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Mit einer Oberflächenkaschierung versehenes Formteil und
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Verfahren zur Herstellung
Mit einer Oberflächenkaschierung
versehenes Formteil und Verfahren zur Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf
ein Formteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zur Herstellung
solcher Formteile.
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Derartige Formteile werden in großem Maße zur Innenausstattung von
Kraftwagen verwendet.
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Zunehmend wird dabei von Trägerkörpern ausgegangen, die aus voluminösen,
lose gebundenen und mit Bindemittel versetzten Fasermatten aus Lignozellulosefasern
durch warmes Verpressen hergestellt sind.
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Die Kaschierung der Trägerkörper wird in der Regel in einem nachträglichen
Arbeitsgang aufgebracht. Sie besteht beispielsweise aus thermoplastisch verformbaren
Folien mit oder ohne Oberflächenstrukturierung, die nach
entsprechendem
Erwärmen im thermoplastisch verformbaren Zustand durch Anwendung von Unterdruck
auf den Trägerkörper aufgebracht und mit diesem ganzflächig verklebt beziehungsweise
anderweitig dauerhaft verbunden werden.
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Die kaschierten Formteile werden durch diese Herstellung bedingt als
vorkonfektionierte Zulieferteile in Spezialbetrieben gefertigt und an die Automobilindustrie
ausgeliefert.
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Auf dem Transportweg und vor allem bei der Endmontage dieser Formteile
muß die Kaschierungsoberfläche sorgfältig vor Verschmutzungen geschützt werden.
Hierfür ist bisher zwangsläufig ein erhöhter Verpackungsaufwand erforderlich gewesen
verbunden mit entsprechend aufwendiger Montage sorgfalt.
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Vor allem gilt dies, wenn die Kaschierung der Formteile aus textilen
Geweben besteht, wobei hier noch hinzu kommt, daß die üblichen Vakuum-Kaschierungsverfahren
wegen der Luftdurchlässigkeit des Textils-nicht anwendbar sind. Hierdurch wird der
Vorgang der Kaschierung erheblich erschwert.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde
liegt, Formteile der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie nicht nur
unempfindlich gegen Verschmutzung beim Transport und ihrer Endmontage sind, sondern
sich darüber hinaus auch unabhängig von der Art des Kaschierungsmaterials mittels
des einfachen Vakuum-
Kaschierungsverfahrens herstellen lassen.
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Diese Aufgabe wird bei Formteilen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs
gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale. Die anschließenden
Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabenlösung dar Das Verfahren
zur Herstellung derartiger Formteile kennzeichnet sich insbesondere durch die Merkmale
des Anspruchs 9. Die nachfolgenden Ansprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen
des Verfahrens dar.
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Das gasundurchlässige Bedecken der Oberfläche der luftdurchlässigen
und verschmutzungsempfindlichen Kaschierungsmaterialien, wie Textilgewebe oder dergleichen,
mit einer abziehbaren thermoplastischen Schutzfolie sichert das Formteil zuverlässig
während des Transportes und während der Montage gegen Beschädigung und Verschmutzung
und ermöglicht für solche Materialien die problemlose Anwendung des sogenannten
Vakuum-Kaschierungsverfahrens.
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Hierdurch kann sowohl der verfahrenstechnische Herstellungsaufwand
der Verpackungs- als auch der Montageaufwand vermindert werden.
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Das thermoplastische Material der Schutzfolie gestattet in zuverlässiger
Weiese eine Anpassung der Folie an die.Formteilkontur, Die Abziehbarkeit der Schutzfolie,
das heißt ihr ganzflächiges Haften mit geringen Haftkräften
auf
beispielsweise einer Gewebekaschierung, stellt sicher, daß das Formteil problemlos
mit der Schutzfolie montiert werden kann.
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Die Schutzfolie selbst kann bis zur Auslieferung des Fahrzeugs an
den Kunden auf dem Formteil verbleiben.
