DE3128977A1

DE3128977A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von verbundkoerpern

Info

Publication number: DE3128977A1
Application number: DE19813128977
Authority: DE
Inventors: Kurt 5020 Salzburg Bratsch; Rudolf Ing.(grad.) 8228 Freilassing Landsteiner; Georg 8230 Bad Reichenhall Posch
Original assignee: Paul Kiefel GmbH
Current assignee: Paul Kiefel GmbH
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1983-02-10

Description

Verfahren und Vorrichtung Herstellen von
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Verbundkörpern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Verbundkörpern aus einem luftundurchlässigen Träger und einer ebenfalls luftundurchlässigen Folie.
Bei der Herstellung von Verbundkörpern, beispielsweise Armaturenbrettern oder Türinnenverkleidungen für Kraftfahrzeuge, war es für den Fall, daß der Träger luftundurchlässig war, notwendig, diesen mit feinen Bohrungen zu versehen, um durch Anwendung von Unterdruck die bereits vorgeformte oder durch den Unterdruck erst zu verformende Folie frei von Lufteinschlüssen zwischen dem Träger und der Folie auf diesen aufkaschieren zu können, wobei zwischen dem Träger und der Folie eine thermisch aktivierbare Kleberschicht aufgetragen war. Nach dem Absaugen der Luft zwischen dem Trägermaterial und der Folie wurde dann die Folie erhitzt, so daß die Kleberschicht durch den Wärmeinhalt der erhitzten Folie aktiviert wurde.
Da das Einbringen von Absauglöchern in luftundruchlässigen Trägern ein zusätzlicher Arbeitsaufwand ist, und für bestimmte Anwendungsgebiete auch nicht immer erwünscht ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe luftundurchlässige Träger mit luftundurchlässigen Folien kaschiert werden können.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß die Folie entsprechend der Form des Trägers vorgeformt und der Träger und/oder die Folie mit einer er thermisch aktivierbaren Klebeschicht versehen wird, daß nach dem Auflegen der vorgeformten Folie auf den Träger die beiden lose aufeinander liegenden Teile einem allseits wirkenden Unterdruck ausgesetzt werden, und daß nach dem Entfernen der Luft zwischen den beiden Teilen nur noch die der Folie abgewandte Seite des Ver bundkörpers dem Unterdruck, die Folienoberseite dagegen dem Atmosphärendruck oder einem Überdruck ausgesetzt und dabei bis zur Aktivierung der Kleberschicht erwärmt und danach wieder abgekühlt wird.
Das Grundlegende an der Erfindung besteht darin, daß der lose zusammengelegte Verbundkörper in einem allseits wirkenden Unterdruckbereich, also beispielsweise in einem Autoklaven entlüftet wird, so daß bei der anschließenden Aktivierung der Klebeschicht die Folie ohne Zwischenlagerung von Luftblasen auf dem Träger aufliegt. Während des Aktivierens der Klebeschicht wird ein Eindringen von Luft zwischen die beiden Teile dadurch vermieden,daß die Unterseite des Verbundkörpers einschließlich der Unterseite der über den Träger hervorstehenden Folie an einer Unterdruckquelle angeschlossen bleibt, so daß einerseits keine Luft zwischen den Träger und die Folie eindringen kann, und andererseits durch die Belüftung an der Folienoberseite, wobei diese dem Atmosphärendruck oder einem leichten Überdruck ausgesetzt wird,der notwendige Differenzdruck erzeugt wird, um ein Andrücken der Folie gegen den Träger und damit eine sichere Verklebung zu bewirken.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Erwärmung der Folie mittels eines warmen, gegen die Folie gerichteten Luftstromes erfolgt, so ist hiermit nicht nur erreicht, daß die Klebeschicht aktiviert wird, sondern mit Hilfe dieses Luftstromes läßt sich auch ein Überdruck auf der Folienoberseite erzeugen, wenn beispielsweise um diesen Verbundkörper an seiner Folienoberseite ein geschlossener Raum geschaffen wird, so daß die Klebeverbindung verbessert werden kann.
Wenn bei dem fertigen Verbundkörper der Außenrand sichtbar bleibt, so wird in Weiterbildung der Erfindung die Folie um den Außenrand des Trägers bis auf seine Unterseite heruntergezogen, d. h. umgebugt. Damit wird erreicht, daß der Folienrand bzw. die Schnittkante der Folie im eingebauten Zustand dieses Verbundkörpers nicht mehr sichtbar ist, was beispielsweise bei Armaturenbrettern für Kraftfahrzeuge gefordert wird.
