplasten als Haupt komponente für die Herstellung selbsttragender großflächi ger, relativ dünnwandiger Formteile. Typische Autoverkleidun gen haben Flächen von meist über 250 cm² und bis etwa 1 m² oder mehr und Dicken im Bereich von 3 bis 8 mm.

Ein zum Kaschieren von Formstücken bestimmtes Verfahren ist ferner aus der DE-OS 24 48 361 bekannt. Hierbei dient das vorgängig hergestellte Formstück selbst als Form für eine Kaschierfolie, welche in der Ausgangslage über das Formstück hinausreicht und in der überstehenden Randzone Ausnehmungen besitzt. Die Kaschierfolie wird dann pneumatisch gegen das Formstück gesaugt oder/und gedrückt. Es versteht sich, daß ein solches Verfahren für das Kaschieren großflächiger und relativ dünnwandiger Teile der obengenannten Art ungeeignet ist, weil die für pneumatisches Anformen der Kaschierfolie erforderliche Starrheit des Formstückes mit praktikablem Auf wand nicht erzielbar ist. Abgesehen hiervon ist das Verfahren kein Eingang-Verfahren.

Ferner ist aus der DE-AS 11 58 697 ein Verfahren zur Herstel lung von Gefäßen aus Thermoplastfolie durch Tiefziehen be kannt. Dabei kann die thermisch erweichte Folie mit Druckgas in eine Form gepreßt oder auf einen Stempel gezogen werden. Die Herstellung von kaschierten und insbesondere auch im Rand bereich kaschierbaren Teilen der hier in Frage stehenden Art ist nach diesem Verfahren nicht möglich.

Schließlich ist aus der DE-OS 24 16 514 die Herstellung von kaschierten Formteilen mit einer Kaschierpresse bekannt, in welcher ein bereits vorgeformter profilierter Körper mit einer Kaschierschicht verpreßt und letztere dann besäumt wird.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren der eingangs genann ten Art zu schaffen, das bei meist profilierten kaschierten Formteilen in einem rasch durchführbaren wirtschaftlichen Ein gang-Verfahren eine saubere Kaschierung im Randkantenbereich der Formteile ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen.

Aufgabe der Erfindung ist ferner eine für die Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vor richtung mit den in Anspruch 2 genannten Merkmalen.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich tung haben die in den Ansprüchen 3 bis 4 angegebenen Merk male.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die halbschematische Schnittdarstellung der geöffne ten Presse bei Einführung von Trägerschicht und Kaschierschicht,

Fig. 2 die Presse von Fig. 1 in nahezu geschlossenem Zu stand,

Fig. 3 die Presse von Fig. 1 in völlig geschlossenem Zu stand,

Fig. 4 die vereinfacht dargestellte Draufsicht auf ei nen nach dem Verfahren hergestellten kaschierten Formteil,

Fig. 5 einen Schnitt nach 5-5 von Fig. 4, und

Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung der Kanten bereiche eines nach dem Verfahren erhaltenen Form teiles.

Die halbschematische Schnittdarstellung von Fig. 1 zeigt die ruhene (untere) Trägerplatte 16 der Presse 1, deren Hydrau lik und Steuerung in der Zeichnung zur Vereinfachung wegge lassen ist und im Rahmen des Fachmännischen liegt. Auf der Trägerplatte 16 ist eine Profilpreßplatte oder Matrize 12 mit Profilierung 122 entsprechend der nicht zu kaschieren den Oberfläche des herzustellenden Formteiles befestigt. Der periphere Rand der Matritze 12 ist, z. B. mit einem Schneid stahleinsatz, als Abscherkante 121 ausgebildet. Auf die Matrize 12 ist eine etwa 3 mm dicke thermoplastische Schicht (übertrieben dicke dargestellt), z. B. aus Polypropy len/Holzpulvermasse gemäß CH-PS 5 70 869, lose aufgelegt und überlappt die Profilseite allseitig mit einem überstehen den Rand 101. Die Schicht 10 ist so heiß, daß sie zäh-pla stisch aber nicht ausgeprägt fließend ist. Die jeweils op timale Temperatur für eine gegebene Trägerschicht hängt von der Erweichungstemperatur der thermoplastischen Komponente bzw. dem Fülleranteil bzw. der Korngröße der Füllerteile ab. Typische Plastifizierungstemperaturen für die obengenannten Werkstoffe liegen zwischen 120 und 200°C, insbesondere zwi schen 160 und 190°C, können aber auch tiefer oder höher lie gen.