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Die Abziehbarkeit und damit die Haftfähigkeit der Schutzfolie kann
beispielsweise durch spezielle Kleber, also-Adhäsionsmittel, die auf der Schutzfolie
verbleiben, hergestellt werden. Die Gefahr, daß Klebstoffreste am Kaschierungsgewebe
haften bleiben oder deren Adhäsionskraft so groß ist, daß Teile des Oberflächengewebes
mit abgerissen werden, wodurch eine zusätzliche Verschmutzungsgefahr entstünde,
kann durch geeignete Auswahl des Haftklebers ausgeschlossen werden. Vorteilhaft
ist es auch, wenn zwischen der abziehbaren Schutzfolie und dem Kaschierungsmaterial
strukturbedingt Formschluß derart hergestellt wird, daß die aus dem Formschluß resultierenden
Haftkräfte kleiner sind als die Haftkräfte zwischen Kaschierung und Trägerkörper.
Ein derartiger Formschluß kann bei einer thermoplastischen Schutzfolie in einfacher
Weise dadurch hergestellt werden, daß die Schutzfolie entsprechend erwrmt und auf
den kaschierten Trägerkörper gedrückt beziehungsweise durch Unterdruck gesaugt wird,
so daß die Schutzfolie beispielsweise die Fäden eines Kaschierungsgewebes teilweise
umgibt. Insbesondere durch die Auswahl geeigneter Temperaturen einer thermoplastischen
Schutzfolie beim Aufbringen auf eine geeignet oberflächenstrukturierte Kaschierung
läßt sich
ein ausreichender Formschluß herstellen.
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Je nach Werkstoff der Kaschierung kann es vorteilhaft sein, wenn die
erzielbaren Haftkräfte der abziehbaren Schutzfolie dadurch hergestellt werden, daß
diese punktförmig beispielsweise an den Gewebeknoten einer Gewebekaschierung durch
Adhäsion haftet, wobei die hieraus resultierenden Gesamtkräfte kleiner sind als
die Haftkräfte zwischen Kaschierung und Trägerkörper sind.
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Diese punktweise Adhäsion der Schutzfolie an den Strukturknoten kann
bei den thermoplastischen Werkstoffen der Schutz folien ebenfalls durch geeignete
Temperaturauswahl beim Aufbringen dieser Folien auf die Kaschierung erzeugt werden.
Da die Schutzfolie dann nur punktweise, das heißt mit erheblich geringer Gesamtfläche,
auf der Kaschierung haftet, sind die plebekLäfte zwischen Schutzfolie und Kaschierung
insgesamt klein gemessen an denjenigen zwischen Kaschierung und Trägerkörper.
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Vorteilhaft wird die Kaschierung eines Trägerkörpers um dessen Kanten
herumgeführt und mit der Rückseite des Trägerkörpers verklebt, wobei dieser Vorgang
in der Fachwelt als Umbugen bezeichnet wird. In solchen Fällen ist es vorteilhaft,
wenn Kaschierung und Schutzfolie um die Trägerkörperkanten herumgeführt sind, wobei
die Kaschierung in einem umlaufenden Kantenbereich mit der Rückseite des Trägerkörpers
verklebt ist.
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Dadurch, daß die Schutzfolie mit der Kaschierung um die Formteilkanten
herumgeführt wird, läßt sich zuverlässig verhindern, daß die -Kaschierung während
der Handhabung des Formteils sich teilweise im Kantenbereich löst und es hier zu
Verschmutzungen kommt.
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Ein luftdurchlässiges Kaschierungsmaterial kann etwa eine gewebte
oder anderweitig verarbeitete Naturfaser, wie beispielsweise Baumwolle, sein. Ebenso
als Material für das Kaschierungsgewebe geeignet sind Kunstfasern, wie Polyester-
oder Polyamidfasern oder Mischungen hiervon. Besonders vorteilhaft ist es, wenn
das luftdurchlässige Gewebe der Kaschierung wenigstens teilweise thermoplastisch
verformbar ist. In diesem Fall bestehen keine Schwterigkeiten, auch komplizierte
Formteilgeometrien einwandfrei zu kaschieren, da das Kaschierungsgewebe selbst nach
entsprechendem Anwärmen gut räumlich verformbar ist.
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Darüber hinaus läßt sich bei thermoplastisch verformbaren Kaschierungen
die Adhäsion zwischen Schutzfolie und Kaschierung an den Gewebeknoten der Kaschierung
in einfacher Weise zuverlässig einstellen.
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Es ist auch vorteilhaft, die abziehbare Schutzfolie mit großflächigen
Aufdrucken, wie beispielsweise Firmenbezeichnung, Artikelnummer, Montagehinweise
und Behandlungssymbole zu versehen. Dadurch, daß diese Hinweise an der Sichtseite
der Formteile
angebracht sind, und dadurch, daß in großem, auffälligem
Druck ausführbar sind, wird die Gefahr von Irrtümern bei Lagerhaltung, Versand und
Montage vermindert.