Die Abkühlung des fertigen Verbundkörpers erfolgt invorteilhafter Weise ebenfalls durch einen gegen die Folie gerichteten kühlen Luftstrom, weil hierdurch ein guter Wärmeübergang und damit ein guter Kühleffekt erzielt werden kann.
Je nach Verwendungszweck des herzustellenden Verbund körpers kann es erforderlich sein den überstehenden Folienrand am umfang oder der Unterseite des Trägers abzuschneiden.
Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens ist es möglich, alle Teile,d#ie luftundurchlässig sind und bei denen die Anbringung zahlreicher Absaugbohrungen höhere Kosten verursachen würde, kaschieren zu können. Die Qualität und Ausbildung der Folie ist dabei von untergeordneter Bedeutung. Es kann jede normale PVC-#olie, ABS-Folie oder Schaumfolie verarbeitet werden.
Um eine rationelle Fertigung der Verbundkörper nach diesem Verfahren zu ermöglichen weist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einen aus mehreren Einzelteiltischen bestehenden Drehtisch auf, wobei die Anzahl der Einzeltische der Anzahl der verschiedenen Fertigungsstationen entspricht. Die Einzeltische sind mit einem Anschluß an eine Unterdruckquelle, einem Spannrahmen zum Festhalten der Folie einer auf dem Tisch angeordneten Dichtung versehen, gegen dS der Spannrahmen der Folie drückt, um unterhalb der Folie den erzeugten Unterdruck aufrechterhalten zu können.
Für den Fall, daß der Träger, welcher mit der Folie kaschiert werden soll, an seiner Unterseite eben ist, kann er unmittelbar auf den Einzeltisch aufgelegt werden.
Wenn der Tr#äger dagegen an seiner Unterseite hohl ausgebildet ist, ist es notwendig, ihn auf eine Stützform aufzulegen, die auf dem Einzeltisch angeordnet ist.
Dabei ist die Stützform so ausgeführt, daß sich der Unterdruck durch die Stützform hindurch an die Unterseite des Trägers fortsetzen kann.
Für den Fall, daß die Folie um den Außenrand des Trägers herum bis zu dessen Unterseite gezogen werden soll, ist es in jedem Falle notwendigeine Stützform vorzusehen, die den Außenumrissen das Trägers zwar äRnlich gestaltet, jedoch @ kleiner als dieser ist, so daß der Träger über die Stützform hinausragt. Hierdurch ist es möglich die Folie um-den über #d#i'e'#¼die Stützform hervorstehenden Rand nach innen einzuziehen, wobei sich aufgrund des unterhalb des Trägers ausgebildet Unterdrückes die Folie nicht nur an die Unterseite des Tr Trägers sondern auch an die Seitenwand der Stützform @@legt.Wenn entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung die Stützform einen e scharfkantig auslaufenden Rand aufweitst, dessen Unterseite nach Art einer Art einer Hohlkelle ausgebildet ist, so wird die Folie mit Sicherheit bis zu der Stützform am Träger anliegen, weile durch den scharfen Rand nur allmählich vom Träger abgelenkt wird.
Ohne diesen scharfkantigen -Rand, würde eine Ablenkung der Folie vom Träger unter einem großen Winkel erfolgen, wodurch gerade bei steifen oder dicken Folien das Fest legen der Folie am Träger in der Nähe der ihn unterstützenden Stützform erschwert wäre.
Die verschiedenen Merkmale der Vorrichtung sind im übrigen in den Ansprüche 6 bis 12 näher erläutert.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer einen Drehtisch mit Einzeltischen aufweisenden Vorrichtung zur Herstellung von Verbundkörpern Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei die einzelnen Stationen des Drehtisches dargestellt sind; Fig. 3 bis 7 Schnittdarstellungen einesEinzeltisches des Drehtisches in den einzelnen Stationen; und Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung eines Teilschnittes im Randbereich eines auf einer Stützform aufliegenden Verbundkörpers.
Wie aus den Fig.1 und 2 ersichtlich, ist auf einem zentralen Gestellt 1 ein mehrere Einzeltische 2 aufweisender Drehtisch 3 drehbar gelagert und schrittweise weiterschaltbar, wie dies die einzelnen Bearbeitungs stufen erfordern, die weiter unten näher erläutert werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind #zehn Einzeltische 2 vorgesehen, die zehn Stationen zugeordnet werden können, welche der Reihe nach mit 1 bis X bezeichnet sind. Jeder dieser mit dem drehbaren Grundgestellt 1 verbundene Einzeltisch 2 trägt an vertikalen Führungen 4 einen in vertikaler Richtung verschiebbaren Spannrahmen 5 für die auf einen luftundurchlässigen Träger 6 aufzukaschierende Folie 7. Jeder Einzeltisch 2 ist außerdem mit einer Dichtung 8 ve#rsehen, die den Träger 6 mit geringem Abstand umgibt und mit welcher der Spannrahmen 5 insofern zusammenwirkt, als durch den Spannrahmen 5 die Folie 7 gegen die Dichtung 8 gedrückt wird, um den von der Folie7 bis zur Dichtung 8 umgrenzten Raum an eine Unterdruckquelle anschließen zu können-, wofür ein Anschluß 9 in dem Tisch 2 vorgesehen ist.