An der beweglichen (oberen) Platte 18 der Presse 1 ist die obere Profilpresse oder Patrize 14 mit nicht dargestell ten üblichen Mitteln angehängt, wobei Druckfederelemente 182, 183 vorgesehen sind, deren Funktion später erläutert wird. Auch die Stützelemente 188 sind an der Platte 18 befestigt. Die Patrize 14 ist mit einer Profilierung 142 entsprechend der kaschierten Oberfläche des herzustellenden Formteiles versehen. Die Profilierungstiefe A zwischen der höchsten und tiefsten Profilfläche beträgt meist ein Mehrfaches der Dicke der Trägerschicht 10, z. B. das Zehn- bis Dreißigfache.

Um die Peripherie des etwas zurückgesetzten Außenrandes 143 der Patrize 14 ist eine Schneide 141, z. B. eine Messerklin ge, angeordnet.

Mit (nicht dargestellten) Haltemitteln oder manuell wird un ter der Patrize 14 eine Kaschierschicht 11, z. B. eine Poly vinylchloridfolie eingeführt, deren Rand 111 allseitig über die Arbeitsfläche der Patrize 14 hinausragt. Zwischen der Patrize 14 und der Matrize 12 ist ein (in nicht dargestell ter Weise vertikal geführtes) in den Richtungen des Doppel pfeiles B bewegliches ringähnlich geschlossenes Element 15 angeordnet. Sein Innenrand 151 umschließt bündig den Außen rand 121 der Matrize 12, und bildet, z. B. durch einen Werk zeugstahleinsatz, mit dem Abscherrand 121 der Matrize 12 ein erstes Schneidwerkzeug. Die Oberfläche 152 des Elementes 15 stellt das Widerlager (Schneidauflagefläche) für das Messer 141 dar und bildet mit diesem ein zweites Schneidwerkzeug.

Zur Bildung von Durchbrechungen des fertigen Formteiles kön nen weitere Schneid- bzw. Stanzwerkzeuge vorgesehen werden; so ist in den Fig. 1-3 in durchbrochenen Linien ein Stempel 17 eingezeichnet, der in der Patrize 14 geführt und von (nicht dargestellten) Federmitteln in Ruheposition gehalten wird, d. h. nicht aus der Arbeitsfläche der Patrize 14 ab ragt. Die in der Matrize 12 mit durchbrochenen Linien dar gestellte Stanzöffnung 19 bildet mit dem Stempel 17 ein er findungsgemäß bevorzugtes aber nicht kritisches drittes Schneidwerkzeug. Weitere zusätzliche Schneidwerkzeuge kön nen in analoger Weise zur Bildung zusätzlicher Ausnehmun gen des Formteiles im Zuge seiner Herstellung in der Patrize 14 und der Matrize 12 angeordnet werden.