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Besonders vorteilhaft ist das vorliegende Herstellungsverfahren durch
die Möglichkeit der Anwendung von Vakuum und Temperatur unter Verwendung einer Haftvermittlerschicht
zwischen Kaschiergewebe und Trägerkörper ohne Rücksicht auf die Luftdurchlässigkeit
oder -undurchlässigkeit des Kaschierungsmaterials während des Kaschierungsvorganges
da dieses von der luftundurchlässigen, vorzugsweise thermoplastischen Schutzfolie
ganzflächig so abgedeckt ist, daß zwischen Kaschierungsgewebe und Trägerkörper ein
Unterdruck erzeugt werden kann, und die Kaschierung zusammen mit der Schutzfolie
mit gleicher Kontur gemeinsam nach dem Kaschieren beschnitten und gegebenenfalls
umgebugt werden kann. Schutzfolie und Kaschierung können gemeinsam, das heißt ohne
zusätzliche Arbeitsgänge,mit einem Konturschnitt versehen und gegebenenfalls um
die Formteilkanten herumgeführt werden. Derartige Verfahrensweise ermöglicht es,
vorhandene Kaschiereinrichtungen -ohne kostenaufwendige Umrüstung oder Zusatzeinrichtungen
zu betreiben.
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Es ist auch vorteilhaft, das Kaschierungsverfahren so auszuführen,
daß das. Kaschierungsgewebe oder dergleichen und die Schutzfolie der Kaschiereinrichtung
in geeigneter Positionierung getrennt zugeführt werden, und daß
die
Haftung zwischen der abziehbaren Schutzfolie und der Kaschierung durch Formschluß
oder/und Adhäsion an bestimmten Strukturpunkten der Kaschierung während des Kaschiervorganges
erzeugt wird. Da beim Vakuumkaschieren die thermoplastische Schutzfolie und die
Kaschierung vorgewärmt werden, kann sich der Formschluß oder/und die Adhäsion beispielsweise
an Gewebeknoten der Kaschierung unter der Wirkung des äußeren Luftdruckesvorbestimmbar
ausbilden.
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Aus Handhabungsgründen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn
die Kaschierung wNd die Schutzfolie bereits vor dem Kaschieren durch Formschluß
oder punktförmige Adhäsion miteinander verbunden sind und so der Kaschiereinrichtung
zugeführt werden. Durch einen derartigen Vorverbund zwischen Kaschierung und Schutzfolie
läßt sich der Verfahrensaufwand für den Kaschiervorgang selbst noch weiter verringern.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden, wobei diese vereinfachte beispielsweise Ausführungsformen
darstellen. Es bedeutet: Fig. 1 eine teilperspektivische Wiedergabe eines oberflächenkaschierten
Formteils mit teilweise abgezogener Schutzfolie;
Fig. 2 einen Teliquerschnitt
durch ein Formteil gemäß Fig. 1 mit Formschlußhaftung zwischen Kaschierung und Schutzfolie;
und Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 für eine Ausführungsform mit punktförmiger
Adhäsionshaftung zwischen Kaschierung und Schutzfolie.
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Wie in den Zeichnungen wiedergegeben, besteht das Formteil aus einem
sogenannten Trägerkörper 1 mit einer einseitig aufgebrachten Kaschierung 2, die
in eingebautem Zustand des Formteils die Sichtfläche desselben bildet. Für den hier
bevorzugt interessierten Anwendungsbereich kann es sich bei dem Formteil beispielsweise
um eine Seitenverkleidung einer PKW-Tür handeln, aber auch um den Teil eines Armaturenbrettes
oder um den Fahrzeughimmel und dergleichen mehr.
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Die Kaschierung 2 ist um die äußere Umfangskante, wie die teilperspektivische
Schnittdarstellung von Fig. 1 zeigt, mit einem Randbereich 2' herumgeschlagen. Die
gesamte sichtbare Oberfläche der Kaschierung 2 ist von einer Schutzfolie 3 abgedeckt,
deren umlaufender Kantenbereich 3' entsprechend dem Randbereich 2' der Kaschierung
2 gleichfalls umgebugt ist.