Da im dargestellten Ausführungsbeispiel der Träger 6 als schalenartiger Körper ausgebildet ist und somit nicht mit seiner Gesamtunterseite auf dem Einzeltisch aufliegen kann, ist auf diesem eine der Innenform des Trägers 6 entsprechende Stützform 21 aufgelegt, die mit einer Bohrung 26 versehen ist, welche durch die gesamte Stützform von der Unterseite bis zur Oberseite hindurchreicht und'den Anschluß 9 mit der Oberseite der Stützform 2n verbindet, auf welcher von der Bohrung 26 ausgehende Kanäle 27 vorgesehen sind, so daß die Unterseite des Trägers 6 mit der Unterdruckquelle in Verbindung gebracht werden kann.
Wie aus den Fig, 5 und 6 ersichtlich, kann an bestimmten Stationen auf dem Tisch ein den zu kaschierenden Träger 6 sowie die Führungen 4 für den Spannrahmen 5 aufnehmendes Gehäuse 10 bzw. 11 vorgesehen sein, das je nach Verwen dungszweck entweder gegenüber dem Tisch 2 abgedichtet werden kann, wie dies bei Fig. 5 der Fall ist, oder nur lose auf dem Tisch aufruht, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Das mit 10 bezeichnete Gehäuse, das in Fig. 5 dargestellt ist, bildet zusammen mit dem Tisch, mit dem es über eine Dichtung 12 in Berührung steht, einen Autoklaven, der einen Anschluß 13 an eine Unterdruckquelle und eine Belüftungsöffnung 14 aufweist. Das Gehäuse 10 ist entsprechend dem Doppelpfeil 15 ebenso wie das Gehäuse 11 gemäß Fig. 6 verschiebbar, so daß in der oberen Stellung nach Beendigung des jeweiligen Arbeitsvorganges der entsprechende Tisch zur nächsten Station weitergedreht werden kann. Das Gehäuse 11 trägt auf seiner Oberseite ein Gebläse 20 mit einem nachgeschalteten Heizregister 16, um über eine Öffnung 17 Warmluft in dem vom Gehäuse 11 umschlossenen Raum in Richtung auf die Folie 7 einblasen zu können. In diesem Falle ist zwischen dem Gehäuse 11 und dem Tisch 2 ein geringer Spalt 18 belassen, um die eingeführte Luft wieder ableiten zu können. Je nach Größe dieses Spaltes läßt sich dadurch ein Überdruck auf der Folie 7 erzeugen.
In Fig. 7 sind Kühlgebläse 19 dargestellt, die kühle Luft gegen die Folie 7 blasen können.
Fig. 8 zeigt einen vergrößterten Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform einer auf dem Einzeltisch 2 liegenden Stützform 21', die ein Umbugen der Folie 7 um den Außenrand des Trägers 6 bis zu dessen Unterseite gestattet. Hierzu weist die Stützform 21' einen nach außen scharfkantig zulaufenden Rand 22 auf, der an seiner Unterseite nach Art einer Hohlkelle 23 ausgebildet ist, so daß sich die von dem Spannrahmen 5 gehaltene Folie 7 aufgrund des zwischen dem Träger 6 und der Stützform 21' ausgebildeten Unterdruckes um den über den Rand 22 herausragenden Außenrand des Trägers 6 herum und an dessen Unterseite anlegen kann. Der Unterdruck zwischen der Unterseite des Trägers 6 und der Oberseite der Stützform 21' entsteht dadurch, daß die Stützform mit mehreren von ihrer Unterseite zur Oberseite verlaufenden Bohrungen 25 versehen ist die über eine Ausnehmung 27 am Boden der Stützform 21' mit dem Anschluß 9 im Einzeltisch 2 in Verbindung stehen.