Schließlich besitzt die Presse 1 noch Federelemente 161, 162, die zur vorübergehenden Abstützung des Elements 15 dienen, wenn dieses beim Schließen der Presse durch Bewe gung der Platte 18 in Richtung des Pfeiles C nach unten ge führt wird. Diese Abwärtsbewegung der Platte 18 führt zu dem in Fig. 2 halbschematisch dargestellten Zustand der Presse 1; dabei wird die weiterhin thermisch plastische Träger schicht 10 sowie die flexible und dehnungsfähige Kaschier schicht 11 zunehmend verformt und gegeneinander gepreßt. Vorzugsweise lassen sich die oberen Federelemente 182, 183 bei einer geringeren Kraft elastisch verformen, als die un teren Federelemente 161, 162; dabei kann es vorteilhaft sein, daß die oberen Federelemente 182, 183 verformt werden, be vor die Stützelemente auf das Element 15 einwirken. Hierbei kann zwischen den Stützelementen 188 und der Oberseite des Elementes 15 ein schmaler (in Fig. 2 nicht erkennbarer) Spalt von einigen Millimetern verbleiben, so daß die Patrize 14 praktisch gegen den Widerstand der Federelemente 182, 183 auf die Matrize 12 und damit auf den sich bildenden Ver bund von Kaschierschicht 11 und die Trägerschicht 10 preßt. In diesem Stadium gemäß Fig. 2 beginnt das Messer 141 den auf der Fläche 152 des Elementes 15 liegenden Rand 111 der Kaschierschicht 11 zu durchschneiden. Nach diesem Schneidvor gang sind die Federelemente 182, 183 voll komprimiert und die Stützelemente 188 pressen das Element gegen die Feder elemente 161, 162, die erst bei einer größeren Krafteinwir kung verformt werden, als die Federelemente 182, 183. Bei spielsweise liegt die Verformungsgrenzkraft der (aller) Fe derelemente 161, 162 um 15 bis 35% höher, als die der (al ler) Federelemente 182, 183. Bei der Herstellung eines etwa 0,8 m² großen kaschierten Formstückes (siehe Fig. 4) aus den obengenannten Materialien in der Presse 1 kann für die oberen Federelemente 182, 183 beispielsweise ein Grenzwert von 40 000 kg, für die unteren Federelemente 161, 162 ein entsprechend höherer Grenzwert von 54 000 kg zweckmäßig sein. Beim Überschreiten des Grenzwertes der Federelemente 161, 162 wird das Element 15 mit seiner Schneidkante 151 an der Abscherkante 121 der Matrize 12 vorbeigeführt und die in Fig. 3 dargestellte Stellung erreicht.

Kaschierschicht 11 und Trägerschicht 10 werden bzw. sind nun voll ausgeformt und gegeneinander zur Verfollständigung des Verbundes verpreßt. Der Rand 102 der Trägerschicht 10 ist sauber geschnitten und der Rand 112 der Kaschierschicht 11 ragt mindestens bereichsweise über den geschnittenen Rand 102.

Ferner hat die Platte 18 beim Übergang von der Position ge mäß Fig. 2 in die Position gemäß Fig. 3 den Stanzstempel 17 in der Patrize 14 durch die Schichten 11, 10 in die Stanz öffnung 19 der Matrize 12 gepreßt und dadurch das Schicht stück 30 ausgestanzt. Der volle Preßdruck wirkt also erst bei vollständig geschlossener Presse 1 (Fig. 3) auf die Ka schierschicht und die Trägerschicht, so daß diese beiden Schichten sich glatt an die Profilflächen von Patrize und Ma trize anlegen können.

Das Auflegen der thermoplastischen, thermisch plastifizier ten Trägerschicht sowie das Einführen der Kaschierschicht (Vorbereitungsstufe, Fig. 1) dauert im typischen Fall 10 bis 20 sec, während für die weiteren Schritte, d. h. Schneiden der Kaschierschicht und Abscheren der Trägerschichtränder typisch 1 sec oder weniger benötigt wird.

Das abschließende Verpressen gemäß Fig. 3 mit vollem Preß druck von z. B. 3 bis 10 kg/cm² Formteilfläche (Oberseite) dient zur vollständigen Ausformung des Formteiles und zur Verbindung der Trägerschicht mit den daran anliegenden (d. h. nicht mit den seitlich abragenden Teilen) Teilen der Ka schierschicht. Dieses Verpressen kann mit den obengenannten Parametern bezüglich Material und Abmessungen normalerweise in 20 bis 50 sec abgeschlossen werden.