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Die Verbindung zwischen dem Trägerkörper 1 und der Kaschierung 2 ist
im Ausführungsbeispiel insbesondere durch die Zwischenschaltung einer Haftvermittlerschicht
4 (s.Fig. 2 und 3)
vorzugsweise durch Kohäsionskräfte bewirkt,
während die Haftung zwischen der Kaschiernng 2 und der Schutzfolie 3 durch Formschluß
und/ oder Adhäsionskräfte realisiert ist.
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Die Herstellung des Trägerkörpers 1 der im Ausführungsbeispiel aus
bindemittelhaltigem Lignozellulose-Wirrfaservlies durch Druck-und Wärmebeaufschlagung
ausgeformt wird, bedarf bezüglich der angewendeten Drücke und Temperaturen anderer
Größenordnung als der Kaschierungsvorgang der Oberfläche desselben. Die Trägerkörper
1 werden daher zunächst in hierfür geeigneten Pressen aus der Fasermatte ausgeformt,
um dann einer hiervon getrennten Kaschierungseinrichtung zugeführt zu werden, in
der der Kaschierungsvorgang ausgeführt wird.
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Neben dem Aufpressen der Kaschierung 2 auf den Formkörper 1 unter
Zwischenschaltung einer Haftvermittlerschicht hat sich als besonders vorteilhaft
das Vakuum-Kaschierungsverfahren herausgestellt, da hierdurch keine die Oberflächenstruktur
der Kaschierung verändernden Preßdrücke auf dieselben auszuüben sind und da die
Anwendung luftdurchlässiger Materialien für den Trägerkörper 1 sich einer stets
wachsenden Beliebtheit erfreut.
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Die Aufkaschierung dekorativer Oberflächenmaterialien auf den Trägerkörper
1 mittels des Vakuum-Kaschierungsverfahrens bedingte jedoch bisher die Verwendung
von gasundurchlässigen Kaschierungsfolien und war nicht anwendbar auf das Aufkaschieren
beispielsweise von textilem Gewebe, von Leder, Vlies und dergleichen.
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Die ganzflächig auf die Kaschierung 2 aufgelegte und diese übergreifende
Schutzfolie 3 kann je nach Anwendung einmal so ausgebildet sein, daß sie bei der
Verwendung einer luftdurchlässigen Kaschierung selbst gasundurchläsig ist. Andererseits
kann die Schutzfolie 3 für sich jedoch dann gasdurchlässig sein e wenn die Kaschierung
2 selbst gasundurchlässig ist und wenn die Schutz folie deshalb nicht nur die Aufgabe
hat, der Verbesserung des Kaschierungsverfahrens zu dienen, sondern vorzugsweise
diejenige des Schutzes während des Kaschierungsvorganges und der Handhabung des
Formteiles nach seiner Kaschierung dient. Darüber hinaus kann die Schutzfolie auch
die Aufgabe übernehmen, Verformungskräfte, die während des Kaschierungsvorganges
auf die eigentliche Kaschierung 2 wirken, wenigstens teilweise mit aufzunehmen,
was insbesondere dann möglich ist, wenn die Kaschierung 2 die Schutzfolie 3 bereits
-in einem gewissen Haftverbund zusammengefügt der Kaschierungseinrichtung zugeführt
werden.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen vergrößerte Teilschnittdarstellungen in vereinfachter
Wiedergabe, wobei im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Kaschierung 2 im wesentlichen
aus parallel zueinander liegenden Fäden 2' besteht, während es sich bei der Kaschierung
2 nach Fig. 3 um ein Gewebe handelt, das sich durch Kettfäden 2" und Schußfäden
2"' kennzeichnet In beiden Ausführungsformen ist durch Vakuumkaschierung die Schutzfolie
3 zufolge der hierbei
angewendete erhöhten Temperatur wenigstens
teilweise in die Gewebestruktur der Kaschierung 2 hineingezogen worden, und-zwar
im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 so weit, daß ein ausreichender Formschluß zwischen
der Schutzfolie 3 und dem Kaschierungsgewebe zu ausreichender Haftung führt. Diese
Haftung ist in jedem Falle jedoch erheblich geringer als diejenige zwischen der
Kaschierung 2 und dem Trägerkörper 1, deren Kohäsionskraft durch die Haftvermittlerschicht
4 vorgegeben ist und die so groß ist, daß ein zerstörungsfreies Entfernen der Kaschierung
2 von dem Trägerkörper 1 in aller Regel ausgeschlossen ist. Demgegenüber läßt sich
die Schutzfolie 3 von der Kaschierung 2 problemlos und ohne jede Zerstörung der
Oberfläche des Kaschierungsmaterials abziehen. Ein hierfür ausreichender Formschluß
gemäß Ausführungsform nach Fig. 2 läßt sich durch Einstellung des Unterdruckes während
der Vakuumkaschierung und Einstellung der erhöhten Temperatur in Abhängigkeit vom
verwendeten thermoplastischen Folienmaterial für die Schutzfolie 3 vorwählen. -Im
Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 spielt der Formschluß zwischen Schutzfolie 3 und
Kaschierung 2 nur eine untergeordnete Rolle, da hier die jeweiligen Knotenpunkte
5 der Kettfäden 2" und der Schußfäden 2"' der verwendeten Gewebekaschierung mit
einem Haftkleber beaufschlagt sind, der an der unteren Oberfläche der Schutzfolie
2 beim Abziehen derselben verbleibt.