Wie aus der Fig. 8 ersichtlich wird durch den scharfkantig auslaufenden Rand 22 und die daran anschließende Hohlkelle 23 ein scharfkantiges Abbiegen der Folie 7 vom Träger 6 vermieden. Vielmehr ist es durch diese Ausgestaltung möglich, daß sich die durch den Spannrahmen 5 gehaltene Folie nach ihrer Erwärmung durch eine geeignete Wärmequelle mittels des erzeugten Unterdruckes an die Unterseite des Trägers und die Außenseite der Stützform 21' anlegen kann, wobei der Übergang für die-Folie vom Träger zur Stützform unter einem sehr geringem Winkel erfolgt, so daß keine Schwierigkeiten für das satte und vollstän ge Anliegen der Folie an der Unterseite des Trägers in der Nähe der Stützform 21' bestehen.
Mit 28 ist eine Schneidvorrichtung bezeichnet, die ein Messer 29 trägt, das nach der Abkühlung der Folie 7 den überschüssigen Folienrand 24 abschneidet, wobei der Rand 22 der Stützform 21' als Widerlager benutzt wird.
Die Betriebsweise der Vorrichtung ist folgende: In der Station I wird einerseits das fertig kaschierte Teil entnommen, andererseits ein neuer Träger 6, z.B. eine Armaturentafel eingelegt, auf die eine vorgeformte Folie 7 in der Station II entweder von Hand oder automatisch aufgelegt wird. Die Fig. 3 und 4 geben den Zustand in den Stationen I und II wieder.
Der Drehtisch wird dann um eine Station weitergedreht, so daß der entsprechende Einzeltisch 2 zur Station III gelangt, in welcher das Gehäuse 10 über den herzustellenden Verbundkörper geschoben wird, wobei das Gehäuse 10 mit seiner Dichtung 12 auf dem Tisch 2 aufliegt. In diesem Zustand wird in dem Gehäuse über den Anschluß 13 ein Unterdruck erzeugt, wodurch die zwischen dem Träger 6 und der Folie 7 befindliche Luft abgesaugt wird.
Über den Anschluß 9 ist der Innenraum des Gehäuses auch noch an die Unterdruckquelle angeschlossen.Wenn die restliche Luft zwischen dem Träger 6 und. der Folie 7 entfernt ist, wird der Spannrahmen 5 an den Führungen 4 nach unten gefahren, bis er den über den zu kaschierenden.Träger 6 überstehenden Rand der Folie 7 gegen die Dichtung 8 auf dem Tisch 2 drückt. Der Anschluß 9 bleibt an die Unterdruckquelle angeschlossen, während der Anschluß 13 verschlossen und der Anschluß 14 geöffnet wird, so daß Luft in das Innere des Gehäuses 10 eindringen kann. Hierauf kann das Gehäuse entsprechend dem Doppelpfeil 15 nach oben abgehoben und der Tisch 2 zur Station IV gedreht werden. Der Vorgang des Entlüftens ist in Fig. 5 dargestellt.
In der Station IV, die durch die Fig, 6 wiedergegeben wird, wird über den herzustellenden Verbundkörper das Gehäuse 11 abgesenkt, das allerdings nicht dicht auf dem Tisch 2 aufliegt, sondern zu diesem einen Spalt 18 aufweist. In dieser Station IV bis einschließlich der Station VIII wird durch das Gebläse 20 Warmluft in Richtung auf die Folie 7 geblasen, wodurch die vor dem Auflegen der Folie 7 auf den Träger 6 eingeführte Klebeschicht, die sich nun zwischen beiden Teilen 6 und 7 befindet, thermisch aktiviert wird. Während des Heizvorganges bleibt der Spannrahmen 5 in seiner unteren Stellung und der von der Folie 7 umschlossene Raum bleibt nach wie vor über den Anschluß 9 an eine Unterdruckquelle angeschlossen, so daß keine Luft nachträglich wieder zwischen den Träger 6 und. die Folie 7 eindringen kann.
Außerdem wird hierdurch eine Unterdruckwirkung erzeugt, die in Verbindung mit dem Atmosphärendruck bzw. dem geringen Überdruck der durch das Heizgebläse 20 erzeugt wird, eine Druckdifferenz erzeugt, die für ein ausreichendes Andrücken der Folie 7 gegen den Träger 6 sorgt, wodurch in Verbindung mit der aktivierten Klebeschicht für eine feste Verbindung zwischen diesen beiden Teilen 6 und 7 gesorgt ist.
In den Stationen IX und X, die durch Fig. 7 näher veranschaulicht sind, wird der aus Träger 6 und Folie 7 bestehende Verbundkörper durch Kühlgebläse 19 so weit gekühlt, daß er nach entsprechender Freigabe von dem Spannrahmen in der Station 1 entnommen werden kann, nachdem vorher, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 8 erläutert, der überschüssige Rand 24 der Folie 7 durch die Schneidvorrichtung 28 abgetrennt wurde.