Die Patrize 14 und die Matrize 12 werden vorzugsweise dauernd gekühlt, z. B. in an sich üblicher Weise mit einer Kühlsole, die durch (nicht dargestellte) Leitungen in den Platten zir kurliert wird. Die Kühlleistung der Platten kann unterschied lich gewählt werden, z. B. um eine unerwünschte thermoplasti sche Veränderung der Kaschierschicht 11 zu vermeiden.

Nach dem abschließenden Verpressen wird die Presse geöffnet und der kaschierte Formteil entnommen. Die am Formteil an liegenden Flächen von Patrize und Matrize können nötigen falls mit üblichen Trennmitteln zur Erleichterung des Ent formens versehen werden.

In Fig. 4 ist eine nach dem Verfahren her gestellte kaschierte, geformte und geschnittene Türverklei dungsplatte 40 eines Automobils dargestellt. Die Durchbre chungen 45, 46, z. B. zur Aufnahme einer Tür- bzw. einer Fen sterbetätigung, können wie oben erläutert im Zuge des Ver pressens oder nachträglich ausgestanzt werden. Die Bildung solcher und allfälliger weiterer Durchbrechungen im Zuge des oben beschriebenen Form-Kaschier-Verfahrens mit Hilfe von dritten bzw. weiteren Schneid- oder Stanzwerkzeugen wird be vorzugt.

Der Formteil 40 hat die für die Bildung einer Armstütze 49 erforderliche Profilierung, die für eine Türverkleidung nö tige mechanische Festigkeit und die durch Oberflächenstruk tur und Griff der Kaschierschicht bestimmten ästethischen bzw. taktilen Eigenschaften.

Die seitlich abragenden Ränder 421-427, die gegebenenfalls vom Messerwerkzeug 141 mit Falzwinkeln 44 bzw. Falzschnit ten 48 versehen sind, können während der Montage oder in ei nem Vorbereitungsschritt manuell oder maschinell um die Kan ten der Trägerschicht gelegt bzw. gefalzt werden, wie dies in Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Der zunächst abragen de Rand 62 der mit der Trägerschicht 60 verbundenen Kaschier schicht 61 (rechte Seite von Fig. 6) wird um die Kante 63 der Trägerschicht 60 gelegt und gewünschtenfalls auf der Rückseite 64 des Formteiles 6 befestigt, z. B. durch Kleben oder Klammern.

Für den Fachmann sind zahlreiche Abänderungsmöglichkeiten des obigen Beispiels ersichtlich. So kann die Oberfläche (Außenseite) der Kaschierschicht von der Patrize genarbt, geprägt oder auf andere Weise modifiziert werden. Ferner kann als Kaschierschicht ein Material mit textiler bzw. tex tilartiger Oberfläche (Gewebe, Vlies, Flor, Samt) oder mit einer Deckschicht aus natürlichem oder synthetischem Leder versehen sein, wobei die Verformbarkeit dieser Deckschicht für die vorgesehene Profiltiefe ausreichend sein sollte und eine entsprechende Klebeschicht vorzusehen ist, wenn das thermoplastische Material der Trägerschicht nicht bereits selbst eine ausreichende Verklebung bewirkt.

Ferner umfaßt die Bezeichnung "profiliert" auch mehr oder weniger gekrümmte aber überwiegend flache Formteile mit re gelmäßiger oder unregelmäßiger Flächenform einschließ lich von Schalen, Paneelen, Kalotten und dergleichen.