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Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 werden vorzugsweise dünnwandige
Schutzfolien 3 aus thermoplastischem Materia-l in Anwendung gebracht, um insbesondere
für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 einen guten Formschluß zwischen der Schutzfolie
3 und der Oberflächenstruktur der Kaschierung 2 zu gewährleisten. Für das Kaschieren
von Formteilen mit starken Verformungsbereichen kann es jedoch notwendig und vorteilhaft
sein, mit wesentlich dickeren Schutz folien 3 zu arbeiten, da dünne thermoplastische
Folien bei tiefer Ausformung gegebenenfalls so weit ausgedünnt werden könnten, daß
sie reißen. Die Möglichkeit der Verwendung dicker Schutz folien bietet daher insbesondere
auch die Ausführungsform nach Fig. 3, da es hier auf den Formschluß primär nicht
ankommt, sondern bei wesentlich geringeren Biegeradien der eingezogenen Schutzfolie
um die Gewebestruktur oder eine andere Oberflächenstruktur, die sich durch hervorstehende
Punkte, Linien oder kleinflächige Bereiche kennzeichnet, dort Adhäsionskräfte zur
Anwendung kommen, die ausreichen, um die Schutzfolie 3,solange das gewünscht ist,
auf der Kaschierung 2 festzuhalten, andererseits jedoch sicherstellen, daß beim
Abziehen der Schutzfolie die Haftklebepunkte 5 hinsichtlich der Kaschierung unverletzt
bleiben. Die Zwischenschaltung einer Haftkleberschicht auf der Unterseite der Schutzschicht
3 zwischen dieser und der Kaschierung 2 mit vorzugsweise punktförmiger Haftung nach
erfolgtem Kaschierungsvorgang empfiehlt sich auch dann,
wenn sehr
feinfaserige Oberflächenstrukturen für die Kaschierung gewünscht sind, da durch
diese für den Abziehvorgang der temporär auf der Kaschierung haftenden Schutzfolie
sich ein vorteilhafter Haftungsmechanismus ergibt.
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Für den vorerwähnten Fall, daß Schutzfolie 3 und Kaschierung 2 der
Kaschierungseinrichtung bereits in einem gewissen Haftverbund gemeinsam zugeführt
werden, empfiehlt sich für die Herstellung eines solchen Haftverbundes beispielsweise
das bekannte Kalandrierverfahren.
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Die Tiefe der formschlüssig eingezogenen Bereiche 3" nach der Ausführungsform
von Fig. 2 bestimmt die Haftkraft zwischen der Schutzfolie 3 und der Kaschierung
2. In dem Fall wird diese so vorgewählt, daß zum Abziehen der Schutzfolie 3 von
der Kaschierung 2 die dabei auftretenden Abzugskräfte wesentlich geringer sind als
die Haftkräfte zwischen der Kaschierung 2 und dem Trägerkörper 1 und als die Oberflächenfestigkeit
des Kaschierungsmaterials selbst, so daß sichergestellt ist, daß beim Abziehen der
Schutzfolie 3 keinerlei Oberflächenverletzung der Kaschierung 2 auftreten kann,
andererseits aber auch insbesondere bei der Ausführungsform nach Fig. 3 keine Haftkleberreste
auf der Oberfläche der Kaschierung 2 verbleiben.