Claims

P P a t e n t a n s p r ü c h e 1 Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus einem luftundurchlässigen Träger und einer ebenfalls luftundurchlässigen Folie, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Folie entsprechend der Form des Trägers vorgeformt und der Träger und/ oder die Folie mit einer thermisch aktivierbaren Klebeschicht versehen wird, daß nach dem Auflegen der vorgeformten Folie auf den Träger die beiden lose aufeinander liegenden Teile einem allseits wirkenden Unterdruck ausgesetzt werden und daß nach dem Entfernen der Luft zwischen den beiden Teilen nur noch die der Folie abgewandte Seite des Verbundkörpers dem Unterdruck, die Folienoberseite dagegen dem Atmosphärendruck oder einem Überdruck ausgesetzt und dabei bis zur Aktivierung der Klebeschicht erwärmt und danach wieder abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Erwärmung der Folie mittels eines warmen, gegen die Folie gerichteten Luftstroms erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Folie um den Außenrand des Trägers bis auf seine Unterseite herumgezogen, d. h. umgebugt, wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abkühlung des fertigen Verbundkörpers mittels eines gegen die Folie gerichteten kühlen -Luftstromes erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der überstehende Folienrand am Umfang oder der Unterseite des Trägers abgeschnitten wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i c h -n e t , durch einen aus mehren Einzeltischen (2) bestehenden Drehtische (3) bei dem die Einzeltische mit einem Anschluß (9) an eine Unterdruckquelle zur Entlüftung der Untereseite des auf den Einzeltisch (2) liegenden und mit der Folie (7) zu überziehenden Trägers (6) bzw. im Falle der Anordnung einer Stützform (21) auf dem Einzeltisch (2) für die Unterstützung des Trägers (6), zur Entlüftung der Unterseite und Oberseite der Stützform (21) sowie mit einem Spannrahmen (5) zum Andrücken des über den Träger (6) überstehenden Rand (24) der aufzubringenden Folie (7) gegen eine jedem Einzeltisch (2) zugeordnete Dichtung (8) versehen sind und ferner gekennzeichnet durch einzelne Arbeitsstation (I bis X), denen die Einzeltische der Reihe nach zugeordnet werden und in denen der Reihe nach das Auflegen des Trägers (6) auf den Einzeltisch bzw. bei Anordnung einer Schnittform auf die Sttzform (21), das Auflegen der vorgeformten Folie (7) auf den Träger (6), die Ausbildung eines allseitigen Unterdruckes in einem den Einzeltisch mit den beiden Teilen (6, 7) des zu bildenden Verbund körpers aufnehmenden geschlossenen Raum (10), das Erwärmen der Klebeschicht bei gleichzeitigem Unterdruck an der Unterseite und des Trägers (6) und Atmosphärendruck bzw. Überdruck an der Folienoberseite sowie das Kühlen des Verbundkörpers bei verbleibendem Unterdruck an der Unterseite des Trägers erfolgt, wobei gegebenenfalls nach dem Abkühlen das Abschneiden des überstehenden Randes in der letzten Station vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Stützform (21') von mehreren von der Unterseite bis zur Oberseite reichenden Bohrungen (25) durchsetzt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e ich n e t , daß die Stützform (21) eine zentrale, mit dem Anschluß (9) im Einzeltisch (2) fluchtende Bohrung (26) und den der Oberseite mit dieser Bohrung (26) in Verbindung stehende, die Oberflächen der Stützform (21) überziehende Kanäle (27) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dichtung (8) im Einzeltisch und der Spannrahmen (5) den zu beschichtenden Träger (6) mit Abstand umgeben.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stützform (21')der Form des Trägers (6) ähnlich jedoch kleiner als dieser ist und daß die Stützform einen nach außen abstehenden, scharfkantig auslaufenden Rand (22) aufweist, der an seiner Unterseite nach Art einer Hohlkehle (23) ausgebildet ist.

1:1 , Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der scharfkantig auslaufende Rand (22) als Widerlager für eine Schneidvorrichtung zum Abschneiden des überstehenden Folienrandes (24) dient.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stationen (III bzw. IV bis VIII), in denen die Erzeugung des allseitigen Unterdruckes bzw. des Überdruckes auf der Folienoberseite erfolgt, eine abdichtend auf den Einzeltisch (2) aufsetzbare Haube (10) mit einem Anschluß (13) an eine Unterdruckquelle bzw. einen Anschluß (17) an ein Heizgebläse (20) aufweisen.