Als Beispiel einer bevorzugten Trägerschicht 10 ist ein ge mäß CH-PS 5 70 869 erhältliches, 2 bis 6 mm dickes Blatt aus Thermoplastmasse, z. B. aus 40 bis 60 Gew.-% Polyolefin, insbesondere Polypropylen, und 60 bis 40 Gew.-% organischem Füllstoff, insbesondere Holzmehl bzw. Sägespäne zu nennen. Eine solche Schicht ist bei einer Temperatur von 150 bis 180°C plastisch. Auch ABS-Harze mit oder ohne Füllstoff sind für die thermoplastische Trägerschicht gut geeignet.

Ein Beispiel einer bevorzugten Kaschierschicht 11 ist eine thermoplastische Folie, z. B. aus Polyvinylchlorid, mit ei ner Dicke von 0,5 bis 3 mm. Zellige Kaschierschichten dieser Art, vorzugsweise mit geschlossener Außenschicht, werden ebenfalls bevorzugt.

Nach dem Verfahren können allgemein ka schierte Formteile mit den obengenannten oder noch größe ren Flächenabmessungen und mit typischen Stückgewichten von 0,5 bis 10 kg in großen Stückzahlen pro Zeit, z. B. auf je der Presse ein Formteil pro Minute, hergestellt werden. Innenverkleidungen von Fahrzeugen, wie Türverklei dungen, Armaturenbretter usw., Möbel bzw. Möbelteile und ähn liche selbsttragende Formteile sind als Beispiele erhältlicher Produkte zu nennen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von flächigen profilierten Form teilen, insbesondere von Verkleidungselementen, die eine praktisch starre, aus einer Thermoplastmasse bestehende Trägerschicht und eine an der Trägerschicht anliegende, mit dieser verbundenen Kaschierschicht besitzen, bei dem die Trägerschicht und Kaschierschicht in eine Presse ein gelegt, durch Druck und Wärme zu den Formteilen verformt und randseitig besäumt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Besäumen zunächst die Kaschierschicht und nachfolgend die Trägerschicht geschnit ten werden, so daß der Rand der Kaschierschicht des fer tigen Formteiles mindestens bereichsweise über den Rand der Trägerschicht abragt.

2. Vorrichtung zur Herstellung von flächigen profilierten Formteilen, insbesondere von Verkleidungselementen, die eine praktisch starre, aus einer Thermoplastmasse bestehen de Trägerschicht und eine an der Trägerschicht anliegende, mit dieser verbundene Kaschierschicht besitzen, mit zwei vertikal gegeneinander bewegbaren Profilstempeln, deren einer eine randseitig umlaufende Abscherkante besitzt und mit einem relativ zu den Profilstempeln beweglichen Ele ment, das eine Auflagefläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (15) eine Abscher kante (151) besitzt, welche mit der Abscherkante (121) des einen Profilstempels (12) eine Schneideinrichtung zum Be säumen der Trägerschicht (10) bildet und daß die Auflage fläche (152) zusammen mit einem randseitigen Messer (141) am anderen Profilstempel (14) eine zweite Schneideinrich tung (141, 152) zum Besäumen der Kaschierschicht (111) im Abstand von der Schnittkante (429) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Profilstempel (14) federnd mit einer ersten Preß platte (18) verbunden ist, die einen Stützstempel (188) zum Pressen des Elements (15) gegen Federelemente (161, 162) trägt, welch letztere auf der den anderen Profilstem pel (12) tragenden Preßplatte (16) abgestützt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (161, 162) bei einer Krafteinwirkung elastisch verformbar sind, die größer ist als die Kraft einwirkung, welche zur elastischen Verformung einer zwi schen dem Profilstempel (14) und der zugehörigen Preß platte (18) der Presse (1) angeordneten federnden Lagerung (182, 183) erforderlich ist, um beim Schließen der Presse die zweite Schneideinrichtung zu betätigen, bevor die Schneidkante des Elements (15) mit der Abscherkante (121) des unteren Profilstempels (12) zur Bildung der ersten Schneideinrichtung zusammenwirkt.